材料成形基本原理第12章-焊接热影响区的组织与性能课件.ppt

1、熔焊时在高温热源作用下，靠近焊缝两熔焊时在高温热源作用下，靠近焊缝两侧一定范围内发生组织和性能变化的区侧一定范围内发生组织和性能变化的区域称为域称为“焊接热影响区焊接热影响区”。图图10-1 焊接接头示意图焊接接头示意图 1-焊缝；焊缝；2-熔合区；熔合区；3-热影响区；热影响区；4-母材母材第一节第一节 焊接热循环焊接热循环第二节第二节 焊接热循环下的金属组织转变特点焊接热循环下的金属组织转变特点第三节第三节 焊接热影响区的组织与性能焊接热影响区的组织与性能第一节第一节 焊接热循环焊接热循环一、研究焊接热循环的意义一、研究焊接热循环的意义二、焊接热循环的参数及特征二、焊接热循环的参数及特征三

2、、焊接热循环参数的计算三、焊接热循环参数的计算一、研究焊接热循环的意义一、研究焊接热循环的意义 在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程称为焊接热循环称为焊接热循环。焊接热循环反映了热源对焊件金属的热作用。焊件上距热源焊接热循环反映了热源对焊件金属的热作用。焊件上距热源远近不同的位置，所受到热循环的加热参数不同，从而会发生不远近不同的位置，所受到热循环的加热参数不同，从而会发生不同的组织与性能变化。同的组织与性能变化。研究焊接热循环的意义为：研究焊接热循环的意义为：找出最佳的焊接热循环；找出最佳的焊接热循环；用工艺手段改善焊接热循

3、环；用工艺手段改善焊接热循环；预测焊接应力分布及改善热影响区组织与性能。预测焊接应力分布及改善热影响区组织与性能。二、焊接热循环的参数及特征二、焊接热循环的参数及特征 加热速度加热速度H 最高加热温度最高加热温度m 相变温度以上相变温度以上 的停留时间的停留时间tH 晶粒晶粒大小大小相变相变组织组织 冷却速度冷却速度c (或冷却时间或冷却时间t8/5)三、焊接热循环参数的计算三、焊接热循环参数的计算 主要介绍焊接热源高速运动时厚板和薄板的热循环主要介绍焊接热源高速运动时厚板和薄板的热循环参数的计算（推导过程略）：参数的计算（推导过程略）：峰值温度峰值温度mm的计算的计算 相变温度以上的停留时间

4、相变温度以上的停留时间t tH H 的计算的计算 冷却速度冷却速度C C和冷却时间的计算和冷却时间的计算 20mRcE234.0TTycE242.0TT0m点热源（厚板）点热源（厚板）线热源（薄板）线热源（薄板）由两式可以看出，当焊接线能量由两式可以看出，当焊接线能量E（单位长度上的焊接热单位长度上的焊接热输入量，输入量，E=IU/v)一定，焊件上某点离开热源轴心一定，焊件上某点离开热源轴心距离越距离越远，最高温度远，最高温度m越低越低；而对焊件上某一定点，随着；而对焊件上某一定点，随着线能量线能量E 的提高，其的提高，其m增高增高，焊接热影响区的宽度增大。峰值温，焊接热影响区的宽度增大。峰值

5、温度的高低还受预热温度与焊件热物理性质的影响。度的高低还受预热温度与焊件热物理性质的影响。由公式可以看出，在其它条件不变的情况下，由公式可以看出，在其它条件不变的情况下，提高线能提高线能量量 E，高温停留时间，高温停留时间 tH 延长延长，也就是说发生粗晶脆化的可，也就是说发生粗晶脆化的可能性增大。提高初始温度能性增大。提高初始温度 T0（预热温度），也会在一定程（预热温度），也会在一定程度上延长高温停留时间度上延长高温停留时间 tH。)TT(2Et0HH20H2)TT(c2)E(tH点热源（厚板）点热源（厚板）线热源（薄板）线热源（薄板）冷却速度：冷却速度：厚板厚板 薄板薄板冷却时间：冷却时

