教材N5焊接接头的性能及影响因素.docx
《教材N5焊接接头的性能及影响因素.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教材N5焊接接头的性能及影响因素.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
教材N5焊接接头的性能及影响因素
第五章焊接接头的性能及影响因素
第一节焊接接头
焊接接头是由两个或两个以上零件要用焊接组合或已经焊合的接点。
焊接接头的质量和性能直接关系到核安全设备的质量和安全。
焊接接头应是在充分考虑核安全设备工况条件、结构特点、材料特性、生产效率的前提下，由焊接工艺人员选定合适的焊接方法、匹配的焊接材料和合理的规范参数，并经过焊接工艺评定合格之后，制定出产品焊接工艺，再由有合格资质的焊工或焊接操作工正确施焊而成的。
焊接接头通常是由焊缝、熔合区、热影响区三部分组成，如图5-1所示。
焊缝是由焊接填充材料及部分母材熔化凝固形成的冶金组织，见图5-2（a），其化学成分和组织都不同于母材。
熔合区又称半熔化区，是热影响区向焊缝过渡的区域，是焊缝边界上固液两相交错共存而又凝固的部分，因此其化学成分和物理性能极不均匀。
热影响区是母材受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。
综上所述，焊接接头是一个几何不连续、力学性能不均匀、具有较大焊接残余应力和变形的不均匀体。
图5-1熔化焊焊接接头的组成
（a）对接接头；（b）搭接接头
1-焊缝；2-熔合区；3-热影响区
图5-2多层焊与单层焊的接头组织
（a）单层焊；（b）多层焊
（b）
第二节焊接接头的分类原则
一般讲焊接接头的分类有两种：
一种是按焊接接头形式分类；一种是按焊接接头在核安全设备上的位置分类。
一、焊接接头形式分类
根据GB/T3375-94《焊接术语》规定，主要分为对接接头、角接接头、T形接头和搭接接头四种形式。
1.对接接头
两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，见图5-3。
图5-3对接接头
2.角接接头
两件端部构成大于30°，小于135°夹角的接头，见图5-4。
图5-4角接接头
3.T形接头（端接接头）
一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，见图5-5。
图5-5T形接头
4.搭接接头
两件部分重叠放置或两焊件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头，见图5-6。
图5-6搭接接头
二、焊接接头位置分类
美国ASME标准将焊接接头按在设备中的位置进行了分类，对不同类型的接头，有不同的制造和检验要求，见下图5－7。
图5－7焊接接头位置
A类接头包括主壳体、连通室、直径过渡段或接管上的纵向焊接接头；球体、成型封头或平、或箱形容器的侧板上的任何焊接接头；半球形封头与主壳体、直径过渡段、接管或连通室相连接的环形焊接接头。
B类接头包括主壳体、连通室、直径过渡段或接管上的环向焊接接头；包括过渡大端和过渡小端与圆筒体之间的焊接接头；半球形封头以外的成型封头与主壳体、直径过渡段、接管或连通室相连接的环向焊接接头。
