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接头金属及填充金属熔化后,又以较快的速度冷却凝固后形成。焊缝组织是从液体金属结晶的铸态组织,晶粒粗大,成分偏析,组织不致密。但是,由于焊接熔池小,冷却快,化学成分控制严格,碳、硫、磷都较低,还通过渗合金调整焊缝化学成分,使其含有一定的合金元素,因此,焊缝金属的性能问题不大,可以满足性能要求,特别是强度容易达到。
熔化区和非熔化区之间的过渡部分。熔合区化学成分不均匀,组织粗大,往往是粗大的过热组织或粗大的淬硬组织。其性能常常是焊接接头中最差的。熔合区和热影响区中的过热区(或淬火区)是焊接接头中机械性能最差的薄弱部位,
会严重影响焊接接头的质量。
被焊缝区的高温加热造成组织和性能改变的区域。低碳钢的热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。
(1)过热区 最高加热温度1100℃以上的区域,晶粒粗大,甚至产生过热组织,叫过热区。过热区的塑性和韧性明显下降,是热影响区中机械性能最差的部位。
(2)正火区 最高加热温度从Ac3至1100℃的区域,焊后空冷得到晶粒较细小的正火组织,叫正火区。正火区的机械性能较好。
(3)部分相变区最高加热温度从Ac1至Ac3的区域,只有部分组织发生相变, 叫部分相变区。此区晶粒不均匀,性能也较差。 在安装焊接中,熔焊焊接方法应用较多。焊接接头是高温热源对基体金属进行局部加热同时与熔融的填充金属熔化凝固而形成的不均匀体。根据各部分的组织与性能的不同,焊接接头可分为三部分。如图1所示,
在焊接发生熔化凝固的区域称为焊缝,它由熔化的母材和填充金属组成。而焊接时基体金属受热的影响(但未熔化)而发生金相组织和力学性能变化的区域称为热影响区。熔合区是焊接接头中焊缝金属与热影响区的交界处,熔合区一彀很窄,宽度为0.1~0.4mm。
焊接接头系数是指对接焊接接头强度与母材强度之比值。用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度,是焊接接头力学性能的综合反映。(实际上焊接接头系数并不真正反映焊缝处材料强度被削弱的程度,而是一个经验数据,表示焊缝质量的可靠程度。)
系数的大小标准
标准:国标、美标、日标与焊缝型式、焊接工艺及焊缝无损检测的严格程度有关。与美国的ASME Ⅷ-1,日本JISB8241一样,GB150规定,焊接接头系数应根据容器受压元件的焊接接头的焊接工艺特点(焊缝型式--单面焊或双面焊;有或无垫板),以及无损检测抽查率确定,而且只对对接焊缝作了规定。
见表1:
表1 焊接接头系数
焊接接头形式 | 对接接头 | 100%无损检测 | 局部无损检测 |
焊接工艺特点 | 双面焊相当于双面焊的全焊透接头 | 1.0 | 0.85 |
单面焊(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板) | 0.9 | 0.8 | |
JB/T4730无损检测合格级别 | 射线检测(AB级:中灵敏度技术) | II级 | III级 |
超声检测(B级检测) | I级 | II级 |
焊接接头系数是指对接焊接接头强度与母材强度之比值。用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度,是焊接接头力学性能的综合反映。(实际上焊接接头系数并不真正反映焊缝处材料强度被削弱的程度,而是一个经验数据,表示焊缝质量的可靠程度。)
系数的大小标准
标准:国标、美标、日标与焊缝型式、焊接工艺及焊缝无损检测的严格程度有关。与美国的ASME Ⅷ-1,日本JISB8241一样,GB150规定,焊接接头系数应根据容器受压元件的焊接接头的焊接工艺特点(焊缝型式——单面焊或双面焊;有或无垫板),以及无损检测抽查率确定,而且只对对接焊缝作了规定。
见表1:
表1 焊接接头系数
焊接接头形式 |
对接接头 |
100%无损检测 |
局部无损检测 |
焊接工艺特点 |
双面焊相当于双面焊的全焊透接头 |
1.0 |
0.85 |
单面焊(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板) |
0.9 |
0.8 |
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JB/T4730无损检测合格级别 |
射线检测(AB级:中灵敏度技术) |
II级 |
III级 |
超声检测(B级检测) |
I级 |
II级 |
钢筋在混凝土构件中主要是承受拉力,钢筋接头是钢筋承受拉力时的薄弱环节,钢筋的接头应设置在构件受力较小处。 (1)单跨梁板的纵向受力筋接头不宜设在跨中1/2范围内; (2)连续梁板的纵向受力筋接头,上部...