6、间：厚板厚板 薄板薄板 E)TT(220CC230)E()TT(c2CC0058T8001T50012Et2020258T8001T5001c4)E(t冷却速度冷却速度c随着线能量随着线能量E和初始温度和初始温度T0的提高而降低的提高而降低，冷却，冷却时间随着线能量时间随着线能量E和初始温度和初始温度T0的提高而延长。母材的热物理的提高而延长。母材的热物理性质、焊件的形状、尺寸、接头型式、焊道的长度及层数都性质、焊件的形状、尺寸、接头型式、焊道的长度及层数都会影响焊接热循环参数。会影响焊接热循环参数。第二节第二节 焊接热循环条件下的焊接热循环条件下的金属组织转变特点金属组织转变特点 与热处理条

7、件下的组织转变相比，其基本原理相同，与热处理条件下的组织转变相比，其基本原理相同，又具有与热处理不同的特点。又具有与热处理不同的特点。焊接过程的特殊性焊接过程的特殊性 焊接加热过程的组织转变焊接加热过程的组织转变 焊接时冷却过程的组织转变焊接时冷却过程的组织转变 一、焊接过程的特殊性一、焊接过程的特殊性 五个特点（以低合金钢的焊接为例）：五个特点（以低合金钢的焊接为例）：加热温度高加热温度高 在熔合线附近温度可达在熔合线附近温度可达l350l400加热速度快加热速度快 加热速度比热处理时快几十倍甚至几百倍加热速度比热处理时快几十倍甚至几百倍高温停留时间短高温停留时间短 在在AC3以上保温的时间

8、很短以上保温的时间很短 (一般手弧焊为一般手弧焊为420s，埋弧焊时，埋弧焊时30l00s)在自然条件下连续冷却在自然条件下连续冷却（有时进行焊后保温缓冷）（有时进行焊后保温缓冷）有热应力作用状态下进行的组织转变有热应力作用状态下进行的组织转变。二、钢焊接加热过程的组织转变二、钢焊接加热过程的组织转变焊接过程的快速加热焊接过程的快速加热将使各种金属的相变将使各种金属的相变温度比起等温转变时温度比起等温转变时大有提高。当钢中含大有提高。当钢中含有较多的碳化物形成有较多的碳化物形成元素元素(Cr、W、Mo、V、Ti、Nb等等)时，这时，这一影响更为明显。一影响更为明显。这是因为碳化物形成这是因为碳

9、化物形成元素的扩散速度很小元素的扩散速度很小(比比碳小碳小100010000倍倍)，同时它们本身还阻碍碳的同时它们本身还阻碍碳的扩散，因而大大地减慢了扩散，因而大大地减慢了奥氏体转变过程。奥氏体转变过程。图图10-4 焊接快速加热对焊接快速加热对Ac1、Ac3和晶粒长大的影响和晶粒长大的影响d晶粒的平均直径；晶粒的平均直径；A奥氏体；奥氏体；P珠光体；珠光体；F铁素体；铁素体；K碳化物碳化物4540Cr40CrH：11400/s；2270/s；335/s；47.5/s)H：11600/s；2300/s；442/s；57.2/s钢种钢种相变点相变点平衡态平衡态加热速度加热速度H H/（S S-1

10、-1）AC1与与AC3的温差的温差/684050250300 14001700 4050 250300 1400170045钢钢AC17307707757908404560110AC3770820835860950659018040CrAC17407357507708401535105AC3780775800850940257516523MnAC1735750770785830355095AC3830810850890940408013030CrMnSiAC17407407758259203585180AC38207908358909804510019018Cr2WVAC17108008609

