焊接也許是制造工藝中把加熱和冷卻作為重要的步驟的
除冷焊之外,加熱和冷卻是所有焊接工藝必不可少的和主要的組成部分。在大多數(shù)情況
下,金屬所經(jīng)受的溫度都超過了發(fā)生金屬相變或晶粒長(zhǎng)大的溫度。由于相對(duì)于金屬工件總的
質(zhì)量來說,受熱的質(zhì)量一般是小的,所以,至少部分受熱金屬可能會(huì)非常迅速地冷卻。此
外,局部加熱可能導(dǎo)致殘余應(yīng)力或工件的扭曲,或者二者同時(shí)存在,這對(duì)焊接件的工作性能
可能產(chǎn)生有害的影響。顯然,如果要獲得焊接的好處和避免有害的副作用,就必須在設(shè)計(jì)焊
接件時(shí)對(duì)這些因素加以考慮�?墒�,焊接件的各種形式破壞的例子實(shí)在太多了,這表明設(shè)計(jì)
師和其他參予焊接的人員未能對(duì)這些因素加以充分的考慮。
火焰和電弧切割也同樣包含局部加熱和隨后的冷卻過程,因此也可能引起一些同樣的熱
效應(yīng),不過,其嚴(yán)重性和影響的范圍,一般較小。
焊接冶金學(xué)
焊接也許是制造工藝中把加熱和冷卻作為重要的步驟的突出例子,因而產(chǎn)生了一般不希
望有的冶金效應(yīng)。因?yàn)樵谌酆笗r(shí),一些金屬要熔化而且常常非常迅速的冷卻,所以用這種方
法焊接時(shí),影響最為顯著。然而,在其他類型的焊接中,加熱和冷卻循環(huán)的變化就不那樣劇
烈,冶金效應(yīng)的影響程度也就較小。如果能正確地對(duì)待它們,則這些效應(yīng)是完全可能避免
的,并且整個(gè)焊縫都能得到極好的使用性能。如果不能正確地對(duì)待它們,結(jié)果可能是災(zāi)難性
的——這是設(shè)計(jì)者和制造者的失敗,而不是焊接的失敗。
由于要焊接的金屬是各式各樣的,而所采用的焊接方法也是種類繁多的,所以焊接冶金
學(xué)是一個(gè)非常廣泛的課題。然而,一些基本的見解將會(huì)使那些具有相當(dāng)程度冶金學(xué)實(shí)用知識(shí)
的人能夠掌握顯微組織中出現(xiàn)的變化。在熔焊中,金屬熔池是由母體金屬熔化產(chǎn)生的,或者
是由母體金屬和焊條或填料棒熔化產(chǎn)生的。熔池存在于由母體金屬形成的金屬型腔中,與較
冷的金屬型腔相比,熔池一般是非常小的。因此,從冶金的觀點(diǎn)看,這種方法是一種將少量
的熔化金屬澆鑄到金屬型腔中的鑄造方法�?梢栽谶@個(gè)基礎(chǔ)上來預(yù)料和解釋所得到的冶金特
性和強(qiáng)度特性。