C类接头包括法兰、翻边搭环、管板和平封头与主壳体、成形封头、直径过渡段、接管或连通室上相连接的焊接接头；半球形封头以外的成型封头与主壳体、直径过渡段、接管或连通室相连接的环向焊接接头；平板容器的侧板与侧板相连接上的任何焊接接头。
D类接头包括连通室或接管与主壳体、球体、直径过渡段、封头或平板容器相连接的焊接接头，以及接管与连通室相连的焊接接头。
直径过渡段小端上的接头见B类接头。
第三节焊接接头的焊接加热过程
一、焊接热过程及其特点
一般焊接接头都要经历加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变至形成焊接接头等过程（见图5-8）。
为了便于分析研究焊接接头，我们将熔化焊焊接过程分为焊接传热过程、焊接化学冶金反应过程和焊缝金属的结晶相变过程。
图5-8焊接接头的焊接传热特点
Tm-焊缝金属熔化的温度（液相线）Ts-焊缝金属的凝固温度（固相线）
A1-焊缝金属A1变态点T0-焊接接头焊接的初始温度
1.焊接传热过程
在焊接热源作用下金属局部被加热熔化，所产生热量一方面通过空气对流和辐射传到空气中，另一方面通过导热传给母材金属，再由母材金属通过空气对流和辐射传到空气中。
这就是焊接传热过程，传热过程会在焊接接头出现变化和不均匀的温度分布，且这种现象贯穿整个焊接过程的始终和焊接终止后的一段时间。
焊缝的凝固结晶、化学冶金反应、固态相变和热影响区的组织转变都是在焊接传热过程中进行，因此焊接传热过程直接影响焊接接头的组织和性能。
2.焊接接头化学冶金反应过程
在焊接热源作用下，熔化金属、熔渣、气相之间进行着一系列化学冶金反应，如金属的氧化、还原、脱硫、脱磷、焊缝金属的氧化、合金过渡等。
这些冶金反应直接影响焊接接头金属的成分、组织和性能。
3.焊接接头金属的结晶和相变过程
焊接时，随着热源的离开，局部熔化的金属便快速连续冷却，并发生结晶和相变过程，最后形成焊缝。
在这一过程中有可能在焊缝金属中产生偏析、夹杂、气孔、热裂纹、脆化和冷裂纹等焊接缺陷，因此调整和控制焊接接头金属的结晶和相变是保证焊接质量的关键措施之一。
二、焊接传热过程的特点
焊接传热过程有两个基本特点：
1．局部加热
焊接热源集中作用在焊件的接头部位，而不是均匀加热整个焊件。
因此不均匀加热是焊接过程的基本特征。
2．瞬时加热
焊接时，热源以一定的速度移动，焊件上任一点所受热的作用都随时间而变。
因此焊接传热过程是不稳定的。
三、焊接热循环
1．焊接热循环及其特征
在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间变化的过程，称为焊接热循环。
当热源向该点靠近时，该点温度随之升高，直到达到最大值，随着热源的离开，温度又随着降低，整个过程可以用一条曲线来表示，这种曲线称为焊接热循环曲线（见图5-9）。
焊接热循环曲线用来描述焊接热源对母材金属的热作用。
在焊缝金属两侧不同点，所经历的焊接热循环曲线是不同的（见图5-10）。
TM-加热最高温度TH-相变温度tH-相变温度以上停留时间t’–加热过程停留时间t”–冷却过程停留时间vc–瞬时冷却速度Tc–瞬时温度VH–瞬时加热速度
图5-9焊接接头的焊接热循环曲线
图5-10焊接接头距焊缝不同距离各点的焊接热循环曲线
从图5-10中可以看出焊接热循环有以下三个特征：
1）加热最高温度（峰值温度）随着离焊缝中心线距离的增大而迅速下降。
2）
3）达到峰值温度所需时间随着离焊缝中心线距离的增大而增加。