(一)焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。 1)焊缝金属:焊接加热时,焊缝处的温度在液相线以上,母材与填充金属形成共同熔池,冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中,液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶...
焊接和钢丝绳是不需要套定额的,它已经含在钢桁架安装的子目里了。套完钢桁架子目后不需要领外套。焊接的工字钢的量归到钢桁架子目里即可。铺设薄钢板属于措施费,是不用套子目的。
焊接接头的机械性能决定于它的化学成分和组织。因此,影响焊缝化学成分和焊接接头组织的因素,都影响焊接接头的性能。
手工电弧焊的焊条,埋弧自动焊和气体保护焊等用的焊丝,熔化后成为焊缝金属的组成部分,直接影响焊缝金属化学成分。焊剂也会影响焊缝的化学成分。
不同焊接方法的热源,其温度高低和热量集中程度不同。因此,热影响区的大小和焊接接头组织粗细都不相同,接头的性能也就不同。此外,不同焊接方法,机械保护效果也不同。因此,焊缝金属纯净程度,即有害杂质含量不同,焊缝的性能也会不同。
焊接时,为保证焊接质量而选定的诸物理量(例如焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等)的总称,叫焊接工艺参数。
焊接接头的机械性能决定于它的化学成分和组织。因此,影响焊缝化学成分和焊接接头组织的因素,都影响焊接接头的性能。
手工电弧焊的焊条,埋弧自动焊和气体保护焊等用的焊丝,熔化后成为焊缝金属的组成部分,直接影响焊缝金属化学成分。焊剂也会影响焊缝的化学成分。
不同焊接方法的热源,其温度高低和热量集中程度不同。因此,热影响区的大小和焊接接头组织粗细都不相同,接头的性能也就不同。此外,不同焊接方法,机械保护效果也不同。因此,焊缝金属纯净程度,即有害杂质含量不同,焊缝的性能也会不同。
焊接时,为保证焊接质量而选定的诸物理量(例如焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等)的总称,叫焊接工艺参数。
焊接接头形式主要有对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头四种。有时焊接结构中还有一些其它类型的接头形式,如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。在国家标准GB 985-88中有详细规定。
两焊件相对平行的接头称为对接接头,这种接头从力学角度看是较理想的接头形式,受力状况较好,应力集中较小,能承受较大的静载荷或动载荷,是焊接结构中采用最多的一种接头形式。
根据焊件厚度、焊接方法和坡口准备的不同,对接接头可分为不开坡口对接接头和开坡口对接接头两种。常见的接头形式见图3-1所示。
一焊件的端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头,称为T形接头。
T形接头在钢结构件中应用较多,作为一种联系焊缝,它能承受各方向的力和力矩。在选用时尽量避免单面角焊缝,因其根部有较深的缺口,承载能力很低。对于要求较高的焊件可采用K形坡口,根据受力状况决定是否根部焊透,这样比不开坡口而用大焊脚的焊缝经济,而且接头疲劳强度高。
焊接接头形式主要有对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头四种。有时焊接结构中还有一些其它类型的接头形式,如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。在国家标准GB 985—88中有详细规定。
两焊件相对平行的接头称为对接接头,这种接头从力学角度看是较理想的接头形式,受力状况较好,应力集中较小,能承受较大的静载荷或动载荷,是焊接结构中采用最多的一种接头形式。