11、30100060130200AC38108609301020112070160260表表10-1 加热速度对相变点加热速度对相变点Ac1和和Ac3及其温差的影响及其温差的影响三、焊接冷却过程中的组织转变三、焊接冷却过程中的组织转变 焊接条件下的组织转变焊接条件下的组织转变不仅与等温转变不同，不仅与等温转变不同，也与热处理条件下的连也与热处理条件下的连续冷却组织转变不同续冷却组织转变不同。随冷却速度增大，平衡随冷却速度增大，平衡状态图上各相变点和温状态图上各相变点和温度线均发生偏移。度线均发生偏移。共析成分成为一个成分范围共析成分成为一个成分范围 人们通过焊接热模拟试验，研究各种材料热影响区的组

12、织人们通过焊接热模拟试验，研究各种材料热影响区的组织转变，建立了转变，建立了“模拟焊接热影响区连续冷却组织转变图模拟焊接热影响区连续冷却组织转变图SH-CCT”技术资料数据库，它可以方便地预测焊接热影技术资料数据库，它可以方便地预测焊接热影响区的组织和性能，同时也能作为选择焊接线能量、预热响区的组织和性能，同时也能作为选择焊接线能量、预热温度和制定焊接工艺的依据。有关温度和制定焊接工艺的依据。有关典型钢种的典型钢种的CCT图图及组及组织的变化可参阅有关焊接手册。织的变化可参阅有关焊接手册。第三节第三节 焊接热影响区的焊接热影响区的 组织与性能组织与性能 焊接热影响区的组织分布焊接热影响区的组织

13、分布 焊接热影响区的性能焊接热影响区的性能一、焊接热影响区的组织分布一、焊接热影响区的组织分布 接头不同部位，经历的接头不同部位，经历的焊接热循环不同，便有不焊接热循环不同，便有不同的组织特点。按照热循同的组织特点。按照热循环过程特点，将接头进行环过程特点，将接头进行分区研究。分区研究。不易淬火钢焊接热影响区的组织分布不易淬火钢焊接热影响区的组织分布熔合区熔合区：又称半熔化区，是焊缝与母又称半熔化区，是焊缝与母材的交界区。材的交界区。加热温度加热温度：14901530（固、（固、液相线之间）液相线之间）组织组织：（未熔化但因过热而长：（未熔化但因过热而长大的）粗晶组织和（部分新凝固大的）粗晶组

14、织和（部分新凝固的）铸态组织。的）铸态组织。特点特点：该区很窄，组织不均匀，：该区很窄，组织不均匀，强度下降，塑性很差，是裂纹及强度下降，塑性很差，是裂纹及局部脆断的发源地。局部脆断的发源地。过热区过热区：紧靠熔合区紧靠熔合区加热温度加热温度：11001490（1100固相线）固相线）组织组织：粗大的过热组织。粗大的过热组织。特点特点：宽度为宽度为13mm，塑性和韧性，塑性和韧性下降。下降。相变重结晶区相变重结晶区(正火区正火区)：紧靠着过热区紧靠着过热区加热温度加热温度：8501100 （AC3至至1100）组织组织：均匀细小的铁素体和珠光体组均匀细小的铁素体和珠光体组织（近似于正火组织）织

15、（近似于正火组织）特点特点：宽度约宽度约1.24.0mm，力学性，力学性能优于母材。能优于母材。不完全重结晶区不完全重结晶区：加热温度加热温度：AC1AC3之间之间组织组织：F+P(F粗、细不均粗、细不均)特点特点：部分组织发生相变，部分组织发生相变，晶粒不均匀，晶粒不均匀，力学性能差。力学性能差。焊接热影响区的组织分布特征焊接热影响区的组织分布特征1-熔合区；熔合区；2-过热区；过热区；3-相变重结晶区；相变重结晶区；4-不完全重结晶区；不完全重结晶区；5-母材；母材；6-完全淬火区完全淬火区；7-不完全淬火区不完全淬火区；8-回火软化区回火软化区不易不易淬火钢淬火钢 易淬易淬 火钢火钢1、