4）
5）加热速度和冷却速度都随着离焊缝中心线距离的增大而下降。
6）
2．焊接热循环的特征参数及其特点
在焊接热循环曲线上能够反映其热循环特征并对金属组织和性能产生影响的主要参数称为焊接热循环的特征参数，主要有加热速度（VH）、加热最高温度（TM）、相变温度以上停留时间（tH）和冷却速度（VC）。
其主要特点是：
1）加热速度（VH）快
焊接时由于采用的热源强烈集中，故加热速度要比热处理时快得多，往往超过几十倍甚至几百倍。
随着加热速度的提高，相变温度也随之提高，同时奥氏体的均质化和碳化物的溶解也越来越不充分，这将会影响到焊接热影响区冷却后的组织和性能。
加热速度与许多因素的影响有关，焊接方法、焊接工艺、焊接材料、板厚以及焊接规范参数等都会影响焊接热循环曲线形状，从而会影响到焊接接头冷却后的组织和性能。
2）加热最高温度（TM）高
焊接热源距焊缝中心各点的距离不同，各点的加热最高温度也不同（见图6-5），焊接接头金属的组织和性能除了受化学成分的影响外，与加热的最高温度有密切关系。
同时在热影响区的过热区，由于温度高，晶粒就会发生严重的长大，从而使韧性下降。
3）相变温度以上的停留时间（tH）短
在相变温度以上停留时间越长，越有利于奥氏体的均质化，但停留时间过长，也会发生严重的晶粒长大（如电渣焊时），从而使焊接接头的综合性能降低。
通常把相变温度以上的停留时间分成为加热过程的停留时间t′和冷却过程的停留时间t″，所以tH＝t′＋t″。
4）冷却速度（VC）快
冷却速度是决定焊接接头组织和性能的主要参数，如同热处理时的冷却速度一样。
由于焊接加热过程为焊件局部加热，因此热源离开后，焊接接头部位向周围快速传递热量，而使其温度很快降低，因此其冷却速度甚至比热处理淬火还要快。
这里所指的冷却速度是指焊件上某一点在焊接热循环的作用下，在这一过程中某一瞬间的冷却速度。
对于低合金钢来讲，有重要影响的是熔合线附近的冷却过程约540℃的瞬时冷却速度。
近年来，为了便于测量和分析研究，常采用800-500℃的冷却时间（t8/5）和从峰值温度冷至100℃的冷却时间（t100）来代替瞬时冷却速度。
在焊接中不同的焊接方法、不同的板厚及不同的焊接热输入，对焊接热循环的影响是不同的。
表5-1给出了一个例子，它表明低合金钢电弧焊焊接中，不同的焊接方法、板厚及焊接热输入会导致不同的热循环参数。
表5-1电弧焊焊接低合金钢时热影响区热循环参数汇总
板厚（mm）
焊接方法
焊接热输入（J/cm）
900℃加热速度（℃/s）
900℃以上的停留时间（s）
冷却速度/（℃/s）
备注
加热时
t′
冷却时t″
900℃
540℃
1
钨极氩弧焊
840
1700
0.4
1.2
240
60
对接不开坡口
2
1680
1200
0.6
1.8
120
30
5
埋弧焊
7140
400
2.5
7
40
9
对接不开坡口有焊剂垫
25
105000
60
25.0
75
5
1
50
电渣焊
504000
4
162.0
335
1.0
0.3
双丝
100
1176000
3.5
125.0
312
0.83
0.28
板极
三、影响焊接热循环的主要因素
1.预热温度和道间温度
预热温度和道间温度是影响焊接热循环的重要工艺因素，合理的选择预热温度和道间温度，可延长焊接热循环中的冷却时间（t8/5或t100），可减小热影响区的淬硬倾向和同时有利于扩散氢的逸出，从而改善焊接接头的综合力学性能，并避免焊接冷裂纹的出现。
