本书针对焊接生产中出现的问题,从实用性角度阐述焊接性试验的针对性及焊接性分析的方法,主要包括焊接性概念、焊接性分析的内容及评定方法、焊接裂纹试验和分析方法、焊接性试验及工艺评定、焊接性的微观分析方法、焊接金相试样制备与分析方法等内容。书中反映了焊接生产实践中一些先进的技术成果和成功的经验,目的在于启发读者的分析能力,有助于读者思考和扩大视野,提高分析和解决焊接技术问题的能力。
本书可供从事与焊接技术相关的工程技术人员、管理人员和操作人员等使用,也可供高等院校师生、科研和企事业单位的教学及科研人员参考。
第1 章 概述001
1.1 焊接性的概念001
1.1.1 焊接性概念的提出及发展001
1.1.2 工艺焊接性和使用焊接性002
1.1.3 冶金焊接性和热焊接性002
1.1.4 影响焊接性的因素003
1.2 焊接工艺及重要性006
1.2.1 焊接工艺的概念006
1.2.2 焊接工艺的特点007
1.2.3 焊接工艺的重要性008
第2 章 焊接性分析内容及评定方法009
2.1 焊接性分析的内容009
2.1.1 焊缝及热影响区抗裂纹能力009
2.1.2 焊接接头抗脆性断裂的能力009
2.1.3 焊接接头的使用性能010
2.1.4 评定焊接性的原则010
2.2 焊接性的评定方法011
2.2.1 模拟类方法011
2.2.2 理论分析与计算类方法012
2.2.3 实焊类方法012
2.3 钢材焊接性评定中的问题013
2.3.1 提高低合金高强钢性能的途径013
2.3.2 冶金技术进步对焊接冶金的影响013
2.3.3 对焊接性评定的影响015
2.4 焊接性的间接评定016
2.4.1 碳当量法016
2.4.2 敏感指数法018
2.4.3 焊接热循环及焊接连续组织转变图020
2.4.4 焊接热模拟试验030
2.4.5 焊接热影响区最高硬度038
2.5 焊接性的直接试验方法039
2.5.1 焊接冷裂纹试验方法040
2.5.2 焊接热裂纹和再热裂纹试验方法041
2.5.3 层状撕裂和应力腐蚀试验方法041
2.5.4 焊接性试验方法的选用042
第3 章 焊接冷裂纹试验及分析043
3.1 冷裂纹的特征及影响因素043
3.1.1 焊接冷裂纹的特征043
3.1.2 焊接冷裂纹的影响因素044
3.2 焊接冷裂纹试验051
3.2.1 斜Y 形坡口对接裂纹试验051
3.2.2 刚性拘束对接裂纹试验053
3.2.3 窗形拘束裂纹试验054
3.2.4 插销试验054
3.2.5 搭接接头裂纹试验057
3.2.6 十字接头抗裂性试验058
3.2.7 里海拘束裂纹试验及改进060
3.2.8 TRC 试验和RRC 试验061
3.3 焊接冷裂纹的防止措施063
3.3.1 从冶金方面考虑063
3.3.2 正确制定焊接工艺065
3.4 焊接冷裂纹试验示例068
3.4.1 大厚度异种钢焊接裂纹原因分析及对策068
3.4.2 球罐类大型焊接容器裂纹和失效分析072
3.4.3 西气东输X80 管线钢的焊接冷裂纹分析081
3.4.4 液压支架用Q550+Q690 高强钢焊接裂纹分析083
3.4.5 B-HARD360CFA 耐磨钢GMAW 接头裂纹敏感性分析087
3.4.6 SHT1080/Q460 高强钢焊接冷裂纹及显微组织分析094
第4 章 焊接热裂纹试验及分析105
4.1 焊接热裂纹特征及影响因素105
4.1.1 焊接热裂纹的特征105
4.1.2 焊接热裂纹的影响因素107
4.2 焊接热裂纹的试验方法110
4.2.1 压板对接焊接裂纹试验110
4.2.2 可调拘束裂纹试验112
4.2.3 T 形接头焊接热裂纹试验114
4.2.4 可变拘束热裂纹试验115
4.2.5 鱼骨状焊接热裂纹试验116
4.2.6 指状裂纹试验118
4.2.7 十字搭接裂纹试验118
4.2.8 铸环裂纹试验119
4.2.9 横向位移裂纹试验120
4.3 焊接热裂纹的防止措施123
4.3.1 从冶金方面考虑123
4.3.2 从工艺方面考虑125
4.4 焊接热裂纹试验与分析示例126
4.4.1 30 万吨乙烯工程9Ni 钢球罐焊接热裂纹分析126
4.4.2 核电站波动管对接焊缝热裂纹分析130
4.4.3 大桥钢箱梁焊缝热裂纹试验及分析132
4.4.4 高锰钢与低合金钢焊接热裂纹试验分析134
4.4.5 管线钢双面螺旋埋弧焊热裂纹试验及分析136
4.4.6 镍基高温合金横向位移裂纹试验及分析139
4.4.7 奥氏体不锈钢管道焊接热裂纹缺陷的模拟140
4.4.8 GH600 波纹管与0Cr18Ni9 接管氩弧焊的热裂纹分析143
第5 章 再热裂纹试验及分析147
5.1 再热裂纹的特征及开裂条件147
5.1.1 再热裂纹的特征147
5.1.2 再热裂纹的开裂条件148