16、完全淬火区完全淬火区焊接时处于焊接时处于Ac3以上的区域，与不易淬火钢的过热区、以上的区域，与不易淬火钢的过热区、正火区对应。加热时铁素体、珠光体全部转变为奥氏体，正火区对应。加热时铁素体、珠光体全部转变为奥氏体，冷却时很容易得到淬火组织。在紧靠焊缝相当于低碳钢冷却时很容易得到淬火组织。在紧靠焊缝相当于低碳钢过热区的部位，得到粗大的马氏体，而相当于正火区的过热区的部位，得到粗大的马氏体，而相当于正火区的部位则得到细小的马氏体部位则得到细小的马氏体。当焊件母材的淬硬性不是太。当焊件母材的淬硬性不是太高时，还会出现贝氏体、索氏体等正火组织与马氏体共高时，还会出现贝氏体、索氏体等正火组织与马氏体共存

17、的混合组织。存的混合组织。2、不完全淬火区不完全淬火区 母材被加热到母材被加热到Ac1Ac3温度之间的热影响区，相当于温度之间的热影响区，相当于不易淬火钢的不完全重结晶区。在快速加热条件下，铁素不易淬火钢的不完全重结晶区。在快速加热条件下，铁素体很少溶入奥氏体，而珠光体、贝氏体、索氏体等转变为体很少溶入奥氏体，而珠光体、贝氏体、索氏体等转变为奥氏体。在随后快冷时，奥氏体转变为马氏体，原铁素体奥氏体。在随后快冷时，奥氏体转变为马氏体，原铁素体保持不变，并有不同程度的长大，最后形成马氏体加铁素保持不变，并有不同程度的长大，最后形成马氏体加铁素体的混合组织。如含碳量和合金元素含量不高或冷却速度体的混

18、合组织。如含碳量和合金元素含量不高或冷却速度较小时，奥氏体也可能转变成索氏体或珠光体。较小时，奥氏体也可能转变成索氏体或珠光体。3、回火软化区、回火软化区如母材焊前是如母材焊前是调质状态调质状态，焊接热影响区的组织分布除存在，焊接热影响区的组织分布除存在完全淬火区和不完全淬火区外，还存在一个完全淬火区和不完全淬火区外，还存在一个回火软化区回火软化区。在回火区内组织和性能发生变化的程度决定于在回火区内组织和性能发生变化的程度决定于焊前调质的焊前调质的回火温度回火温度t：热循环温度低于：热循环温度低于t 的部位，其组织性能不的部位，其组织性能不发生变化，而发生变化，而高于高于t 的部位，将发生软化

19、现象的部位，将发生软化现象；若若焊前为淬火态焊前为淬火态，则，则可获得不同的回火组织可获得不同的回火组织。紧靠。紧靠Ac1的的部位，相当于瞬时高温回火，得到回火索氏体；离焊缝较部位，相当于瞬时高温回火，得到回火索氏体；离焊缝较远的区域，获得回火马氏体。远的区域，获得回火马氏体。二、二、焊接热影响区的性能焊接热影响区的性能 焊缝可以通过化学成分的调整再配合适当的焊接工艺焊缝可以通过化学成分的调整再配合适当的焊接工艺来保证性能的要求，而热影响区性能恶化只能通过控制焊来保证性能的要求，而热影响区性能恶化只能通过控制焊接热循环作用来改善。接热循环作用来改善。焊接热影响区的硬化焊接热影响区的硬化焊接热影

20、响区的脆化焊接热影响区的脆化焊接热影响区的软化焊接热影响区的软化焊接热影响区的性能控制焊接热影响区的性能控制1、焊接热影响区的硬化、焊接热影响区的硬化 HAZ 的硬度的硬度 高低取决于高低取决于母材的淬硬倾向母材的淬硬倾向（内因）（内因）HAZ 的冷却速度的冷却速度（外因）（外因）化学成分化学成分焊接规范焊接规范焊接热影响区的焊接热影响区的最高硬度最高硬度 Hmax：Hmax（HV10）=140+1089 Pcm-8.2 t 8/5材料淬硬倾向的评价指标材料淬硬倾向的评价指标 碳当量碳当量钢中含碳量显著影响奥氏体的稳定性，对淬硬倾向影响最大。钢中含碳量显著影响奥氏体的稳定性，对淬硬倾向影响最大