但预热温度和道间温度过高，会延长焊接热影响区过热区在峰值温度（TM）的停留时间，造成晶粒粗化，接头韧性下降。
2.焊接热输入
熔化焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的能量，称为焊接热输入，亦称为焊接线能量。
电弧焊时的热输入，可用下式表示：
E=60IU/v
式中：
E＿热输入（J/cm）
I＿焊接电流（A）
U＿焊接电压（V）
v＿焊接速度（cm/min）
焊接热输入同样会对焊接热循环中的冷却时间（t8/5或t100）和相变以上温度的停留时间（tH）产生影响，近而影响焊接接头的力学性能和抗裂性能。
同时焊接热输入还会影响到热影响区的宽度，焊接热输入越大，热影响区越宽，反之则越窄。
3.其它因素
焊件材料的导热性、厚度、接头形式和施焊的环境等，都对焊接热循环有一定的影响。
一般角接接头的冷却速度比对接接头快，坡口越宽，接头的冷却速度越慢，材料的导热性越差，接头的冷却速度越慢，材料越厚，接头冷却速度越快。
不同的环境温度在施焊时也对焊接热循环有一定的影响，这些都是焊接工艺人员制定焊接工艺时要充分考虑的因素，也是焊工在进行焊接操作时要关注的技术要点。
第四节焊接接头的组织和性能
一、焊缝的组织和性能
焊缝金属是在高温热源作用下由部分熔化的母材与熔化的焊接材料搅拌混合后凝固结晶形成的冶金组织。
熔池的凝固结晶和焊缝固态相变对焊缝金属的组织、性能具有重要影响。
1.熔池凝固结晶组织（焊缝一次结晶组织）
焊接时熔池的凝固结晶过程对焊缝金属的组织性能具有重要影响。
由于熔池凝固条件不同，其凝固结晶具有冷却速度快、熔池金属温度高、动态结晶等特点。
实践证明，熔池中成分过冷的分布在焊缝的不同部位是不同的，因此将会出现不同的结晶形态。
在熔合区附近，由于温度梯度较大，结晶速度较小，所以平面晶得到发展。
随着远离熔化边界向焊缝中过渡时，温度梯度逐渐变小，而结晶速度逐渐增大，所以结晶形态将由平面晶向胞状晶、树枝包状晶（柱状晶区）和等轴晶发展。
但在实际焊缝中，由于化学成分、板厚和接头形式不同，不一定具有上述全部结晶形态。
焊缝的凝固结晶组织形态不仅对结晶过程中裂纹的产生有影响，而且对焊缝的力学性能，特别是韧性，也有决定性影响。
除焊缝金属化学成分对结晶形态有影响之外，焊接参数（焊接速度和焊接电流）也有很大影响。
2.焊缝金属的化学成分不均匀性
在熔池金属结晶过程中，由于冷却速度很快，化学成分来不及扩散，合金元素的分布是不均匀的，出现偏析现象。
焊缝金属中，溶质元素偏离其平均浓度的不均匀分布，称为偏析。
一般焊缝中的偏析主要有显微偏析、区域偏析、层状偏析。
同时焊缝金属中还含有较多的杂质，这些杂质主要是冶金反应产生的氧化物、硫化物等。
焊缝中化学成分不均匀和夹杂均对焊缝造成不良影响，严重的偏析和夹杂可导致气孔、热裂纹和冷裂纹等缺陷产生。
3.焊缝固态相变组织（焊缝二次结晶组织）
焊接熔池完全凝固以后，随着连续冷却过程的进行，焊缝金属将发生组织转变。
转变后所获得的组织是根据焊缝的化学成分和冷却条件而定。
对于低碳钢焊缝，由于含碳量较低，固态相变后的结晶组织主要是铁素体加少量珠光体。
铁素体一般都是首先沿原奥氏体边界以柱状晶向焊缝中心线成长，其晶粒十分粗大，甚至可出现魏氏组织。
如果采用多层焊或经热处理后可以使粗大柱状晶破坏，获得细小的铁素体和少量的珠光体。