5.1.3 再热裂纹敏感性的判据149
5.2 焊接再热裂纹试验方法150
5.2.1 插销式再热裂纹试验150
5.2.2 H 形拘束试验151
5.2.3 斜Y 形坡口再热裂纹试验151
5.2.4 BWRA 管件环缝再热裂纹试验151
5.2.5 MRT 再热裂纹试验152
5.3 再热裂纹的影响因素及防止措施152
5.3.1 再热裂纹的产生机理152
5.3.2 再热裂纹的影响因素154
5.3.3 再热裂纹的防止措施157
5.4 焊接再热裂纹试验与分析示例161
5.4.1 燃气轮机镍基合金薄壁喷管再热裂纹分析与防止161
5.4.2 电站珠光体耐热钢焊接再热裂纹的防止对策162
5.4.3 07MnCrMoVR 钢制大型球罐再热裂纹分析及现场修复164
5.4.4 T23 低合金贝氏体耐热钢的再热裂纹敏感性分析168
5.4.5 SA-335 P92 耐热钢的焊接工艺性能和再热裂纹分析172
第6 章 层状撕裂和应力腐蚀开裂177
6.1 层状撕裂特征、影响因素及防止177
6.1.1 层状撕裂的特征177
6.1.2 层状撕裂条件与形成机制178
6.1.3 层状撕裂的影响因素179
6.1.4 层状撕裂的防止措施181
6.2 层状撕裂的试验方法184
6.2.1 Z 向拉伸试验184
6.2.2 Z 向窗口试验185
6.2.3 Granfield 试验法186
6.3 应力腐蚀开裂及试验分析186
6.3.1 应力腐蚀开裂的特征186
6.3.2 应力腐蚀开裂的机制189
6.3.3 应力腐蚀开裂试验方法191
6.3.4 应力腐蚀开裂的影响因素及防止措施194
6.4 层状撕裂和应力腐蚀开裂的示例196
6.4.1 电站75MW 机组转子支架T 形接头的层状撕裂分析196
6.4.2 钢结构厚板层状撕裂及其防止措施197
6.4.3 换热器接管焊接接头应力腐蚀开裂分析204
6.4.4 氨合成塔换热器应力腐蚀开裂后的焊接修复205
6.4.5 海洋钻井平台焊接工艺及抗层状撕裂性能205
6.4.6 X80 管线钢焊接接头的应力腐蚀开裂分析210
第7 章 使用焊接性试验及工艺评定214
7.1 焊接接头力学性能试验214
7.1.1 焊接接头的拉伸试验215
7.1.2 焊接接头弯曲及压扁试验217
7.1.3 焊接接头冲击试验220
7.1.4 钎焊接头和电阻焊接头的检测223
7.2 焊接接头的其他使用性能试验方法226
7.2.1 焊接接头疲劳试验和动载性能试验226
7.2.2 焊接接头脆性断裂试验227
7.2.3 焊接接头高温性能试验233
7.2.4 焊接接头耐蚀和耐磨堆焊试验234
7.2.5 角接头试样的宏观检验236
7.2.6 螺柱焊缝的检验方法237
7.3 焊接工艺评定试验方法239
7.3.1 焊接工艺评定的目的和影响因素239
7.3.2 焊接工艺评定的程序及注意事项243
7.3.3 锅炉与压力容器焊接工艺评定试验项目246
7.3.4 焊接工艺评定试验方法及合格标准249
7.4 钢结构焊接工艺评定试验250
7.4.1 试验要求及评定依据251
7.4.2 开坡口全焊透对接接头焊接工艺评定试验254
7.4.3 局部焊透对接接头焊接工艺评定试验255
7.4.4 角接接头焊接工艺评定试验256
7.4.5 管件全焊透对接接头工艺评定试验258
第8 章 焊接性的微观分析方法260
8.1 焊接接头区的金相分析260
8.1.1 焊接金相分析的目的260
8.1.2 焊接金相分析的手段261
8.2 金相显微镜和硬度测定262
8.2.1 金相显微镜分析262
8.2.2 硬度和显微硬度测定265
8.2.3 定量金相分析271
8.3 焊缝和热影响区的电镜分析273
8.3.1 电子显微镜的特点273
8.3.2 扫描电子显微镜分析274
8.3.3 透射电子显微镜分析279
8.4 焊接区微观缺陷及夹杂物分析282
8.4.1 电子探针分析282
8.4.2 微观结构的X 射线衍射分析285
第9 章 焊接金相试样制备方法290
9.1 焊接金相试样的切取290
9.1.1 取样原则及切取部位的确定290
9.1.2 用冷加工方法切取试样292
9.1.3 用线切割方法切取试样294
9.1.4 用高压水喷射法切取试样295
9.2 焊接金相试样的磨制297
9.2.1 砂轮磨平297
9.2.2 试样镶嵌299
9.2.3 砂纸磨制303
9.2.4 试样抛光308
9.3 焊接金相试样的显示313
9.3.1 显示方法313
9.3.2 宏观分析试样的显示315
9.3.3 显微分析试样的显示318
9.3.4 特殊接头试样的显示322
参考文献324
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