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1、鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL( (课题课题) ) 焊接结晶过程焊接结晶过程鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING S
2、CHOOL知识目标：知识目标：1.理解焊缝结晶的两次过程，及偏析现象对焊件组织性能的影响2.掌握调整及改善焊缝金属组织措施调整及改善焊缝金属组织措施能力目标：能力目标：理论联系实践，把理论应用到生产实习中 鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL教学内容提要：教学内容提要：一焊接熔池的一次结晶一焊接熔池的一次结晶二焊缝金属的二次结晶二焊缝金属的二次结晶三三
3、.焊缝金属组织的调整及改焊缝金属组织的调整及改善善鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL结晶结晶:金属从液态液态转变为固态固态的过程复习复习同素异构转变同素异构转变:在固态下，金属随温度的改变由一种晶在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为金属的同格转变为另一种晶格的现象称为金属的同素异构转变。素异构转变。鞍 钢 集 团 矿 业 公
4、 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL熔焊：熔焊：利利用用局局部部加加热热的的方方法法，把把工工件件的的焊焊接接处处加加热热到到熔熔化化状状态态，形形成成熔熔池池，然然后后冷冷却却结结晶晶，形形成成焊焊缝缝，将将两两部部分分金金属属连连接接成成为为一一个整体的工艺方法。个整体的工艺方法。 鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTR
5、Y COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL2-4焊缝金属的结晶焊缝金属的结晶一焊接熔池的一次结晶一焊接熔池的一次结晶焊接焊接熔池的金属熔池的金属由由液态液态转变为转变为固态固态时结晶时结晶过程，称为一次结晶。过程，称为一次结晶。1、熔池一次结晶过程、熔池一次结晶过程形核形核晶核长大的过程晶核长大的过程鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING
6、 SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL液态金属液态金属形核形核晶核长大晶核长大完全结晶完全结晶形核形核和和晶核长大晶核长大的过程的过程鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUST
7、RY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL2、特点、特点1)1)体积小，冷却速度大。体积小，冷却速度大。2)2)巨大的温差。巨大的温差。3)熔池在运动状态下结晶熔池在运动状态下结晶。鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING
8、 SCHOOL3、焊缝结晶过程中的偏析现象、焊缝结晶过程中的偏析现象偏析偏析合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象原因原因焊接熔池一次结晶过程中，由于焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成造成分布不均分布不均，产生偏析。，产生偏析。鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TE
9、CHNICIAN TRAINING SCHOOL偏析主要是在一次结晶时产生的偏析主要是在一次结晶时产生的.偏析对焊缝的影响偏析对焊缝的影响偏析的化学成分不均匀导致性能改变偏析的化学成分不均匀导致性能改变.偏析也是产生裂纹、夹杂物等焊接缺陷偏析也是产生裂纹、夹杂物等焊接缺陷的主要原因之一的主要原因之一.鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL焊缝中的偏析焊缝
10、中的偏析显微偏析显微偏析区域偏析区域偏析鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL1、显微偏析、显微偏析在一个柱状晶粒内部和晶粒之问的在一个柱状晶粒内部和晶粒之问的化化学成分分布不均匀学成分分布不均匀的现象，称为显微偏析的现象，称为显微偏析。主要因素主要因素：金属的化学成分：金属的化学成分高碳钢、合金钢高碳钢、合金钢解决办法：进行扩散及细化晶粒的解决办法：进
11、行扩散及细化晶粒的热处理热处理鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL熔池结晶时，由于柱状晶体的不断长熔池结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，大和推移，把杂质推向熔池中心把杂质推向熔池中心，这样，这样熔池中心的杂质含量要比其他部位高，熔池中心的杂质含量要比其他部位高，这种现象称为区域偏析。这种现象称为区域偏析。2、区域偏析、区域偏析鞍 钢 集 团 矿 业
12、 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL主要因素主要因素焊逢形状焊逢形状窄而深窄而深的焊缝的焊缝形成形成中心中心热裂纹热裂纹宽而浅宽而浅的焊缝的焊缝杂质聚集杂质聚集焊缝焊缝上部上部对焊逢的影响对焊逢的影响解决办法解决办法:多层焊多层焊2、区域偏析、区域偏析鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNI
13、CIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL4.焊缝中夹杂物焊缝中夹杂物由于焊接冶反应产生的，焊后残留由于焊接冶反应产生的，焊后残留在焊缝中的非金属夹杂（硫化物、氧化在焊缝中的非金属夹杂（硫化物、氧化物）。物）。危害危害夹渣夹渣热裂纹热裂纹鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICI
14、AN TRAINING SCHOOL防止焊缝中产生夹杂物的措施防止焊缝中产生夹杂物的措施:选用合适的焊接参数选用合适的焊接参数,使熔池存在的时使熔池存在的时间不要太短间不要太短便于熔渣的浮出。便于熔渣的浮出。多层焊，特别是打底焊，必须清除干净前一多层焊，特别是打底焊，必须清除干净前一道的熔渣后，才能焊下一道。道的熔渣后，才能焊下一道。正确的摆动焊条，以便熔渣的排除出。正确的摆动焊条，以便熔渣的排除出。操做时要注意保护熔池操做时要注意保护熔池,防止空气的进入。防止空气的进入。鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHN
15、ICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL 一次结晶结束后，熔池金属就转变为一次结晶结束后，熔池金属就转变为固态的焊缝。高温的焊缝金属冷却到室温固态的焊缝。高温的焊缝金属冷却到室温时，要经过时，要经过一系列的相变一系列的相变过程，称为金属过程，称为金属的二次结晶。的二次结晶。二、焊缝金属的二次结晶二、焊缝金属的二次结晶特点特点:对焊后焊缝的组织和性能影响很大对焊后焊缝的组织和性能影响很大同素异构转变同素异构转变鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MIN
16、ERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL 焊接时因冷却速度快，所以焊缝组织中珠光体含量大。珠光体含量越大，焊缝的硬度和强度随之增加，而塑性和韧性则随之降低。影响因素：影响因素：冷却速度冷却速度鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TE
17、CHNICIAN TRAINING SCHOOL三三.焊缝金属组织的调整及改善焊缝金属组织的调整及改善1.改善一次结晶组织（变质处理）改善一次结晶组织（变质处理）变质处理变质处理通过通过焊接材料焊接材料（焊条、焊（焊条、焊剂）向熔池中加入某些合金元剂）向熔池中加入某些合金元素如素如V、Mo、Ti、Nb、Al、B、N等，可以等，可以细化晶粒细化晶粒，得到细，得到细晶组织，从而既可保证强度和晶组织，从而既可保证强度和塑性，又能提高抗裂性，这种塑性，又能提高抗裂性，这种方法称为变质处理。方法称为变质处理。例：例：E5015-Mov.型型焊条抗裂焊条抗裂性性鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学
18、校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL2、改善二次结晶组织、改善二次结晶组织(1)焊后热处理焊后热处理(2)多层焊接多层焊接(3)锤击焊道表面锤击焊道表面(4)跟踪回火跟踪回火鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPA
19、NY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL 小小结：结：焊缝一次结晶的过程焊缝一次结晶的过程焊缝结晶过程中的偏析焊缝结晶过程中的偏析焊缝二次结晶的过程焊缝二次结晶的过程焊缝金属组织的调整及改善焊缝金属组织的调整及改善鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL练练习习选择题选择题27.在一个晶粒内部和晶粒之间的化学成分是不均匀的在一个晶粒内部和
20、晶粒之间的化学成分是不均匀的，这种现象叫做（，这种现象叫做（）。）。A.显微偏析显微偏析B.区域偏析区域偏析C.层状偏析层状偏析D.夹杂夹杂29.二次结晶的组织和性能与二次结晶的组织和性能与()有关有关.A.冷却速度冷却速度B.冷却方式冷却方式C.冷却介质冷却介质36.焊缝中的偏析、夹杂、等是在焊接熔池焊缝中的偏析、夹杂、等是在焊接熔池()过程中产生过程中产生.A.一次结晶一次结晶B.二次结晶二次结晶C.三次结晶三次结晶AAA鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANS
21、TEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL30.()的焊缝的焊缝,极易形成热裂纹极易形成热裂纹.A.窄而浅窄而浅B.窄而深窄而深C.宽而浅宽而浅D.宽而深宽而深35.焊接熔池的金属由液态转变为固态的过程焊接熔池的金属由液态转变为固态的过程,称为焊接熔池的称为焊接熔池的().A.一次结晶一次结晶B.二次结晶二次结晶C.三次结晶三次结晶38.改善焊缝一次结晶组织的方法是采用改善焊缝一次结晶组织的方法是采用().A.变质处理变质处理B.焊后热处理焊后热处理C.多层焊接多层焊接D.锤击焊缝锤击焊缝BAA鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL作业作业鞍 钢 集 团 矿 业 公 司 技 工 学 校ANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOLANSTEEL MINERAL INDUSTRY COMPANY TECHNICIAN TRAINING SCHOOL