21、。含碳量越高，越容易得到马氏体组织，且马氏体的硬度随含含碳量越高，越容易得到马氏体组织，且马氏体的硬度随含碳量的增高而增大。碳量的增高而增大。合金元素的影响与其所处的形态有关。溶于奥氏体时提高淬合金元素的影响与其所处的形态有关。溶于奥氏体时提高淬硬性硬性(和淬透性和淬透性)；而形成不溶碳化物、氮化物时，则可成；而形成不溶碳化物、氮化物时，则可成为非马氏体相变形核的核心，促进细化晶粒，使淬硬性下降。为非马氏体相变形核的核心，促进细化晶粒，使淬硬性下降。碳当量（碳当量（Carbon Equivalent）是反映钢中化学成分对）是反映钢中化学成分对硬化程度的影响，它是把钢中合金元素（包括碳）按其对淬

22、硬化程度的影响，它是把钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬（包括冷裂、脆化等）的影响程度折合成碳的相当含量。硬（包括冷裂、脆化等）的影响程度折合成碳的相当含量。国际焊接学会国际焊接学会推荐的推荐的CE(IIW)，用于，用于中等强度的非调质中等强度的非调质低合金钢低合金钢（b400700MPa）：）：20世纪世纪60年代以后，发展了年代以后，发展了低碳微量多合金元素的低低碳微量多合金元素的低合金高强钢合金高强钢。日本的伊藤等人采用形坡口对接裂纹试。日本的伊藤等人采用形坡口对接裂纹试验对验对200多个低合金钢进行研究，建立了多个低合金钢进行研究，建立了Pcm公式：公式：5Mo156Mn)(VCrNiC

23、uCIIWCEBVMoNiCrCuMnSiC51015602030Pcm碳当量碳当量热影响区的硬化热影响区的硬化（淬硬倾向（淬硬倾向）脆性和冷裂敏感性脆性和冷裂敏感性焊接热影响区焊接热影响区 Hmax 与与 t8/5 的关系的关系板厚板厚20mm，成分：，成分：C=0.12%，Mn=1.4%，Si=0.48%，Cu=0.15%2、焊接热影响区的脆化、焊接热影响区的脆化 粗晶脆化粗晶脆化 组织转变脆化组织转变脆化 析出脆化析出脆化 热应变时效脆化热应变时效脆化 氢脆以及石墨脆化氢脆以及石墨脆化 不同材料的焊接热影响区及热影响区的不同部位都会不同材料的焊接热影响区及热影响区的不同部位都会发生程度不

24、同的材料脆化。发生程度不同的材料脆化。粗粗 晶晶 脆脆 化化在热循环的作用下，熔合线附近和过热区将发生在热循环的作用下，熔合线附近和过热区将发生晶粒粗晶粒粗化化。粗化程度受钢种的。粗化程度受钢种的化学成分、组织状态、加热温度化学成分、组织状态、加热温度和时间和时间的影响。如：的影响。如：钢中含有碳、氮化物形成元素，就钢中含有碳、氮化物形成元素，就会阻碍晶界迁移，防止晶粒长大会阻碍晶界迁移，防止晶粒长大。例如。例如18CrWV钢，晶钢，晶粒显著长大温度可达粒显著长大温度可达1140之高，而不含碳化物元素的之高，而不含碳化物元素的23Mn和和45号钢，超过号钢，超过1000晶粒就显著长大。晶粒就显

25、著长大。晶粒粗大严重影响组晶粒粗大严重影响组织的脆性，尤其是低织的脆性，尤其是低温脆性。一般来讲，温脆性。一般来讲，晶粒越粗，则脆性转晶粒越粗，则脆性转变温度越高。变温度越高。D-1/2(mm-1/2)晶粒直径晶粒直径d 对脆性转变温度对脆性转变温度VTrs的影响的影响21)(dBof组织转变脆化组织转变脆化焊接焊接HAZHAZ中中由于出现脆硬组织而产生的脆化称之组织由于出现脆硬组织而产生的脆化称之组织脆化脆化。对于常用的低碳低合金高强钢，焊接对于常用的低碳低合金高强钢，焊接HAZ的组织脆的组织脆化主要是化主要是M-A组元组元、上贝氏体、粗大的、上贝氏体、粗大的魏氏组织魏氏组织等等所造成。但对

