《焊接冶金学》知识点总结_焊接冶金学考点总结
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焊接冶金学，焊接科学中的战斗机，O Ye！
1.对被焊材质经过加热加压或者二者并用的方法，并且用或者不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接。2.当被焊接的固体金属表面接近相距ra时，就可以在接触面上进行扩散，再结晶等物理化学过程，从而形成金属健，达到焊接的目的。（原子间的作用力随距离变化的图中，在ra的距离时，吸引力最大。）
3.焊接过程中加压，目的是为了破坏工件表面的氧化物，使结合处增大有效接触的面积，从而达到紧密接触，行成化学键。
4.对被焊工价加热，是为了使金属结合处达到塑性或熔化状态，破坏氧化膜，降低金属的变形阻力，同时增加原子的振动能，促进扩散，再结晶，化学反应和结晶过程的进行。5.金属成功焊接所需的压力和温度是有关系的，压力大，则温度低，反之亦然。
6.一般焊接和钎焊的区别是：钎焊母材没有熔化，所以只有钎料和母材间原子相互渗透的机械组合，而没有形成共同晶粒，但是一般熔化焊接是通过原子的扩散形成共同晶粒的。7.粘贴是靠粘贴剂与母材之间的粘合作用，一般讲没有原子的相互渗透和扩散。
8.高频感应热是利用高频感应所产生的二次电流作为热源，实质上也是电阻热的另一种形式。这种方法热量高度集中，所以可以实现很高的焊接速度，如高频焊管等，但对于不锈钢和铝等不易导磁的金属难以实现高频焊接。
9.电子束焊接，在真空中利用高速运动的电子撞击金属表面，使之加热熔化，达到焊接的目的。由于在真空中所以焊接质量比较好而且可焊接得较深的焊缝。
10.等离子焊接，就是利用等离子电弧，是将普通电弧压缩形成的高能量密度的电弧经行焊接。
11.热焊接性，冶金焊接性，工艺焊接性：分别指在不同的热循环，不同冶金过程，和不同的焊接工艺，所能得到优质焊缝的能力。
12.使用焊接性：整个焊接接头能满足技术规范和使用性能的程度。
13.焊接接头形成过程，一般包括：加热，熔化，液晶反应，凝固和固态相变。
14.焊接的化学冶金过程：指高温时进行的氧化，还原，脱硫，脱磷等反应，可以影响最终的成分，组织和性能。
15.利用化学冶金可以：增加一些元素，提高焊缝的韧性，强度，塑性等，同时尽量降低硫，磷，氧，氮，氢等有害元素。
16.焊缝和热影响区都能会发生固态相变。17.热得传递共三种：传导，对流和辐射。
18.热传导主要发生在固体中，是热量从较热的物体向较冷的物体传导的过程。热对流常发生在气体或液体中，是相互扩散进入对方从而使能量均匀的而过程。热辐射是不依赖与媒介的热量传导过程，热量可以通过辐射和电磁波等形式传导出去。
19.电弧给工件传热主要通过辐射和对流，工件上热量的传播主要通过热传导。20.焊件上某瞬时温度的分布叫温度场，可以用等温线或者等温面描述。21.正常焊接过程会形成准温度场，它随焊枪移动。
22.线能量是单位长度上施加的能量，可以用热源功率p比焊接速度v得到。23.焊接区内各种物质在高温下相互作用的过程，为焊接化学冶金过程。24.熔滴的温度在1800到2400℃间。熔池的温度约为1800℃。
25.熔池中的液态金属以高速运动，可以充分混合液态金属，同时有利于气体和夹杂的排除，加速冶金反应，消除焊接缺陷。
26.如果不保护焊接，焊缝中的氧和氮的含量会显著增加，同时锰和碳等元素会由于烧损而大量减少，最终焊缝的塑性和韧性大幅度降低，但是由于氮的强化作用，焊缝的强度不会太大。
27.自保护焊接用脱氧剂和脱氮剂将焊接过程中的氧氮除去，使之进入熔渣中，从而实现自我保护。
