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日志

对熔焊焊缝的两点认识

热度 28已有 1066 次阅读2013-9-17 16:06

近来大家在讨论奥氏体不锈钢焊缝UT检测,使我想起关于熔化焊焊缝的两点认识,现写出来,供大家参考。如有不当,请指正。

运动中的焊接熔池,没有等温线

《超声检测》教材或杂志文章,谈到焊缝柱状晶(生长)方向时,往往说:“取向基本垂直于熔化金属凝固时的等温线” ;“等温线” 的提法,似乎不妥。

焊接熔池的周边,是个等温线圈,这一概念应该来自张文钺老师著的《金属熔焊原理》。我不完全赞同这个观点。我认为: 电弧熔化焊时,电弧静止不动,焊接熔池周边的确是个等温线圈; 但实际上,焊缝的形成过程中,电弧是不停运动的,熔池也是不停运动的。因此,熔池的前沿要过热,这样才能迅速熔化;而熔池的后沿要过冷,这样才能迅速凝固。所以,对运动中的熔池而言,或引伸为熔焊而言,没有等温线的概念,或说,等温线是个不大准确的近似概念。1980年前后,在审查某大学编写的《熔焊原理》时,我的这一观点,得到与会者的认同。         

2 奥氏体不锈钢焊缝柱状晶,慎谈晶粒度等级

对于金相,我是外行; 但我知道晶粒度等级,是在被腐蚀后截面上(二维平面上) 测出的。柱状晶,是立体的,它有径向二维(用符号dXd表示)和长度L三维尺寸,或者说,它有垂直于长度方向和平行于长度方向两个截面。前者由近似柱状晶径向尺寸d相近的块状物组成,平均尺寸d较小,晶粒度等级较高;后者近似径向尺寸d与长度L构成的矩形物组成,L››d,平均尺寸较大,晶粒度等级很低,而且,平均尺寸怎么计算,似乎也是问题。我们应该选用哪个截面来评定柱状晶的晶粒度等级呢?总之,我认为,对于非各向同性的柱状晶,似不宜谈晶粒度等级。

注:记不得《GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定法》,是否有特别说明了。

另外,请朋友们用词应注意,例如,“对于晶粒小于5级的超级奥氏体不锈钢焊缝的检测 ,是不大准确的。此处意思是“晶粒度小于5 ,虽然,“晶粒 和“晶粒度 仅有一字之差!

因为,晶粒小于5级,它晶粒度的应该在6级或以上,实际晶粒尺寸应很小; 如果晶粒度小于5级,那么,它就是4级或以下,实际晶粒尺寸应很大了。

以上,当否?望沟通。


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发表评论 评论 (11 个评论)