26、含碳量较高的钢（一般所造成。但对含碳量较高的钢（一般0.2），），则组织脆化主要是则组织脆化主要是高碳马氏体高碳马氏体。M-A 组元组元M-A组元组元是焊接高强钢时在一定冷却速度下形成的。它是焊接高强钢时在一定冷却速度下形成的。它不仅不仅出现在热影响区，也出现在焊缝中出现在热影响区，也出现在焊缝中。M-A组元形成原因：组元形成原因：粗大的奥氏体冷却过程中先形成铁素体，粗大的奥氏体冷却过程中先形成铁素体，而使残余奥氏体的碳浓度增高，随后这种高碳奥氏体可转变而使残余奥氏体的碳浓度增高，随后这种高碳奥氏体可转变为高碳马氏体与残余奥氏体的混合物，即为高碳马氏体与残余奥氏体的混合物，即M-A组元。组元。

27、M-A组元分布在组元分布在粗大铁素体基底上的组织称为粗大铁素体基底上的组织称为粒状贝氏体粒状贝氏体。M-A组元组元韧性低韧性低，因为残余奥氏体增碳后，形成孪晶马氏，因为残余奥氏体增碳后，形成孪晶马氏体夹杂于贝氏体铁素体板条之间，并在界面上产生显微裂体夹杂于贝氏体铁素体板条之间，并在界面上产生显微裂纹沿纹沿M-A组元的边界扩展。因此，有组元的边界扩展。因此，有M-A组元存在时，成组元存在时，成为为潜在的裂纹源潜在的裂纹源，并起到，并起到应力集中应力集中的作用。的作用。M-A组元组元只在生成上贝氏体的冷却条件下才能观察到，只在生成上贝氏体的冷却条件下才能观察到，冷速冷速太快和太慢都不能产生太快和太

28、慢都不能产生M-A组元组元。析析 出出 脆脆 化化由于焊接过程的快速加热与冷却，其由于焊接过程的快速加热与冷却，其热影响区组织处热影响区组织处于非平衡态于非平衡态。在。在时效或回火时效或回火过程过程中，中，其过饱和固溶体其过饱和固溶体中将中将析出碳化物析出碳化物、氮化物氮化物、金属间化合物金属间化合物及其它亚稳及其它亚稳定的中间相等，使材料的强度、硬度和脆性提高，这定的中间相等，使材料的强度、硬度和脆性提高，这种现象称为析出脆化。种现象称为析出脆化。析出脆化的机理目前认为是由于析出物出现以后，析出脆化的机理目前认为是由于析出物出现以后，阻阻碍了位错运动碍了位错运动，使塑性变形难以进行。若析出物

29、以，使塑性变形难以进行。若析出物以弥散弥散的细颗粒的细颗粒分布于晶内或晶界，将有利于改善韧性。但以分布于晶内或晶界，将有利于改善韧性。但以块状块状或沿晶界以或沿晶界以薄膜状薄膜状分布的析出物会造成材料脆化。分布的析出物会造成材料脆化。12Gr2MoWVTiB 接头接头 在在800800h加热后，加热后，HAZ 碳元素分布状况的面扫描结果。碳元素分布状况的面扫描结果。热应变时效脆化热应变时效脆化在制造过程中要对焊接结构进行一系列冷、热加工，如下料、剪切、在制造过程中要对焊接结构进行一系列冷、热加工，如下料、剪切、弯曲成型、气割等。若加工引起的局部应变、塑性变形的部位在随弯曲成型、气割等。若加工引

