焊接热影响区有哪些性能?
发布时间: 2019-10-22作者：baile100浏览量：
答:焊接热影响区的性能指常温、低温或高温的力学性能，以及在特殊条件下要求的耐蚀性耐热性及抗疲劳性等。
(1)焊接热影响区的力学性能在热影响区中，硬度最高、塑性最差的部位是过热区，属于接头的薄弱环节。随着冷却速度的增加，强度和硬度增高，而伸长率和断面收缩率下降。
因此，在采用焊条电弧焊焊接厚板16Mn钢时，为降低冷却速度，应适当预热及有一定的层间温度。在实际生产中常用硬度的变化来判断热影响区性能的变化。硬度是反映材料、组织、性能和抗裂性的综合指标。但采用最高硬度法仅是粗略估计热影响区组织性能及抗裂性的间接方法，在要求比 较高的场合，应配合其他试验方法进行准确判断。
(2)焊接热影响区的软化对于焊前经冷作硬化或热 处理强化的金属或合金，焊后在热影响区总要发生软化或失 强现象。最典型的就是调质高强度钢的过回火软化和沉淀强化合金(如硬铝)的过时效软化。这种软化现象的发生会降低焊接接头的承载能力。对重要的焊接结构，还必须经过焊后强化处理才能满足要求。
调质钢热影响区软化的程度与母材焊前的热处理状态有关：
1)若母材焊前为退火状态，则焊后无软化问题。
2)若母材焊前为淬火+高温回火，则焊后软化程度较低。
3)若母材焊前为淬火+低温回火，则焊后软化程度最大。这是因为焊前调质时回火温度T越低，析出的碳化物颗粒越弥散细小焊接加热温度在A~T范围内的碳化物聚集长大越明显，因此过回火软化现象严重。
焊接调质钢时出现软化区是不可避免的，改变焊接方法和焊接热输入只能影响软化区的宽度。按常规，焊接电弧的能量越集中，采用的热输入越小，软化区就越窄；但只有经焊后调质处理才能从根本上消除软化区。
(3)焊接热影响区的脆化随着锅炉、压力容器等向大型化和高参数(高温、高压和高容量)方向发展，防止热影响区的脆性破坏是一个重要问题，根本的措施是提高热影响区的韧性。热影响区的脆化有多种形式：
1)粗晶脆化。主要出现在过热区，晶粒越粗、韧脆转变温度越高。
2)淬硬脆化。焊接含碳和合金元素较多的易淬火钢时，热影响区的脆化主要是过热区形成脆硬的孪晶马氏体造成的。
焊接这类钢时，应采用较大的热输人，必要时还需配合预热、合适的层间温度及及时的后热等措施，以降低中间冷却速度，避免出现脆硬的马氏体。对于淬硬脆化倾向更大的钢种， 往往需要进行焊后高温回火或调质处理来改善热影响区的
韧性。
3)析出相脆化。对某些金属或合金，在焊接冷却过程 中，或是在焊后回火或时效过程中，从过饱和固溶体中析出氮 化物、碳化物或金属间化合物时，引起金属或合金脆性增大的现象，称为析出相脆化。
4)热应变时效脆化。钢材因受塑性变形产生时效过 程，发生脆化的现象叫应变时效脆化。焊接接头中发生的应 变时效脆化主要有两大类：一是静应变时效、焊前备料时，焊 接零部件常要经过下料、剪切、冷弯成形，因此这种低温预应 变总是存在的，尤其在焊接低碳钢和强度不高的低合金钢时(b≤500MPa),因自由氮原子较多易产生静应变时效。二是动应变时效，钢材在塑性变形过程中产生的时效脆化现象叫动应变时效。其特点是应变与时效同时产生，但由于这种应变时效过程是在200~400℃的温度下发生的，所以又叫热应变时效，通常认为蓝脆性就属于动应变时效现象。
(4)焊接热影响区的韧化针对热影响区的脆化，热影响区的韧化措施主要有以下几点：
1)控制母材的成分和组织，采用低碳多种微量元素合 金化的同时严格控制杂质(如S、P、O等)。
2)采用合适的焊接工艺，如确定最佳的t33范围，对热 轧及正火钢，定出最佳的t3值的上下限