回复 luolang1314 2013-9-17 18:03
的确,我想表达的意思,的确是晶粒度小于5级,这里应该是笔误;另外,晶粒度和试样取向有关系,标准对于如何取样有详细规定,所以按照相同标准规范,晶粒度具有一定可比性。晶粒度越小,晶粒尺寸越大,在表述的时候,容易造成读者的误解。晶粒度越小,超声检测似乎越困难。本来不想在奥氏体不锈钢超声检测引入晶粒度的概念,但是区分奥氏体不锈钢晶粒粗细程度遇到苦难,故而引入。一些文献指出,晶粒度在5级以下为粗晶,在6级及以上划到细晶粒范畴,但是它这划分,是否针对超声检测表述的粗晶、细晶进行划分的,不得而知。
回复 luolang1314 2013-9-17 18:17
另外,上述结论可能比较牵强。由于样本过少,会导致结论比较仓促,甚至可能是错误的结论。引入这个概念的目的,是希望引起大家的重视--不是所有奥氏体不锈钢都具备粗晶材料的声学特征,其中也有‘相对细晶’的奥氏体不锈钢;
有网友曾经举双相不锈钢的超声检测事例,说明横波在其中信噪比同样较高,能否代替纵波斜探头检测的问题,如果按照书本,则横波不宜使用。
只有正确解决奥氏体不锈钢焊缝超声检测可检性评价的问题,那么晶粒度可以不必引入。或者说,不必刻板的引入。
谢谢梁老指正。
回复 luolang1314 2013-9-17 18:24
tofd检测标准当中,检测范围当中明确说明,其它细晶材料可以参照使用。这里的细晶有什么要求?哪些材料可以参照使用?奥氏体不锈钢是否都属于粗晶?正是带着这样的疑问,我在小文中引出晶粒度的粗细的简单划分方法,希望这方面的专家能够给予解答。
回复 强天鹏 2013-9-17 19:48
“运动中的焊接熔池,没有等温线”,“对奥氏体不锈钢焊缝柱状晶,慎谈晶粒度等级”
赞成这两个观点!
回复 梁金昆 2013-9-17 21:17
谢谢Iuolang1314先生和强总的评论,特别感谢Iuolang1314先生对我吹毛求疵的谅解。
关于焊缝柱状晶晶粒度,我提出要“慎言” ,这是因为我不记得《GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定法》标准内容了; 退一步说,母材的等轴晶粒度5级和焊缝柱状晶晶粒度5级,对超声波的衰减,可能一样么?
然而慎言,又不是不言。同样是焊缝柱状晶,晶粒也有粗细之分,Iuolang1314先生是不得已而说的,不是不慎,理解您的苦衷,感谢您带给我的知识!
回复 luolang1314 2013-9-18 08:58
梁金昆: 谢谢Iuolang1314先生和强总的评论,特别感谢Iuolang1314先生对我吹毛求疵的谅解。
关于焊缝柱状晶晶粒度,我提出要“慎言” ,这是因为我不记得《GB/T 6394-2002 ...
一般金属的晶粒度是指母材的晶粒度,焊缝柱状晶晶粒度除非重新取样试验,否则得不到其晶粒度信息;
焊缝柱状晶粒一般从母材晶界开始生长,所以起始晶粒大小有一定决定作用;
有一家检测单位,在对奥氏体不锈钢焊缝声速进行总结的时候,有焊缝声速一般比母材声速低200m/S 这样的结论,其实是不恰当的(首先是材料样本较多、焊接工艺选择较多,笼统的得出这样的结论,不合适);
奥氏体不锈钢焊缝晶粒度和母材晶粒度的依赖关系同样是多因素的,除非实际做实验标定,否则两者有一定独立性的。
PS:一般金属材料很少对晶粒度进行标定,很可能就是考虑到晶粒度可比性较差?在网上查常见金属晶粒度在什么级别,竟然查不到。我们对待晶粒粗细之分,似乎停留在经验、感性阶段,没有量的分化。
母材晶粒度级别直接影响焊缝晶粒的生长、大小水平,对材料的可焊性是否有影响?对材料的超声可检性是否同样有影响?但在粗晶板材的超声检测当中,晶粒度对超声检测的影响,似乎没有那么大,带状偏析,择优取向、晶界杂质分布、夹杂物等对超声检测的影响显得更大!
个人觉得奥氏体不锈钢焊缝超声检测在理论上有很多想不通的事,相控阵对有限元模拟比较重视,可能是一个方向;
奥氏体不锈钢焊缝实际检测其实没有理论当中的那么难,实际应用其实挺多的,但相关技术规范、经验数据难以共享!
回复 梁金昆 2013-9-18 09:30
luolang1314 先生:
母材半熔化晶粒与部分焊缝金属凝固晶粒实现的是晶内结合(注意不是晶界结合),在垂直于散热方向上,母材半熔化晶粒尺寸d,类似竹子的根,大体决定了柱状晶的直径,但柱状晶的长度L,还要决定其它因素。佩服您的探索精神!
回复 luolang1314 2013-9-18 09:48
梁金昆: luolang1314 先生:
母材半熔化晶粒与部分焊缝金属凝固晶粒实现的是晶内结合(注意不是晶界结合),在垂直于散热方向上,母材半熔化晶粒尺寸d,类似竹子的根,大 ...
嗯,你讲的对!柱状晶是沿着半熔化晶粒方向生长的,不是沿晶界生长。
回复 王绪军 2013-9-18 10:05
对奥氏体不锈钢超声波检测,测量声速,我觉得这样简单,关注晶粒等等,很复杂!
回复 sdufly 2013-9-18 17:03
一点见解,请批评指正:
在焊接温度场建立时,一般考虑的是瞬时温度场;不过在焊接状态稳定后,采用准稳态温度场处理。
常用钢材晶粒度是经过最后一次热处理后的实际晶粒评级。
奥氏体不锈钢,做平均晶粒度评级。
焊缝组织类似于未经热处理的铸造组织,没有经过整体热处理,组织各部位不均匀,对于碳钢件,HAZ组织分区明显;在焊缝中,当有多道焊时,后道柱状晶铁素体;前道焊缝,因后道热处理,会有细晶区及粗晶区。
回复 卡布奇诺 2014-6-5 20:27
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