焊接冶金原理课件：热影响区的组织与性能.pptx
焊接冶金原理
汇报人:
目录
01.
热影响区的定义
02.
热影响区的组织变化
03.
热影响区的性能影响
04.
热影响区的影响因素
05.
热影响区的改善措施
热影响区的定义
01
热影响区概念
热影响区的形成
热影响区的影响因素
热影响区的分类
热影响区的特性
焊接过程中，热源导致周围金属温度升高，未熔化但性质改变的区域即为热影响区。
热影响区内的金属经历了温度变化，但未达到熔点，因此其微观结构和性能发生变化。
根据温度梯度，热影响区可分为粗晶区、细晶区和部分重结晶区等不同区域。
焊接参数如电流、电压、焊接速度等都会影响热影响区的大小和特性。
焊接热循环
热输入的定义
热输入是指焊接过程中，电弧或火焰对焊件单位长度所传递的热量。
焊接温度场分布
焊接时，热量在焊件中传播形成温度场，影响热影响区的大小和特性。
冷却速率的影响
焊接后焊件冷却速度不同，会导致热影响区微观结构和性能的变化。
热影响区的组织变化
02
组织转变过程
热影响区的温度变化可引起材料内部的相变，如奥氏体转变为马氏体，改变材料性能。
相变过程
焊接过程中，热影响区的温度升高导致晶粒尺寸增大，影响材料的力学性能。
晶粒长大
微观组织特征
热影响区受热后，晶粒会逐渐长大，影响材料的力学性能和耐腐蚀性。
晶粒长大
在某些钢种中，热影响区的快速冷却会导致马氏体相变，增加硬度但降低韧性。
马氏体转变
焊接过程中，热影响区的碳化物会先溶解后在冷却过程中重新析出，影响材料性能。
碳化物溶解与析出
焊接热循环导致热影响区产生不均匀的热膨胀和收缩，形成残余应力。
残余应力形成
硬度变化规律
热影响区中某些区域因快速冷却而形成马氏体，导致硬度显著增加。
淬硬现象
01
焊接后，热影响区的某些部分会经历回火过程，硬度降低，韧性提高。
回火软化
02
焊接热循环导致晶粒粗化，硬度下降，影响材料的力学性能。
晶粒长大
03
晶粒长大机制
在焊接过程中，热影响区的金属经过再结晶，形成新的晶粒，导致晶粒尺寸增大。
再结晶过程
01
焊接热循环导致晶界迁移，晶粒间相互吞并，使得晶粒尺寸不均匀地增大。
晶界迁移
02
热影响区的性能影响
03
力学性能变化
热影响区的硬度会因焊接热循环而发生变化，可能导致硬度升高或降低。
硬度变化
焊接过程中，热影响区的材料可能会经历相变，影响材料的韧性。
韧性变化
热影响区的温度变化会影响材料的屈服强度，可能导致强度下降。
屈服强度变化
焊接热循环可能引入微观裂纹，降低热影响区材料的疲劳寿命。
疲劳性能变化
耐腐蚀性能
热影响区的微观结构变化会影响材料的耐腐蚀性，如晶粒长大可能导致性能下降。
微观结构变化
焊接产生的残余应力会改变材料的耐腐蚀性能，应力集中区域更易发生腐蚀。
应力状态影响
焊接过程中合金元素的重新分布会影响热影响区的耐腐蚀性能，例如铬的富集或贫化。
合金元素分布
01
02
03
疲劳性能分析
01
微观结构变化
热影响区的微观结构变化会影响材料的疲劳裂纹扩展速率和疲劳寿命。
03
残余应力作用
焊接过程中产生的残余应力会改变材料的疲劳行为，影响其疲劳极限。
02
硬度梯度影响
硬度梯度的存在会导致热影响区的应力集中，进而影响疲劳性能。
04
热循环效应
焊接热循环导致的材料性能不均匀性，会降低热影响区的疲劳强度。
冲击韧性影响
热影响区的晶粒尺寸变化会影响材料的冲击韧性，晶粒细化通常提高韧性。
晶粒尺寸变化
焊接热循环导致热影响区微观结构转变，如马氏体形成，影响材料的冲击韧性。
微观结构转变
热影响区的影响因素
04
焊接工艺参数
焊接电流
电流大小直接影响热输入量，进而影响热影响区的宽度和硬度。
焊接速度
焊接速度的快慢决定了热量在材料中的分布，影响热影响区的组织和性能。
电弧电压
电弧电压影响电弧长度和稳定性，间接影响热影响区的尺寸和微观结构。
材料特性
不同化学成分的材料在焊接时热影响区的硬度和韧性变化不同。
化学成分
01
材料的微观结构决定了其在热影响区的相变行为和性能变化。
微观结构
02
热膨胀系数影响材料在焊接热循环中的应力分布和变形情况。
热膨胀系数
03
热导率高的材料在焊接时热影响区的温度梯度较小，影响热影响区的宽度。
热导率
04
焊接方法差异
焊接速度和预热温度的不同会导致冷却速率变化，进而影响热影响区的微观结构。
冷却速率
电弧长度、电压和电流等技术参数的调整，会改变热影响区的温度分布和组织变化。
焊接技术参数
不同的焊接方法，如电弧焊和激光焊，其热输入量不同，影响热影响区的大小和硬度。
焊接热输入
01、
02、
03、
热处理作用
不同的冷却速率会导致材料硬度和韧性发生变化，影响焊接接头的性能。
冷却速率的影响
精确控制加热温度可以优化材料微观结构，减少焊接缺陷，提高接头质量。
加热温度的控制
热影