焊接热循环参数优化

根据焊接热循环对组织性能的影响，一般主要考虑以下四个参数。

1.加热速度（ω_H）

焊接时的加热速度比热处理条件下快得多，它直接影响奥氏体的均匀化和碳化物的溶解过程。因此，也会影响到冷却时的组织转变和性能。

加热速度的影响因素主要有焊接方法、焊接热输入、母材的几何尺寸及其热物理性质等。由于实际焊接过程中，随着电弧的移动及热量向焊件内的传导，每个瞬时的加热速度并不完全相同，一般比较关注的是接近和高于相变点的加热速度，因此，常用900℃时的加热速度作为评定加热快慢的指标。

2.加热的最高温度（T_m）

加热的最高温度又称峰值温度，是热循环的重要参数之一。加热的最高温度对于焊接热影响区金属的晶粒长大、相变组织以及碳氮化合物溶解等有很大影响，同时也决定着焊件产生内应力的大小和接头中塑性变形区的范围。焊接时焊缝两侧热影响区加热的最高温度不同，冷却速度不同，就会有不同的组织和性能。例如在熔合区附近的过热段，由于温度高，晶粒发生严重的长大，从而使韧性下降。一般对于低碳钢和低合金钢来讲，熔合区的温度可达1300～1350℃。

3.高温停留时间（t_H）(www.xing528.com)

高温停留时间对于扩散均匀化及晶粒的长大、相的溶解或析出影响很大，对于某些活泼金属，高温停留时间还将影响焊接接头对周围气体介质的吸收或相互作用的程度。对于低合金高强度钢，高温停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程，但温度太高时（如1100℃以上）即使停留时间不长，也会引起奥氏体晶粒的严重长大（如电渣焊）。

为了便于分析研究，常把高温停留时间t_H分为加热过程的停留时间t′和冷却过程的停留时间t′′。

4.冷却速度（ω_C）和冷却时间（t₈／5、t₈／3、t₁₀₀）

冷却速度是决定热影响区组织性能的主要参数。应当指出，焊接的冷却过程在不同阶段的冷却速度是不同的，某一温度下的瞬时冷却速度可用热循环曲线上该点切线的斜率表示。对于低合金钢，在连续冷却条件下，由于在540℃左右组织转变最快，因此，常用熔合线附近540℃的瞬时冷却速度作为冷却过程的评价指标。为了方便，也可采用一定温度范围内的平均冷却速度。由于测定冷却时间更方便，所以许多国家常采用某一温度范围内的冷却时间来研究热影响区组织和性能，如800～500℃的冷却时间t₈／5常用于不易淬火钢，而易淬火钢常用800～300℃的冷却时间t₈／3，以及从峰值温度（T_m）降至100℃的冷却时间t₁₀₀等，这要根据不同研究对象来决定。

焊接热影响区不同点的热循环是不同的，距离焊缝越近的点，加热的最高温度越高。焊接方法不同，焊接热输入的大小和分布不同，其热循环曲线的形状也会发生较大的变化。由此可见，焊接热循环是焊接接头经受的特殊热处理过程，也是焊件经受热作用的清晰描述。已知焊接热循环，可预测热影响区的组织、性能和裂纹倾向；反之，根据对热影响区组织和性能的要求，可合理地选择热循环参数，并指导人们正确地制订焊接工艺。