焊接規(guī)范培訓課件焊接材料硬度測試與評估匯報人：XX2024-01-03CATALOGUE目錄焊接材料硬度概述焊接材料硬度測試方法焊接接頭硬度分布與評估不同類型焊接材料硬度特性分析焊接工藝參數(shù)對硬度影響研究提高焊接材料硬度措施與建議焊接材料硬度概述01硬度是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。它是衡量材料軟硬程度的一項重要的力學性能指標。硬度定義硬度測試在焊接材料的研發(fā)、生產、質量控制以及焊接工藝評定等方面具有重要意義。通過硬度測試，可以了解材料的成分、組織結構和處理工藝對性能的影響，為合理選材、制定和優(yōu)化焊接工藝提供重要依據(jù)。硬度意義硬度定義及意義評估焊接接頭性能01焊接材料的硬度直接影響焊接接頭的性能。過高的硬度可能導致接頭脆化，而過低的硬度則可能降低接頭的強度和耐磨性。因此，通過硬度測試可以評估焊接接頭的性能和質量。指導焊接工藝02不同的焊接材料和工藝參數(shù)會對焊接接頭的硬度產生影響。通過硬度測試，可以了解不同材料和工藝參數(shù)對硬度的影響規(guī)律，從而指導焊接工藝的制定和優(yōu)化。質量控制與檢驗03在焊接生產過程中，通過硬度測試可以對焊接材料進行質量控制和檢驗。對于不符合硬度要求的材料，可以及時采取措施進行調整或處理，確保焊接質量符合要求。焊接材料硬度重要性影響因素：影響焊接材料硬度的主要因素包括材料的化學成分、組織結構、熱處理狀態(tài)以及焊接工藝參數(shù)等。其中，化學成分和組織結構是決定材料硬度的內在因素，而熱處理狀態(tài)和焊接工藝參數(shù)則是影響硬度的外在因素。影響因素與控制方法控制方法：為了控制焊接材料的硬度，可以采取以下措施合理選材：根據(jù)使用要求和工藝條件，選擇合適的焊接材料，確保其化學成分和組織結構符合要求。優(yōu)化熱處理工藝：通過調整熱處理工藝參數(shù)，如加熱溫度、保溫時間和冷卻方式等，可以改善材料的組織結構和性能，從而控制其硬度?？刂坪附庸に噮?shù)：在焊接過程中，嚴格控制焊接工藝參數(shù)，如焊接電流、電壓、速度和保護氣體等，以確保焊接接頭的質量和性能符合要求。同時，對于不同材料和工藝要求，需要制定相應的焊接工藝規(guī)范并進行評定和驗證。影響因素與控制方法焊接材料硬度測試方法02試驗原理用一定直徑的鋼球或硬質合金球，以規(guī)定的試驗力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。適用范圍以HBW表示，HBS（鋼球）表示壓頭為淬硬鋼球，用于測定布氏硬度值在450以下的材料，如軟鋼、灰鑄鐵和有色金屬等。HBW（硬質合金球）表示壓頭為硬質合金球，用于測定布氏硬度值在650以下的材料。布氏硬度試驗法試驗原理用金剛石圓錐或鋼球壓頭，在試驗壓力作用下壓入試樣表面，測量壓痕深度，得出洛氏硬度值。根據(jù)試驗材料硬度的不同，可分為三種不同的標度來表示：HRA、HRB、HRC。適用范圍洛氏硬度試驗法操作簡便、迅速、壓痕小，可測試成品表面及較硬、較脆的材料。洛氏硬度試驗法維氏硬度試驗法以4個頂角為136°的正四棱錐體金剛石壓頭，在一定載荷下壓入試樣表面，保持規(guī)定時間后卸除載荷，測量試樣表面壓痕對角線長度。維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得之商。試驗原理維氏硬度試驗法適用于測定金屬材料的硬度，具有較寬的硬度范圍。由于壓痕輪廓清晰，采用對角線長度計量，所以測量準確、可靠。同布氏、洛氏硬度試驗法比較，維氏硬度試驗不存在試驗力與壓頭直徑有一定比例關系的約束。因此維氏硬度試驗法特別適用于薄金屬材料和表面層硬度的測定。適用范圍努氏硬度試驗原理與維氏硬度相似，也是用四棱錐體金剛石壓頭進行的試驗。適用于測定黑色金屬、有色金屬、非金屬材料的努氏硬度。努氏硬度試驗法肖氏硬度試驗是動態(tài)力試驗中最簡單的試驗方法。試驗時，使一定重量的標準沖頭從一定高度自由落下，將沖頭壓入試樣表面，測量沖頭在距試樣表面1mm處的反彈高度，將反彈高度與下落高度之比用以計算肖氏硬度值。