3)采用多层多道焊。
4)采用焊后热处理。
(1)焊接热影响区的力学性能在热影响区中，硬度最高、塑性最差的部位是过热区，属于接头的薄弱环节。随着冷却速度的增加，强度和硬度增高，而伸长率和断面收缩率下降。
因此，在采用焊条电弧焊焊接厚板16Mn钢时，为降低冷却速度，应适当预热及有一定的层间温度。在实际生产中常用硬度的变化来判断热影响区性能的变化。硬度是反映材料、组织、性能和抗裂性的综合指标。但采用最高硬度法仅是粗略估计热影响区组织性能及抗裂性的间接方法，在要求比 较高的场合，应配合其他试验方法进行准确判断。
(2)焊接热影响区的软化对于焊前经冷作硬化或热 处理强化的金属或合金，焊后在热影响区总要发生软化或失 强现象。最典型的就是调质高强度钢的过回火软化和沉淀强化合金(如硬铝)的过时效软化。这种软化现象的发生会降低焊接接头的承载能力。对重要的焊接结构，还必须经过焊后强化处理才能满足要求。
调质钢热影响区软化的程度与母材焊前的热处理状态有关：
1)若母材焊前为退火状态，则焊后无软化问题。
2)若母材焊前为淬火+高温回火，则焊后软化程度较低。
3)若母材焊前为淬火+低温回火，则焊后软化程度最大。这是因为焊前调质时回火温度T越低，析出的碳化物颗粒越弥散细小焊接加热温度在A~T范围内的碳化物聚集长大越明显，因此过回火软化现象严重。
焊接调质钢时出现软化区是不可避免的，改变焊接方法和焊接热输入只能影响软化区的宽度。按常规，焊接电弧的能量越集中，采用的热输入越小，软化区就越窄；但只有经焊后调质处理才能从根本上消除软化区。
(3)焊接热影响区的脆化随着锅炉、压力容器等向大型化和高参数(高温、高压和高容量)方向发展，防止热影响区的脆性破坏是一个重要问题，根本的措施是提高热影响区的韧性。热影响区的脆化有多种形式：
1)粗晶脆化。主要出现在过热区，晶粒越粗、韧脆转变温度越高。
2)淬硬脆化。焊接含碳和合金元素较多的易淬火钢时，热影响区的脆化主要是过热区形成脆硬的孪晶马氏体造成的。
焊接这类钢时，应采用较大的热输人，必要时还需配合预热、合适的层间温度及及时的后热等措施，以降低中间冷却速度，避免出现脆硬的马氏体。对于淬硬脆化倾向更大的钢种， 往往需要进行焊后高温回火或调质处理来改善热影响区的
韧性。
3)析出相脆化。对某些金属或合金，在焊接冷却过程 中，或是在焊后回火或时效过程中，从过饱和固溶体中析出氮 化物、碳化物或金属间化合物时，引起金属或合金脆性增大的现象，称为析出相脆化。
4)热应变时效脆化。钢材因受塑性变形产生时效过 程，发生脆化的现象叫应变时效脆化。焊接接头中发生的应 变时效脆化主要有两大类：一是静应变时效、焊前备料时，焊 接零部件常要经过下料、剪切、冷弯成形，因此这种低温预应 变总是存在的，尤其在焊接低碳钢和强度不高的低合金钢时(b≤500MPa),因自由氮原子较多易产生静应变时效。二是动应变时效，钢材在塑性变形过程中产生的时效脆化现象叫动应变时效。其特点是应变与时效同时产生，但由于这种应变时效过程是在200~400℃的温度下发生的，所以又叫热应变时效，通常认为蓝脆性就属于动应变时效现象。
(4)焊接热影响区的韧化针对热影响区的脆化，热影响区的韧化措施主要有以下几点：
1)控制母材的成分和组织，采用低碳多种微量元素合 金化的同时严格控制杂质(如S、P、O等)。
2)采用合适的焊接工艺，如确定最佳的t33范围，对热 轧及正火钢，定出最佳的t3值的上下限
3)采用多层多道焊。
4)采用焊后热处理。
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