根据焊件厚度、焊接方法和坡口准备的不同,对接接头可分为不开坡口对接接头和开坡口对接接头两种。常见的接头形式见图2所示。
一焊件的端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头,称为T形接头。
T形接头在钢结构件中应用较多,作为一种联系焊缝,它能承受各方向的力和力矩。在选用时尽量避免单面角焊缝,因其根部有较深的缺口,承载能力很低。对于要求较高的焊件可采用K形坡口,根据受力状况决定是否根部焊透,这样比不开坡口而用大焊脚的焊缝经济,而且接头疲劳强度高。2100433B
焊接接头组织
焊接接头组织 电弧焊接时,焊接电弧使焊件局部加热和熔化, 同时加入填充金属 (焊条或焊 丝 ),形成金属 熔池,并不断把热量传给周围冷的母材金属。当电弧移开后,熔 池的温度迅速降低, 熔池中液体金属凝固成焊缝。 由于热传导的作用, 母材将受 到不同程度的加热和冷却, 相当于进行了一次热处理, 使其组织和性能发生了变 化,这部分金属所占的区域就称为焊缝的 热影响区。焊接接头是焊缝和热影响区 的总称。 由于电弧对焊接接头的加热是不均匀的,焊缝区温度达到金属的熔化温度, 而在整个热影响区中, 离焊缝越近温度就越高。 因此,在焊接接头组织中不仅组 织和性能都不均匀, 而且在焊缝和热影响区中还容易产生各种 焊接缺陷 ,存在焊 接残余应力和应力集中。 焊接接头组织和性能与 焊接方法、焊接规范、接头形式 等因素有关,并直接影响焊接结构的性能和可靠性。 热影响区某点加热的最高温度、 高温停留时间及冷却速度
焊接接头的硬度测定
一,实验目的
1,了解布氏,洛氏硬度计的构造及使用方法.
2,掌握布氏硬度值及洛氏硬度值的测定方法.
3,了解焊接接头三个区域即焊缝,热影响区,母材的硬度差别.
二,实验原理
硬度是指材料在另一较硬的物体压入表面抵抗塑性变形的一种能力,是重要的力学性能指标之一.与其它力学性能相比,硬度实验简单易行,又无损于工件,因此在工业生产中被广泛应用.常用的硬度实验有布氏硬度(http://www.yingduji.net)和洛氏硬度试验法.
(一)布氏硬度试验
(1)原理:用载荷P把直径为D的淬火钢球压人试件表面,并保持一定时间,而后卸除载荷,测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d,从而计算出压痕球面积A,然后再计算出单位面积所受的力(P/A值),用此数字表示试件的硬度值,即为布氏硬度,用符号HB表示.设压痕深度为h,则压痕的球面积为:
A=πDh=πd
式中 P——施加的载荷,kg;
D——压头(钢球)直径 mm;
A——压痕面积,mm2;
d——压痕直径,mm.
但实验时,是根据d值查表求硬度值.
图1 HB-3000型布氏硬度计结构图
1.电源开关;2.加力指示灯;3.电源指示灯;4.加力开关;5.压紧螺钉;6.圆盘;7.减速器;
8.曲柄;9.换向开关;10. 砝码;11.连杆;12.大杠杆;13.吊环;14.机体;15.小杠杆;16.弹簧;17.压轴;18.主轴衬;19.摇杆;20.压头;21.可更换工作台;22.工作台立柱;23.螺杆;24.升降手轮;25.螺母;26.套筒;27.电动机
(2)测试: 布氏硬度试验是在布氏硬度试验机(图1)上进行.当F/ D2的比值保持一定时,能使同一材料所的布氏硬度值相同,不同材料的硬度值可以比较.故在进行布氏硬度试验时,应根据材料和布氏硬度值范围选择F/ D2的值.最后用读数显微镜测出压痕直径 d.根据d查表求得布氏硬度值.
(二)洛氏硬度试验
(1)原理:洛氏硬度试验是用特殊的压头(金刚石压头或钢球压头)在先后施加的两个载荷(预载荷和总载荷)的作用下压入金属表面来进行的.总载荷P为预载荷P0和主要载荷P1之和,即
P= P0+ P1
洛氏硬度值是施加总载荷P并卸除主载荷P1引起的残余压入深度e来计算.h0表示在预载荷P0作用下,压头压入被试材料的深度;h1表示施加总载荷P并卸除主载荷P1,但仍保留预载荷P0时,压头压入被试材料的深度.