焊缝化学成分相同时，冷却速度越大，焊缝中珠光体越多、越细，焊缝的力学性能越好。
低合金钢焊缝固态相变后的组织比低碳钢焊缝组织要复杂和多样，它随焊缝金属合金成分和冷却速度的不同而变化。
除铁素体和珠光体之外还有多种形态的贝氏体和马氏体，它们对焊缝金属的性能具有十分重要的影响。
焊缝的结晶形态和组织对焊缝金属性能具有重要影响，因此改善焊缝结晶形态和固态相变组织是提高焊缝性能的重要保证，在生产上改善焊缝结晶形态和相变组织的途径很多，主要有焊缝的固溶强化、变质处理（微合金化）和调整焊接工艺。
近年来研究表明，通过焊接材料向熔池中加入细化晶粒的合金元素可以改变结晶形态，使焊缝金属的晶粒细化，既可提高焊缝的强度和韧性，又可改善抗裂性能。
除采用上述变质处理外还可通过调整焊接工艺来改善焊缝的性能，主要有振动结晶、焊后热处理、多层焊接、锤击焊道表面、跟踪回火处理等。
此外，熔池凝固结晶时产生的气孔和夹杂也是焊接生产中经常遇到的缺陷，它不仅会削弱焊缝的有效工作截面，同时也会带来应力集中，显著降低焊缝金属的强度和韧性，对动载强度和疲劳强度更为不利。
在个别情况下，气孔和夹杂还会引起裂纹。
因此对焊接生产出现的气孔和夹杂要十分重视。
二、熔合区的组织和性能
焊接条件下由于温度分布极不均匀、母材晶粒导热方向差异，母材各点化学成分不均匀等方面原因，在热影响区向焊缝过渡的区域形成局部熔化和局部不熔化的固、液两相共存的区域，即熔合区，又称半熔化区。
熔合区是整个焊接接头中的最薄弱环节，某些缺陷如冷裂纹、再热裂纹等常起源于此，危害较大。
熔合区的特点主要有：
1.化学不均匀性
2.
熔合区最大的特征是具有明显的化学不均匀性，从而引起组织的不均匀性。
在异种钢焊接时，更为明显。
例如用奥氏体不锈钢焊接材料焊接低碳钢时，在熔合区由于合金元素不足以形成奥氏体，而是形成马氏体，使该区的性能显著恶化。
2．碳迁移过渡层特性
如果母材和焊缝的合金化程度不同，还可能在熔合区发生碳迁移现象，从而影响焊接接头的组织和性能。
3.晶界液化现象
在熔合区由于固、液相的相互作用，使化学成分易于转入液相中，使晶界偏析增大。
晶界偏析常促使在固相线以下产生晶界液化现象，在塑性应变作用下，易形成液化裂纹。
4.物理不均匀性
熔合区在不平衡加热时，还会出现空位和位错聚集或重新分布，即所谓物理不均匀性。
其对接头的断裂强度有重大影响。
三、热影响区的组织和性能
焊接时母材热影响区上各点距焊缝的远近不同，所以各点经历的焊接热循环也不同，这就会出现不同的组织，也就具有不同的性能。
因此，整个焊接热影响区的组织和性能是不均匀的。
为便于分析焊接热影响区组织变化的规律，可根据淬火对性能影响的程度，将钢材大致分为不易淬火钢和易淬火钢两类来分析讨论。
1.不易淬火钢
如16MND5、18MND5（法国牌号），16Mn、15MnV、15MnTi的焊接热影响区可分为以下三个区。
1）过热区
此区的温度范围是处在固相线以下到1100℃左右，金属处于过热的状态，奥氏体晶粒发生严重长大的现象，冷却后便得到粗大的组织。
此区韧性很低，通常要降低20%～30%。
过热区的大小与焊接方法、焊接热输入和母材厚度等有关。
电渣焊时较宽，手工电弧焊和埋弧自动焊时较窄，而电子束焊和激光焊时过热区几乎不存在。
过热区是热影响区的最薄弱环节。
2）相变重结晶区（正火区）
焊接时母材金属被加热到AC3以上的部位，将发生重结晶，即铁素体和珠光体全部变为奥氏体。
