焊接工艺实验

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1、焊接工艺学实验焊接工艺学实验授课教师：余进授课教师：余进Tel: 84315776(O)Tel: 84315776(O) 13814036653 13814036653办公室：材料系办公室：材料系338338栋栋301301室室一、焊接工艺学实验的作用和地位一、焊接工艺学实验的作用和地位二、如何上好焊接工艺学实验课？二、如何上好焊接工艺学实验课？三、焊接工艺学实验课的安排三、焊接工艺学实验课的安排四、焊接工艺学实验课的要求四、焊接工艺学实验课的要求实验绪论及准备知识实验绪论及准备知识二、如何上好焊接工艺学实验课？二、如何上好焊接工艺学实验课？ 1 1、每次实验课前要求预习（完成预习报告）、每次

2、实验课前要求预习（完成预习报告） 2 2、实验中认真操作和记录实验数据，并进行适、实验中认真操作和记录实验数据，并进行适当数据处理（经过初步处理的实验的原始数据必当数据处理（经过初步处理的实验的原始数据必须有教师签名）须有教师签名） 3 3、实验完成后要求完成实验报告、实验完成后要求完成实验报告 4 4、按时交实验报告、按时交实验报告实验课的安排实验课的安排1 1、每班根据人数分为若干组、每班根据人数分为若干组2 2、每五位同学一组、每五位同学一组3 3、实验课成绩有两部分组成：、实验课成绩有两部分组成： 平时表现平时表现(40%)(40%)、实验报告、实验报告(60%)(60%)焊接工艺学实

3、验课的要求焊接工艺学实验课的要求1 1、按时到实验室、按时到实验室2 2、上课时应注意秩序，不许大声喧哗。、上课时应注意秩序，不许大声喧哗。3 3、应注意用电安全，化学药品废弃物应、应注意用电安全，化学药品废弃物应放入专用瓶。实验后注意卫生保持及用品放入专用瓶。实验后注意卫生保持及用品的整洁。的整洁。主要参考书主要参考书1 1、中国机械工程学会焊接学会编著、中国机械工程学会焊接学会编著. .焊接金相图谱焊接金相图谱. .机械工业出版社机械工业出版社 .1987.1987.实验一实验一 30CrMnSiA30CrMnSiA钢焊接接头的金相组织钢焊接接头的金相组织观察分析观察分析 一、实验目的一、

4、实验目的( (一一) )了解了解30CrMnSiA30CrMnSiA钢焊接热形响区的组织变化规律。钢焊接热形响区的组织变化规律。( (二二) )熟悉焊接热影响区组织变化与硬度的关系。熟悉焊接热影响区组织变化与硬度的关系。二、实验内容二、实验内容 1 1掌握掌握30CrMnSiA30CrMnSiA钢的焊接特点。钢的焊接特点。 2 2 30CrMnSiA30CrMnSiA钢焊接接头的金相组织钢焊接接头的金相组织观察分析观察分析 三、实验装置及实验材科三、实验装置及实验材科1 1粗、细金相砂纸粗、细金相砂纸2 2玻璃平板、机械抛光机、抛光粉玻璃平板、机械抛光机、抛光粉3 3无水乙醇、无水乙醇、4 4

5、硝酸酒精溶液、吹风机、脱脂棉硝酸酒精溶液、吹风机、脱脂棉4 4金相显微镜金相显微镜 四、实验原理四、实验原理( (一一)30CrMnSiA)30CrMnSiA钢焊接热影响区组织变化特点钢焊接热影响区组织变化特点 ( (二二) )焊接热影响区域组织与硬度的关系焊接热影响区域组织与硬度的关系( (一一)30CrMnSiA)30CrMnSiA钢焊接热影响区组织变化特点钢焊接热影响区组织变化特点 30CrMnSiA30CrMnSiA钢属于中碳调质钢，是淬火倾向较大的钢种。钢属于中碳调质钢，是淬火倾向较大的钢种。一般情况下，易淬火钢焊接接头热影响区的组织分布与毋材一般情况下，易淬火钢焊接接头热影响区的组

6、织分布与毋材焊接前的热处理状态有关。如果母材焊接前是正火或退火状焊接前的热处理状态有关。如果母材焊接前是正火或退火状态，则焊后热影响区的组织仅为以下两个区域：完全淬火态，则焊后热影响区的组织仅为以下两个区域：完全淬火区区加热温度超过加热温度超过Ac3Ac3以上，焊后冷却时出现马氏体、贝以上，焊后冷却时出现马氏体、贝氏体、珠光体组织；不完全淬火区氏体、珠光体组织；不完全淬火区加热温度为加热温度为Ac1Ac1Ac3Ac3，焊后冷却时出现马氏体、贝氏体、铁素体组织。如果，焊后冷却时出现马氏体、贝氏体、铁素体组织。如果母材在焊接前处于调质状态，则焊接热影响区除存在上述两母材在焊接前处于调质状态，则焊接