深度差e= h1+ h0,该值用来表示被测材料硬度的高低.在实际应用中,为了使硬材料测出的硬度值比软材料的硬度值高,并符合一般的习惯,将被测材料的硬度值用公式加以适当变换,即
HR=K-(h1-h0)/C
试中 K――常数,其值在采用金刚石压头时为0.2,采用钢球压头时为0.26;
C——常数,代表指示器读数盘每一刻度相当于压头压入被测材料的深度,其值为0.002mm;
HR——标注洛氏硬度的符号,当采用金刚石压头及150 kg的总载荷时应标注HRC,当采用钢球压头及100kg,总载荷试验时,则应标注HRB.
HR值为一无名数,测量时可直接由硬度计表盘读出,表盘上有红、黑两种刻度,红线刻度的30和黑线刻度的0相重合.
(2)测试: 洛氏硬度试验是将顶角为 120°金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压头,在一定载荷F作用下压入被测金属表面,保持一定时间后卸掉载荷.根据压痕的深度h确定被测金属的硬度值.根据所加的载荷和压头不同,洛氏硬度值有三种标度:HRA,HRB,HRC.
图2 洛氏硬度计结构图
1. 指示器;2.加载手柄;3.缓冲器;4.砝码座;5, 6.砝码;7.吊杆;
8.吊套;9.机体;10. 加载杠杆;11.顶杆;12.刻度盘;13.主轴;
14.压头;15.试样;16.工作台;17.升降丝杠;18.手轮
洛氏硬度试验是在洛氏硬度机上进行,如图2所示.
三,实验步骤
(一)试样准备
将对接接头如图3制备试样,按图中所示逐个点进行检测;
图3 焊接接头硬度测试试样
(二)布氏硬度试验
1,清理试样表面,并根据试样的材料,厚度和硬度范围选择钢球压头直径D,载荷F及保载时间.
2,放在硬度计工作台上,按布氏硬度计的操作规程进行试验,在试样表面产生一个压痕.移动试样重做一次试验,产生第二个压痕.
3,取下试样,用读数显微镜在相互垂直方向上测量压痕直径d,并根据d查表求出试样的布氏硬度值.
标准:国标、美标、日标与焊缝型式、焊接工艺及焊缝无损检测的严格程度有关。与美国的ASME Ⅷ-1,日本JISB8241一样,GB150规定,焊接接头系数应根据容器受压元件的焊接接头的焊接工艺特点(焊缝型式——单面焊或双面焊;有或无垫板),以及无损检测抽查率确定,而且只对对接焊缝作了规定 。
见表1:
表1 焊接接头系数
焊接接头形式 |
对接接头 |
100%无损检测 |
局部无损检测 |
焊接工艺特点 |
双面焊相当于双面焊的全焊透接头 |
1.0 |
0.85 |
单面焊(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板) |
0.9 |
0.8 |
|
NB/T 47013-2015无损检测合格级别 |
射线检测(AB级:中灵敏度技术) |
II级 |
III级 |
超声检测(B级检测) |
I级 |
II级 |
标准:国标、美标、日标与焊缝型式、焊接工艺及焊缝无损检测的严格程度有关。与美国的ASME Ⅷ-1,日本JISB8241一样,GB150规定,焊接接头系数应根据容器受压元件的焊接接头的焊接工艺特点(焊缝型式--单面焊或双面焊;有或无垫板),以及无损检测抽查率确定,而且只对对接焊缝作了规定。
见表1:
表1 焊接接头系数
焊接接头形式 | 对接接头 | 100%无损检测 | 局部无损检测 |
焊接工艺特点 | 双面焊相当于双面焊的全焊透接头 | 1.0 | 0.85 |
单面焊(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板) | 0.9 | 0.8 | |
JB/T4730无损检测合格级别 | 射线检测(AB级:中灵敏度技术) | II级 | III级 |
超声检测(B级检测) | I级 | II级 |