由于加热速度快，在高温停留时间短，所以奥氏体晶粒还未十分长大，故该区快速冷后，得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，相当于热处理中的正火组织。
此区的塑性和韧性都比较好，所处的温度范围约在Ac3～1100℃之间。
3）不完全重结晶区
此区是温度范围处于Ac1～Ac3之间的热影响区。
因为处于Ac1～Ac3温度范围内只有部分铁素体熔入奥氏体，冷却后转变为细小的铁素体和珠光体；而未熔入奥氏体的铁素体不发生转变，随着温度的升高，晶粒略有长大。
所以此区的特点是晶粒大小不一，组织不均匀，因此力学性能也不均匀。
焊接热影响区的大小受许多因素的影响，例如焊接方法、母材厚度、热输入以及工艺规范等都会使热影响区的尺寸发生变化。
2.易淬火钢
如18MnMoNb、45#钢、30CrMnSi，焊接热影响区一般可分为以下三个区。
1）完全淬火区
焊接时当加热温度达到AC3以上区域时，由于钢种的淬硬倾向较大，故冷却后得到淬火组织（马氏体）。
在靠近焊缝附近（相当于低碳钢的过热区），由于晶粒严重长大，故得到粗大的马氏体，而相当于正火区的部位得到细小的马氏体。
根据冷却速度和热输入的不同，还可能出现贝氏体或索氏体，从而形成了与马氏体共存的混合组织（但以马氏体为主）。
这个区在组织特征上都属于同一类型（马氏体），只有粗细之分，所以统称为完全淬火区。
由于出现淬火组织，故硬度和强度提高，塑性和韧性下降，出现脆化现象，易产生裂纹。
2）不完全淬火区
3）
母材被加热到Ac1～Ac3温度之间的热影响区，在快速加热的条件下，铁素体很少溶解，而珠光体、贝氏体和索氏体等转变为奥氏体，在随后快速冷却过程中，奥氏体转变为马氏体，原铁素体保持不变，并有不同程度的长大，最后形成马氏体-铁素体组织，故称为不完全淬火区。
如果含碳量和合金含量不高或冷却速度较小时，也可能出现索氏体和珠光体。
该区性能不均匀，塑性和韧性下降。
3）软化区
母材焊前是淬火（正火）+回火状态，焊接热影响区的组织除存在上述的完全淬火区和不完全淬火区之外，还存在软化区。
此区加热温度介于母材回火温度～Ac1之间，该区强度低于焊前母材强度。
如果焊后焊接接头不进行淬火（正火）+回火处理，该区性能无法恢复。
总之，在焊接热循环的作用下，焊接接头的组织分布是不均匀的。
熔合区和过热区出现了严重的晶粒粗化，是整个焊接接头的最薄弱区域。
对于含碳高、合金元素较多、淬硬倾向较大的钢种，还会出现脆性淬火组织马氏体，降低材料的塑性和韧性，因而易于产生裂纹。
第五节影响焊接接头性能的主要因素
一、焊接材料匹配的影响
选择焊接材料时必须考虑到两方面的问题：
一是焊缝没有缺陷，二是满足使用性能要求。
焊接材料的匹配是指根据接头的使用性能要求，选择合适的焊接材料。
选择焊接材料时应充分考虑焊接材料的化学成分、焊接接头抗裂性和焊接热循环特点。
从焊接接头抗裂性考虑，一般焊缝金属中含碳量不超过0.10%，最大不超过0.14%，同时其磷、硫含量也低于相应母材含量。
同时考虑到焊缝的结晶和固态相变特点，通过调整焊缝金属的化学成分来实现改善焊接接头的组织和力学性能。
例如焊接低碳钢或低合金钢时，为提高焊缝的塑性和韧性，常在焊接材料中加入碳化物或氮化物的形成元素，如钼、鈮、钒、钛、铝等，以细化焊缝组织；焊接奥氏体不锈钢时，为提高焊缝金属抗热裂能力，常在焊接材料中加入少量铁素体的形成元素，以获得双相组织。