28.埋弧焊的焊剂，颗粒太大，不利于阻挡空气，颗粒太小，不利于焊缝气体的排出，所以埋弧焊的焊剂颗粒应当适中。
29.溶合比：熔池或者焊缝中，母材金属比焊接材料。
30.熔敷系数：单位时间，单位电流，所能熔敷到焊件上的金属的质量，用来表征焊接效率。31.药皮的重量系数：药皮的重量比焊芯的重量。
32.N在焊接过程中主要来源与空气，而且N一旦进入焊缝比较难以脱去，所以对于N应该以防为主。N在焊缝中冷却过程中来不及溢出，可以过饱和固溶与焊缝中，从而提高焊缝的强度，但是焊缝的塑性和韧性都是下降的。
33.H焊接过程中的H主要来源于水分和焊接材料中，所以防H的最有效办法是对焊接材料进行烘干，酸性焊条在250℃下烘干，碱性焊条可在350℃下烘干。焊后脱H是在350℃下保温一小时，效果也比较好。
34.H原子或者离子可以在材料中可以自由移动，称为扩散H，扩散H在缺陷处聚集，则会形成H分子，不在能够移动，称为残余H。
35.焊缝中的O一般用化学冶金的方法脱去，因为O比较活泼。
36.多数气体在金属高温时具有较高的溶解度，在金属冷却过程中溶解度下降，如果金属结晶的速度大于气体溢出的速度，则会在焊缝中形成气孔。
37.S是对焊缝有百害而无一益的元素，FeS在高温时可以和金属无限互溶，但是在常温时几乎是不溶解的，所以容易在晶界偏析，使得焊缝的塑性和韧性严重下降。S一般也用冶金的方法脱去。
38.一般情况P也是有害的化学元素，但是脱P比较空难，一般设法防止其在焊接材料中存在。P和S都是应为在晶界偏析造成塑性和韧性的严重下降，所以是有害的。39.通过焊接材料将元素过渡到焊缝中去叫做合金过渡。
40.塑性使用断面收缩率和伸长率来表征的，其实表示了金属的变形能力，它与脆性是相对应的，而韧性是材料吸收能量的能力。41.结构钢一般是低碳钢或者低合金钢。
42.低碳钢或者低合金钢在其断面处常有银白色的圆形局部脆断点，叫氢白点，说明焊缝中H含量过高。
43.二保焊是低H型焊接方法，O对焊缝是有害处的，会使焊缝的强度，塑性和韧性急剧下降。
44.堆焊应尽量减小熔合比，以防止母材对焊曾成分和组织的影响。45.焊接区内的气体主要来源于：冶金反应，保护气体，空气。
46.焊接铜铜合金，铝铝合金管，不锈钢，分别要用对应焊条，铜焊条，铝焊条和不锈钢焊条。普通碳钢焊条不能实现焊接。
47.不锈钢焊条分为铬型不锈钢焊条和铬镍型不锈钢焊条。48.酸性焊条：工艺性好，成型好，可用交或直流电源焊接。
碱性焊条：焊后焊H少，强度，塑性和韧性好。
49.焊条型号本是国标规定的，牌号本是生产厂商指定的，后也统一为国标。50.药皮不可过厚，否则容易形成套筒使电弧熄灭。51.不锈钢焊条容易导致药皮发红，因为其电阻较大。52.不同焊接位置是指：平，横，仰，立，（为是想仰焊，可加大电弧吹力）
53.型号E4303，E5015，E指焊条，43.50指熔敷金属抗拉强度，kgf/mm2。0.1指焊接位置。3.5指使用的电源。
54.牌号J422，J507,J指结构钢焊条，42.50指熔敷金属抗拉强度，2.7指焊接电源。55.焊剂是能够在焊接过程中熔化形成熔渣和气体对焊接进行保护的颗粒性物质。56.焊剂一般用在埋弧焊和电渣焊中。
57.焊剂分为熔炼焊剂和非熔炼焊剂，非熔炼焊剂又分为粘结焊剂（400℃以下焙烧而成）和烧结焊机（400-1000℃焙烧而成）
58.药芯焊丝是用薄钢带进过卷曲同时填充药粉后进过拉拔而成的。
59.药芯焊丝的截面一般不做成“O”型，应为这种形状一般电弧不稳，一般来讲，横截面越复杂越对称，则电弧越稳定。