7、热影响区除存在上述两个区域以外，还可能有发生不同程度回火处理的区域，称为个区域以外，还可能有发生不同程度回火处理的区域，称为回火区。回火区为加热温度低于回火区。回火区为加热温度低于Ac1Ac1且冷却较慢的区域，它且冷却较慢的区域，它的组织、性能发生变化的程度，取决于焊前调质状态的回火的组织、性能发生变化的程度，取决于焊前调质状态的回火温度。温度。 为了估计焊接热影响区的组织招性能，最好借助于为了估计焊接热影响区的组织招性能，最好借助于“模拟焊接热影模拟焊接热影响区连续冷却组织转变图响区连续冷却组织转变图”即即SHCCTSHCCT图。但是，图。但是，SHCCTSHCCT图的建立比图的建立比较复杂

8、，需要高精度的测试仪表和大量试试验工作，目前仅有少量钢种确较复杂，需要高精度的测试仪表和大量试试验工作，目前仅有少量钢种确立了立了SHCCTSHCCT图，因而只好利用一般的连续冷却组织转变图，即图，因而只好利用一般的连续冷却组织转变图，即CCTCCT曲曲线。对焊接热影响区的组织做粗略估计。图线。对焊接热影响区的组织做粗略估计。图1(a)1(a)为为30CrMnSiA30CrMnSiA钢的钢的CCTCCT曲线，为了明确曲线各区域的组织及便于比较，也列出了该钢种的恒温转曲线，为了明确曲线各区域的组织及便于比较，也列出了该钢种的恒温转变曲线变曲线( (图图1(b)1(b)。图中纵坐标表示强度，横坐标

9、表示时间。标注。图中纵坐标表示强度，横坐标表示时间。标注1 1、2 2、55的五条曲线分别是不同冷却速度的曲线。利用它们与的五条曲线分别是不同冷却速度的曲线。利用它们与CCTCCT曲线曲线相交的位置，可以推算冷却后的组织。例如，曲线相交的位置，可以推算冷却后的组织。例如，曲线1 1为图中冷却速度最快为图中冷却速度最快的曲线，按曲线的曲线，按曲线1 1冷却后，钢的组织为马氏体十贝氏体组织；同理按曲线冷却后，钢的组织为马氏体十贝氏体组织；同理按曲线3 3冷却后的组织为铁素体十贝氏体十珠光体；按曲线冷却后的组织为铁素体十贝氏体十珠光体；按曲线5 5冷却后的组织为铁冷却后的组织为铁素体十珠光体。以此类

10、推，只要知道冷却曲线，就可以预知冷却后所得的素体十珠光体。以此类推，只要知道冷却曲线，就可以预知冷却后所得的组织。组织。 根据根据30CrMnSiA30CrMnSiA钢的钢的CCTCCT曲线可以预料焊接热影响区的组织将是几种曲线可以预料焊接热影响区的组织将是几种组织的混晶组织。如果焊接方法不同，则焊接后热影响区的组织也会不同。组织的混晶组织。如果焊接方法不同，则焊接后热影响区的组织也会不同。例如，采用电弧焊时，由于它的热源温度较高，能量较集中，因而出气焊的例如，采用电弧焊时，由于它的热源温度较高，能量较集中，因而出气焊的热循环曲线更陡。相应的冷却速度较快。因此，气焊焊接头的热影响区宽度热循环曲

11、线更陡。相应的冷却速度较快。因此，气焊焊接头的热影响区宽度远远大于电弧焊的热影响区宽度，其中尤以粗晶区差别最大。气焊接头的粗远远大于电弧焊的热影响区宽度，其中尤以粗晶区差别最大。气焊接头的粗晶区为粗大的贝氏体；且主要为上贝氏体组织；电焊接头的粗晶区中则针状晶区为粗大的贝氏体；且主要为上贝氏体组织；电焊接头的粗晶区中则针状下贝氏体所占比例较大，同时亦有上贝氏体及马氏体。下贝氏体所占比例较大，同时亦有上贝氏体及马氏体。 30CrMnSiA30CrMnSiA钢虽为中碳调质钢，但它又是珠光体类钢，因而焊接接头中加钢虽为中碳调质钢，但它又是珠光体类钢，因而焊接接头中加热稍超过热稍超过Ac3Ac3转变温度