二、焊接方法的影响
不同的焊接方法对焊缝和焊接热影响区的性能也会产生不同的影响。
焊条电弧焊和埋弧焊，由于分别采用了气-渣联合保护和渣保护，合金元素烧损较少，焊缝金属的性能也较好；手工钨极氩弧焊，由于采用了氩气保护，在气保护较好及操作合理的条件下，合金元素基本不会烧损，焊缝中气体和杂质元素的含量极少，可得到较为纯净的焊缝，故手工钨极氩弧焊焊缝的性能优于焊条电弧焊和埋弧焊所获得的焊缝。
从焊接热影响区的宽度来看，在一般情况下，电渣焊较宽，焊条电弧焊次之，埋弧焊较窄。
由此可见，在选择焊接工艺方法时，应根据其对所焊接产品的焊接接头组织和性能的技术要求特点，结合其他技术的要求综合进行考虑。
如为了提高焊接接头的质量，在低碳钢和耐热钢管子的焊接中，一般采用钨极氩弧焊；在低温钢焊接时，由于埋弧焊的焊接热输入很大，一般不采用。
三、熔合比的影响
局部熔化的母材金属在焊缝金属中所占的比例称为熔合比。
母材金属熔入到焊缝中所占比例越大，熔合比越大。
熔合比对焊缝组织和性能的影响与焊接材料和母材的化学成分有关。
通常对于一般低碳钢和低合金钢焊接时，焊接材料的含碳量和磷、硫含量低于母材，焊接时随着熔合比增加，则焊缝金属含碳量和磷、硫含量相应增加，会造成焊缝强度增加，塑、韧性下降，焊缝抗裂性变差，因此应适当控制其熔合比。
在奥氏体不锈钢+珠光体钢异种钢焊接时，在焊缝金属和熔合区存在一个马氏体过渡带，熔合比越大，马氏体过渡带越宽，焊接接头塑、韧性越差。
此外在堆焊不锈钢耐蚀层时，熔合比越大，堆焊层化学成分被稀释程度越严重，从而影响堆焊层的耐蚀性。
因此对于这类材料的焊接时，应严格控制其熔合比以保证接头性能满足使用要求。
在实际焊接中，熔合比和坡口形式、焊接热输入、预热温度和道间温度等有关。
一般情况下坡口越大，熔合比就越小;焊接热输入越大，熔合比越大;预热温度和道间温度越高，熔合比越大。
所以在实际焊接施焊时，应根据焊接接头性能对熔合比的要求选择合适的坡口形式和合理的焊接热输入进行焊接，并对预热温度和道间温度进行控制。
四、焊接热输入的影响
焊接热输入的大小直接影响焊接热循环的冷却时间（t8/5或t100）和相变以上温度的停留时间（tH）两个重要参数，从而影响焊缝金属和热影响区的组织组成，并最终影响焊接接头的力学性能和抗裂性。
焊接热输入对焊接接头性能的影响与材料的合金体系、强度级别、热处理状态等关系密切。
因此很难对焊接热输入做出统一规定。
因此只能根据每种材料自身的组织性能特点，并结合具体的结构形式和使用要求，选择合适的焊接热输入。
一般含碳量较低的热轧钢（09Mn2、09MnNb等）可以适应较大的焊接热输入。
因为这类钢焊接热影响区的脆化及冷裂倾向较小。
含钒、铌、钛微合金化元素的钢种（15MnVN等），为降低热影响区粗晶区的脆化，确保焊接热影响区具有优良的低温韧性，应选择较小的焊接热输入。
对合金元素含量较高的低合金高强钢（18MnMoNb），选择焊接热输入时既要考虑钢种的淬硬倾向，同时也要兼顾热影响区粗晶区的过热倾向。
因此应选择合适的焊接热输入保证焊接接头具有优良的综合性能。
五、焊接的操作方法与技能的影响
1.多层焊接
焊接相同厚度的钢板，采用多层焊可以有效提高焊缝金属的性能。
这种方法一方面由于每层焊缝变小而改善了熔池凝固结晶条件，另一方面，更主要的原因是后一层对前一层焊缝及热影响区具有附加热处理的作用，从而改善了焊缝的固态相
升级会员 