60.焊剂的型号“xx-xxx”前面一般为焊剂的型号，后面一般为与之配用的焊丝的型号。61.铸铁也是可以焊接的，焊接铸铁有专用的铸铁焊丝。
62.选择焊接材料一般采用与母材等强度同时化学成分相近的原则。63.药性焊丝一般分为有造渣剂的和无造渣剂两种。
64.焊丝的作用:引燃电弧，传导电流。熔化形成焊缝，作为填充材料。
65.熔池凝固的特点：熔池体积小，冷却快，淬硬性明显。温度梯度大，柱状晶明显。加热温度高，合金元素烧损严重，抑制非均匀形核。动态结晶，有利于冶金反应，气体和夹杂排除，母材与焊接材料均匀混合，消除缺陷。
66.晶粒有许多晶胞组成，貌似每形成一个晶核就会形成一个晶粒。
67.焊接波纹就是等温面，柱状晶本是垂直于等温面的，故就垂直于焊接波纹了。
68.焊速过大，会使柱状晶垂直于焊缝生长，并将杂志“赶”到焊缝中央，会沿焊缝形成纵向裂纹，又称为结晶裂纹。
69.偏析：的意思就是某一区域某化学元素的含量特别高，例如碳钢的焊缝处碳的含量会非常高，这便叫做偏析。
70.晶粒的位相不同，导热不同，溶解量不同，导致熔合区是一个区而非一条线。
71.熔池在结晶过程中，先结晶部分的纯度高，后结晶部分含杂质多，如果是缓慢冷却，则可以发生固相的扩散，从而达到成分的均匀，但是在焊接的情况下冷却速度快，来不及扩散，所以在焊接的情况下偏析更严重。
72.多层焊，后层焊道会对前层焊道起到正货作用，所以会事组织细化。73.珠光体就是铁素体和Fe3C的片层状混合物。74.片层状珠光体叫珠光体
粒状珠光体叫屈氏体
细珠光体叫索氏体
75.马氏体最常见的是板条状的76.产生气孔的原因是：高温时溶解了较多的气体，化学冶金反应释放出较多气体，在冷却的过程中气体来不及逸出，焊缝便凝固，最终形成气孔。
77.H气孔是喇叭口状的，N气孔呈蜂窝状成对分布的，CO气孔眼焊缝条状分布的内气孔，在二保焊中，CO气孔也呈现外气孔。
78.Mn，Si在焊接中的主要作用1.脱氧2.固溶强化。
79.改善焊缝组织的其他方法有：1.预热2.多层焊3.锤击焊缝4.跟踪回火。80.HAZ：head affected zone 81.t8/5,t8/3,t100分别代表800-500,800-300，峰值-100℃所需要的时间。
82.多层焊接：长段多层焊，短段多层焊。长段多层焊一般指1m以上的，焊第二层时，第一层已经冷却到室温，不适合焊接淬硬倾向明显的钢种。短段多层焊一般指40-50mm，适合焊接淬硬倾向明显的钢种。83.热处理时，从常温加热到奥氏体的过程属于扩散性相变。
84.重结晶：从常温加热到奥氏体再冷却，在相变温度是发生第二次结晶的过程叫重结晶。85.焊缝性能可以通过焊接材料配合焊接工艺得到保证，但是HAZ不能改变成分，所以比较难以掌控。
86.对于HAZ应该考虑：脆化，硬化，软化，韧化以及综合力学性能，抗腐蚀性能和疲劳性能。
87.碳当量：合金元素对淬硬性的贡献折合成碳的相当含量。88.碳当量，各个国家都建立了自己的相应公式，可以计算得到。
89.粗晶脆化是指熔合区附近晶粒长大相互吞并，晶界迁移，最终脆性明显。90.组织脆化，是指生成了淬硬的马氏体组织而造成的脆化。
91.在铁素体的基体上有颗粒状的高碳的马氏体小岛，叫M-A组元，M-A组元会使得焊件严重脆化。
92.析出脆化是指含有非平衡组织，在实效或回火过程中，沿晶界析出碳化物，氮化物，金属件化合物，而使金属催化的现象。
93.韧性是材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，是材料强度和塑性的综合表现。94.一般情况应该控制使焊缝的淬硬性小于HAZ区，以防止产生冷裂纹。
