《金属焊接性基础》

第一部分 金属熔焊过程总论1

第一章 焊接区的温度变化特点1

1-1 热传导的基础方程1

1-2 焊接时的温度场3

一、数学解析的假定条件3

二、瞬时热源的热传导过程4

三、单道焊温度场的解析6

1-3 焊接热循环特性11

一、焊接热循环的意义11

二、影响热循环特性的因素13

三、多道焊的焊接热循环21

第二章 焊缝金属的化学组成变化25

2-1 焊缝金属的构成25

一、焊条金属熔滴的特征25

二、焊接熔池的特征27

三、焊缝金属的熔合比33

2-2 焊接冶金过程特点36

一、药皮反应区的特点36

二、熔滴反应区的特点37

三、熔池反应区的特点40

四、焊接工艺条件的作用44

2-3 焊缝中的气体杂质46

一、焊缝金属中的氧46

二、焊缝金属中的氮49

三、焊缝金属中的氢57

第三章 焊缝金属的凝固68

3-1 焊缝的凝固过程特点68

一、焊缝金属的联生结晶68

二、焊缝树状晶的成长70

一、组分过冷现象73

3-2 焊缝凝固组织的形态73

二、焊缝凝固组织的形态变化75

三、焊缝树状晶的形貌特征78

3-3 焊缝的凝固偏析79

一、晶间偏析79

二、层状偏析84

3-4 焊缝金属组织的控制86

一、焊接工艺的调整87

二、变质处理的应用89

三、振荡结晶的效应91

第四章 焊接接头熔合区的特性94

4-1 熔合区的构成及特征94

一、熔合区的构成94

二、熔合区的特征96

一、熔合比的影响100

4-2 凝固过渡层的特性100

二、焊条金属成分的影响102

三、熔池存在时间的影响103

4-3 碳迁移过渡层的特性104

一、固液相间碳分配的影响106

二、固态相间碳的活度差的影响107

第五章 焊接热影响区的特性111

5-1 焊接热影响区的形成111

一、有重结晶的金属的热影响区特征111

二、无重结晶的金属的热影响区特征113

5-2 焊接时相及组织转变的特点116

一、钢中过冷奥氏体转变产物的一般特点116

二、影响过冷奥氏体转变的因素121

三、焊接时的晶粒粗化倾向124

四、近缝区的硬化性129

五、焊接热影响区的软化现象139

一、焊件中不均匀应力场的形成144

5-3 焊件中热应力应变的影响144

二、焊接时瞬时热应力应变的特性148

三、塑性形变对奥氏体转变的影响155

四、焊接热影响区的热应变脆化159

第二部分 金属焊接性若干问题165

第六章 高强钢接头的脆化165

6-1 金属断裂的一般概念165

一、断裂类型及特征165

二、断裂韧性的概念171

6-2 焊接接头韧性的控制175

一、接头韧性的一般特征175

二、近缝区的韧性177

三、焊缝金属的韧性191

一、冲击试验的韧性要求200

6-3 焊接接头的韧性要求200

二、断裂力学的判据201

三、焊缝金属与母材的适应性207

第七章 焊接热裂纹210

7-1 焊接热裂纹的特征及形成条件210

一、焊接热裂纹的一般特征210

二、焊接热裂纹的形成条件210

7-2 焊缝热裂纹的控制216

一、冶金因素的作用216

二、工艺条件的影响229

7-3 近缝区热裂纹的控制234

第八章 焊接冷裂纹237

8-1 焊接冷裂纹的特征及形成条件237

一、焊接冷裂纹的特征237

二、焊接冷裂纹的形成条件242

三、关于冷裂纹的形成机理259

一、焊接工艺的作用266

8-2 焊接冷裂纹的控制266

二、焊接材料的选用270

三、紧急后热的应用274

第九章 层状撕裂278

9-1 层状撕裂的特征及形成条件278

一、层状撕裂的特征278

二、层状撕裂的形成条件279

一、主要影响因素280

9-2 层状撕裂的控制280

二、层状撕裂的防止途径281

第十章 再热裂纹284

10-1 再热裂纹的特征及形成条件284

一、再热裂纹的特征284

二、再热裂纹的形成条件285

10-2 再热裂纹的控制291

一、控制焊接工艺291

三、减缓残余应力294

二、应用低强焊缝294

第十一章 应力腐蚀裂纹295

11-1 应力腐蚀裂纹的特征及形成条件295

一、应力腐蚀裂纹的特征296

二、应力腐蚀裂纹的形成条件299

11-2 应力腐蚀裂纹的控制302

一、设计与管理302

二、组装与焊接305

附录 金属材料焊接性主要试验方法314

一、冷裂敏感性试验方法314

二、热裂敏感性试验方法319

三、层状撕裂敏感性试验方法321

四、再热裂纹敏感性试验方法324

五、应力腐蚀裂纹敏感性试验方法326

六、脆性断裂试验328

参考文献330