金属焊接性及其试验方法

1 金属焊接性定义及其试验方法
金属焊接性根据GB/T3375-94《焊接术语》的定义为：金属材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预期服役要求的能力。即材料对焊接加工的适应性及使用可靠性。
因此焊接性具体可分为：工艺焊接性和使用焊接性。
所谓工艺焊接性，指在一定焊接工艺条件下，能否获得工艺优质、无缺陷的焊接接头的能力。对于一般熔焊接而言，都要经过加热熔化、冶金过程和冷却过程。因此工艺焊接性又分为“热焊接性”和“冶金焊接性”。
热焊接性是指焊接热过程，对焊接热影响区组织性能及产生缺陷的影响程度。它用于评定焊接金属对热作用的敏感性（晶粒长大及组织变化情况）。主要与被焊材质及焊接工艺条件有关。
冶金焊接性是指冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度，它包括合金元素的氧化、还原、蒸发、氢氧氮的溶解，对气孔、夹杂、裂纹等缺陷的敏感性，这些是影响焊缝金属化学成分和组织性能的重要方面。
所谓使用焊接性，是指焊接接头或整体结构满足各种使用性能的程度，其中包括常规的力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度，以及抗腐蚀性和耐磨性等。
关于影响焊接性的因素归纳为四个方面：材料，设计，工艺以及服役条件等。
材料因素：钢的化学成分、冶炼轧制状态、热处理条件、组织状态和力学性能等。其中化学成分（包括杂质的分布）是主要影响因素。对焊接性影响较大的有C、S、P、H、N、O，为了提高钢的某种性能而加入的Si、Mn、Cr、V、Ni、Mo、Ti、Nb、Cu、B和稀土等，不同程度的增加了钢的焊接淬硬倾向及焊接裂纹敏感性。为了便于分析和研究钢的焊接性，把各种合金元素对钢的淬硬、冷脆及冷裂影响折合成碳的影响，建立了“碳当量”的概念。钢的冶炼方法、轧制工艺以及热处理状态等都会影响到焊接性。例如经过精练提纯的CF钢，Z向钢和由控冷控轧制的细晶粒钢，在焊接性方面有很大的改善。
工艺因素包括：施工的焊接方法（焊条电弧焊、埋弧焊、气保焊）、焊接工艺参数（预热、焊接顺序、焊后热处理，焊接热输入）和焊后热处理等都会影响焊接性。
服役条件是指焊接结构的工作温度，受载类别（动载、静载、冲击、高速）和工作环境（化工、沿海及腐蚀等），一般来讲，工作环境温度越低，越容易发生脆性断裂。
焊接工作者对新材料、新结构和新工艺，在正式施工之前，都要经过焊接性分析和实验，以评定其工艺焊接性和使用焊接性是否达到要求。
评定工艺焊接性的准则是评定焊接接头出现产生工艺缺陷的倾向，为制定出合理的焊接工艺提供依据。根据结构和钢材的具体要求评定工艺缺陷的内容主要是进行抗裂性试验，包括：热裂纹试验，冷裂纹试验，再热裂纹试验和层状撕裂试验，有时还可能进行抗气孔试验。
使用焊接性要根据结构的工作条件和设计上提出的技术规定，通常有常规的力学性能试验（拉伸、弯曲、冲击等）。对于在高温、深冷、腐蚀、磨损和动载或疲劳等不同环境中工作的结构，应根据不同的要求，进行相应的高温性能（持久、蠕变）、低温性能、脆断、抗腐性、耐磨性等试验。
根据如上内容，评定焊接性的方法分为直接试验和间接试验。直接试验和间接试验