95.结晶裂纹是，柱状晶将杂质“赶到”焊缝中央，形成低熔共晶的液态薄膜，最终沿焊缝中央形成的纵向裂纹，属于热裂纹。
96.低熔共晶物超过一定界限之后，反而有“愈合”裂纹的作用。
97.防止结晶裂纹的办法：a，减少S,P等杂质的含量。b，减少应力和外界拘束。c，焊速慢一些，减少柱状晶。
98.液化裂纹和结晶裂纹的机理是一样的，低熔共晶形成液态薄膜，在外界或内部应力的作用下开裂。不同点是产生的部位不同，结晶裂纹形成在焊缝，沿焊缝纵向开裂的长裂纹，液化裂纹形成在HAZ区，一般为短裂纹，一般小于0.5mm，最长1mm。
99.虽然液化裂纹很小，但是经常作为其他缺陷的发源地，所以破坏性也是比较大的。100.液化裂纹可能出现在HAZ，多层焊的前道焊缝中。
101.多层焊，前层焊道中在没有产生结晶裂纹的前提下，可能产生液化裂纹，说明液化裂纹比结晶裂纹更容易产生。
102.液化裂纹是HAZ或前层焊缝在高温的作用下，是奥氏体晶界的低熔共晶物从新熔化，在应力的作用下开裂。
103.多变化裂纹的形成机理：已凝固的焊缝由于快速冷却而保留了大量的晶格缺陷（空位和位错），在一定温度和应力的作用下发生聚集，而形成“二次边界”，又称“多变化裂纹”，这些裂纹一般不与凝固边界重合，在冷却过程中由于塑性降低而沿这些边界开裂。104.多边化裂纹是空位和位错移动和聚集形成二次边界，在应力的作用下开裂。105.热裂纹全部是沿结晶扩展的，冷裂纹有沿晶界扩张的也有穿晶扩展的。
106.M硬的原因是：C原子以间隙原子的形式存在于晶格中，使铁原子偏离平衡位置，晶格发生较大畸变，位错不易移动，组织处于较硬的状态。
107.高温时H会逸出不会用致裂作用，只用100℃时氢的含量才是致裂的有效氢的含量。108.演示裂纹经常出现在HAZ，只用少量出现在焊缝，因为我们进场人为控制使焊缝的C含量低于HAZ，从而保证焊缝的淬硬倾向小。
109.在高中碳钢和低中合金钢中，淬硬倾向大，且H不易逸出，所以容易产生淬硬裂纹，在低合金钢中，由于 淬硬倾向小，且H容易逸出，所以不易产生演示裂纹。
110.应力来源：a，不均匀的加热产生的热应力。b，不均匀的组织变性长生的组织应力。c，外界拘束产生的拘束应力。111.拘束度定义为：单位长度的焊缝的根部发生单位长度的弹性位移所需的力的大小。112.淬硬组织，H的含量，拘束应力是产生冷裂纹的三个直接原因。
113.焊接后未出现裂纹，而在热处理过程或者在高温（500-600℃）工作时产生的裂纹叫再热裂纹或去应力处理裂纹。
114.再热裂纹：a，有一定温度区间（500-900℃），b，有沉淀强化相的钢种，c，有残余应力和应力集中，d，粗晶区。再热过程中，残余应力导致松弛，晶界的滑移量超过该部位的塑性变形，变成生了在热裂纹。
115.电渣焊和埋弧焊适合焊接厚板，但是热输入较大，容易导致晶粒粗大。116.大型厚壁结构，在焊接过程中容易产生沿厚度方向上的残余应力，如果钢板中含有夹杂，则容易沿钢板扎制方向产生台阶状的裂纹叫层状撕裂。
117.层状撕裂的全貌：大体有平行于扎制方向的平台和大体垂直于平台的剪切比所组成。118.层状撕裂一般发生在内部，不容易被发现。
119.应力腐蚀裂纹：在应力的作用下，发生位错的移动，当位错移动到工件表面时，会让没有氧化膜的金属裸漏在外表面，再在腐蚀介质的作用下，发生下列反应M=M+ +e-，从而发生金属的溶解。负电子e-会跑到金属其他区域发生e-+ H+ =H,从而使H扩散到金属内部，造成脆化。
120.造成应力腐蚀裂纹一般是有拉应力造成的，压应力一般不造成应力腐蚀裂纹。
121.防止应力腐蚀裂纹，主要a，防止应力。b，防止腐蚀，可以加入缓蚀剂或者用电化学保护。