30、起的局部应变、塑性变形的部位在随后又经历焊接热循环作用（处于后又经历焊接热循环作用（处于HAZ 内）便会引起材料脆化，称为内）便会引起材料脆化，称为热应变时效脆化。热应变时效脆化。HAZ焊缝焊缝封头封头产生应变时效脆化的原因产生应变时效脆化的原因,主要是由于应变引起位错增殖，焊接热循主要是由于应变引起位错增殖，焊接热循环时，碳、氮原子析集到这些位错的周围形成所谓环时，碳、氮原子析集到这些位错的周围形成所谓Cottrell气团，对气团，对位错产生钉扎和阻塞作用而使材料脆化。位错产生钉扎和阻塞作用而使材料脆化。明显产生热应变时效脆化的部明显产生热应变时效脆化的部位是位是HAZ的熔合区和的熔合区和A

31、r1以下的以下的亚临界亚临界HAZ（200600）3、焊接热影响区的软化、焊接热影响区的软化经冷作强化的金属经冷作强化的金属经热处理强化的金属经热处理强化的金属再结晶软化再结晶软化过时效软化过时效软化焊接热循焊接热循环作用环作用调质钢焊接调质钢焊接HAZHAZ的硬度分布的硬度分布A-A-焊前淬火焊前淬火+低温回火；低温回火；BB焊前淬火焊前淬火+高温回火；高温回火；CC焊前退火；焊前退火；11淬火区淬火区22部分淬火；部分淬火；33回火区回火区图图10-11 LD2铝合金铝合金HAZ的软化现象的软化现象(HR为表面洛氏硬度为表面洛氏硬度)()(自动自动TIG焊焊)图图10-10 调质钢焊接调质

32、钢焊接HAZ的硬度分布的硬度分布A焊前淬火焊前淬火+低温回火；低温回火；B焊前淬火焊前淬火+高温回火；高温回火；C焊前退火焊前退火 1淬火区；淬火区；2部分淬火；部分淬火；3回火区回火区4、焊接热影响区的性能控制、焊接热影响区的性能控制控制焊接工艺过程改善母材的焊接性能 针对不同母材焊接热影响区的性能变化分针对不同母材焊接热影响区的性能变化分析，合理制定焊接工艺，包括：析，合理制定焊接工艺，包括：选择焊接线能量选择焊接线能量 预热与缓冷预热与缓冷 焊后热处理（正火、调质、去应力退火）焊后热处理（正火、调质、去应力退火）控制焊接控制焊接热循环热循环控制控制HAZ组织组织 采用采用低碳微合金化钢低

33、碳微合金化钢：利用微量元素弥散强化、固溶：利用微量元素弥散强化、固溶强化，提高强化，提高材料的热稳定性材料的热稳定性（控制析出相的尺寸及母（控制析出相的尺寸及母材晶粒尺寸）。材晶粒尺寸）。采用采用控轧工艺控轧工艺得到得到细晶粒钢细晶粒钢。近年来在国际上大力发展了冶金精炼技术，使钢中的近年来在国际上大力发展了冶金精炼技术，使钢中的杂质含量极低杂质含量极低(O、N、H、S、P 等杂质元素总和等杂质元素总和小于小于50PPM)，得到，得到高纯净钢高纯净钢，使钢材的韧性大为，使钢材的韧性大为提高，也提高了焊接热影响区的韧性。提高，也提高了焊接热影响区的韧性。图图10-8 低碳调质钢焊条电弧焊完全淬火区组织低碳调质钢焊条电弧焊完全淬火区组织 400a)过热区过热区(粗大马氏体粗大马氏体)b)细晶区细晶区(细小马氏体细小马氏体)X80管线钢焊接热影响区连续冷却组织转变图（管线钢焊接热影响区连续冷却组织转变图（SH-CCT）当当 t5/8=6.8s时时M-A组元最多组元最多X80X80管线钢管线钢HAZHAZ在不同冷速下的在不同冷速下的M-AM-A组元（图中白色颗粒）组元（图中白色颗粒）焊缝区焊缝区熔合区熔合区过热区过热区相变重结晶区相变重结晶区不完全重结晶区不完全重结晶区母材母材本章结本章结束束