肖氏硬度試驗法其他測試方法簡介焊接接頭硬度分布與評估03兩焊件端面相對平行的接頭，適用于板材和管材的焊接，承載能力強。對接接頭一焊件端面與另一焊件表面構成復角或近似直角的接頭，適用于支管與主管的連接，受力情況較復雜。T型接頭兩焊件端面構成大于30°、小于135°夾角的接頭，適用于搭接連接，承載能力較弱。角接接頭兩焊件重疊放置或兩焊件之間的夾角不大于30°構成的端部接頭，適用于薄板連接，密封性好。端接接頭焊接接頭類型及特點焊接接頭硬度通常從焊縫中心向兩側逐漸降低，呈現(xiàn)“W”形或“M”形分布。硬度分布規(guī)律焊接材料、焊接工藝參數(shù)（如電流、電壓、焊接速度等）、熱輸入量、冷卻速度等都會影響焊接接頭的硬度分布。影響因素硬度分布規(guī)律與影響因素評估指標硬度值、硬度均勻性、硬度梯度等是評估焊接接頭質量的重要指標。方法選擇常用硬度測試方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等。在選擇測試方法時，需考慮焊件材料、厚度、硬度范圍以及測試精度等因素。同時，為確保測試結果的準確性和可靠性，應遵循相應的測試標準和規(guī)范進行操作。評估指標及方法選擇不同類型焊接材料硬度特性分析04

鋼材焊接材料硬度特性碳鋼焊接材料硬度隨含碳量增加，硬度提高，但塑性降低。合金鋼焊接材料硬度加入合金元素可提高材料硬度、耐磨性和耐腐蝕性。不銹鋼焊接材料硬度具有較高的硬度和良好的耐腐蝕性，但焊接時需控制熱輸入，避免晶間腐蝕。銅合金焊接材料硬度銅合金具有較高的硬度和良好的導電性、耐腐蝕性。鈦合金焊接材料硬度鈦合金硬度高、密度小、耐腐蝕性好，但焊接時易產生脆化現(xiàn)象。鋁合金焊接材料硬度鋁合金硬度較低，但可通過熱處理強化提高硬度。有色金屬焊接材料硬度特性03鋼與鈦異種金屬焊接鈦的硬度高于鋼，且易與氧、氮等元素反應形成脆性化合物，焊接時需采取特殊保護措施。01鋼與鋁異種金屬焊接鋁的硬度遠低于鋼，焊接時需采取措施避免鋁的軟化。02鋼與銅異種金屬焊接銅的硬度高于鋼，焊接時需控制熱輸入，避免銅的滲透和裂紋產生。異種金屬焊接材料硬度特性焊接工藝參數(shù)對硬度影響研究05焊接電流電流增加，焊縫熔深和余高增大，熔寬沒多大變化（或略為增大）。若電流過大，則使焊縫金屬變薄，并有可能燒穿；若電流過小，則造成焊縫夾渣或未焊透。焊接電壓電壓過高時，熔寬顯著增加，而熔深和余高將有所減小，易產生未焊透；電壓過低時，焊絲易粘住導電嘴，焊縫成形惡化。焊接速度速度過快時，熔深、熔寬和余高均減小，易造成未焊透和咬邊等缺陷；速度過慢時，熔池存在時間過長，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，力學性能降低，同時使變形量增大。焊接電流、電壓和速度對硬度影響熱輸入量對焊縫金屬硬度的影響熱輸入量增加時，焊縫金屬的硬度降低。這主要是因為熱輸入量的增加導致焊縫金屬的冷卻速度減慢，晶粒長大，從而使硬度降低。熱輸入量對熱影響區(qū)硬度的影響熱輸入量的增加會使熱影響區(qū)的硬度降低。這主要是因為熱輸入量的增加導致熱影響區(qū)的溫度梯度減小，從而使冷卻速度減慢，晶粒長大，硬度降低。熱輸入量對硬度影響多層多道焊對焊縫金屬硬度的影響多層多道焊時，后一道焊縫對前一道焊縫有熱處理作用，可以細化晶粒并改善組織，從而使硬度提高。要點一要點二多層多道焊對熱影響區(qū)硬度的影響多層多道焊時，由于后一道焊縫的熱作用，前一道焊縫的熱影響區(qū)會得到部分正火處理，從而改善組織并提高硬度。但需要注意的是，多層多道焊也可能導致熱影響區(qū)的脆化現(xiàn)象。多層多道焊對硬度影響提高焊接材料硬度措施與建議06選擇高強度、高硬度的焊接材料如采用高碳鋼焊條、硬質合金焊絲等，以提高焊縫金屬的硬度。優(yōu)化焊接工藝參數(shù)通過調整焊接電流、電壓、焊接速度等工藝參數(shù)，控制焊縫金屬的結晶過程和相變過程，從而提高焊縫金屬的硬度。選用合適焊接材料和工藝參數(shù)在保證焊縫成形良好的前提下，盡量采用小的焊接熱輸入，以減少焊縫金屬的過熱和晶粒長大，提高焊縫金屬的硬度。采用強制冷卻措施，如使用風冷、水冷等，使焊縫金屬快速冷卻，細化晶粒，提高硬度。控制熱輸入量和冷卻速度加速冷卻速度