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超具体的金属质料的焊接机能常识

本文摘要:超具体的金属质料的焊接机能常识 金属质料的焊接机能观点 金属质料的焊接性是指金属质料在接纳必然的焊接工艺包括焊接方法、焊接质料、焊接规范及焊接布局形式等条件下,得到优良焊接讨论的能力。一种金属,假如能用较多普通又轻便的焊接工艺得到优良的焊接讨论,则认为这种金属具有杰出的焊接机能金属质料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。 工艺焊接性:是指在必然焊接工艺条件下,得到优良,无缺陷焊接讨论的能力。

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超具体的金属质料的焊接机能常识 金属质料的焊接机能观点 金属质料的焊接性是指金属质料在接纳必然的焊接工艺包括焊接方法、焊接质料、焊接规范及焊接布局形式等条件下,得到优良焊接讨论的能力。一种金属,假如能用较多普通又轻便的焊接工艺得到优良的焊接讨论,则认为这种金属具有杰出的焊接机能金属质料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。

工艺焊接性:是指在必然焊接工艺条件下,得到优良,无缺陷焊接讨论的能力。它不是金属固有的性质,而是按照某种焊接方法和所接纳的详细工艺办法来举行的评定。

所以金属质料的工艺焊接性与焊接历程密切相关。使用焊接性:是指焊接讨论或整个布局满意产物技能条件划定的使用机能的水平。

使用机能取决于焊接布局的事情条件和设计上提出的技能要求。凡是包括力学机能、抗低温韧性、抗脆断机能、高温蠕变、疲劳机能、长期强度、耐蚀机能和耐磨机能等。比方常用的S30403 ,S31603 不锈钢就具有优良的耐蚀机能,16MnDR ,09MnNiDR 低温钢也有具备杰出的抗低温韧性机能。金属质料焊接机能的影响因素 1 质料因素 质料包括母材和焊接质料。

在沟通的焊接条件下,决定母材焊接性的主要因素是它自己的物理机能和化学构成。物理机能方面:如金属的熔点、热导率、线膨胀系数、密度、热容量等因素,都对热轮回、熔化、结晶、相变等历程发生影响,从而影响焊接性。

不锈钢等热导率低的质料,焊接时温度梯度大,残余应力高,变形大,。并且由于高温逗留时间长,热影响区晶粒长大,对讨论机能倒霉。

奥氏体不锈钢线膨胀系数大、讨论的变形和应力较为严重。化学构成方面,个中影响最大的是碳元素,也就是说金属含碳量的几多决定了它的可焊性。钢中的其他合金元素大部门也倒霉于焊接,但其影响水平一般都比碳小得多。

钢中含碳量增加,淬硬倾向就增大,塑性则下降,容易发生焊接裂纹。凡是,把金属质料在焊接时发生裂纹的敏感性及焊接讨论区力学机能的变化作为评价质料可焊性的主要指标。

所以含碳量越高,可焊性越差。含碳量小于0.25%的低碳钢和低合金钢,塑性和打击韧性优良,焊后的焊接讨论塑性和打击韧性也很好。焊接时不需要预热和焊后热处置惩罚,焊接历程容易节制,因此具有杰出的焊接性。

别的,钢材的冶炼轧制状态、热处置惩罚状态、组织状态等,在差别水平上都对焊接性产生影响。通过精辟提纯或细化晶粒和控轧工艺等手段,来改善钢材的焊接性。

焊接质料直接介入焊接历程一系列化学冶金反映,决定着焊缝金属的身分、组织、机能及缺陷的形成。假如选择焊接质料不妥,与母材不匹配,不仅不能得到满意使用要求的讨论,还会引进裂纹等缺陷的发生和组织机能的变化。

因此,正确选用焊接质料是包管得到优质焊接讨论的重要因素。2 工艺因素 工艺因素包括焊接方法、焊接工艺参数、焊接顺序、预热、后热及焊后热处置惩罚等。焊接方法对焊接性影响很大,主要体现在热源特性和掩护条件两个方面。

差别的焊接方法其热源在功率、能量密度、最高加热温度等方面有很大不同。金属在差别热源下焊接,将显示出差别的焊接机能。如电渣焊功率很大,但能量密度很低,最高加热温度也不高,焊接时加热缓慢,高温逗留时间长,使得热影响区晶粒粗大,打击韧性显著降低,必需经正火处置惩罚才能改善。

与此相反,电子束焊、激光焊等方法,功率不大,但能量密度很高,加热迅速。高温逗留时间短,热影响区很窄,没有晶粒长大的危险。调解焊接工艺参数,采纳预热、后热、多层焊和节制层间温度等其它工艺办法,可以调治和节制焊接热轮回,从而可改变金属的焊接性。

如采纳焊前预热或焊后热处置惩罚等办法,则完全可能得到没有裂纹缺陷,满意使用机能要求的焊接讨论。3 布局因素 主要是指焊接布局和焊接讨论的设计形式,如布局形状、尺寸、厚度、讨论坡口形式、焊缝部署及其截面形状等因素对焊接性的影响。其影响主要体现在热的通报和力的状态方面。差别板厚、差别讨论形式或坡口形状其传热速度偏向和传热速度纷歧样,从而对熔池结晶偏向和晶粒发展产生影响。

布局的开关、板厚和焊缝的部署等,决定讨论的刚度和羁绊度,对讨论的应力状态发生影响。不良的结晶形态,严重的应力集中和过大的焊策应力等是形成焊接裂纹的根基条件。设计中减少讨论的刚度、减少交织焊缝,减少造成应力集中的各类因素,都是改善焊接性的重要办法。

4 使用条件 是指焊接布局服役期间的事情温度、负载条件和事情介质等。这些事情情况和运行条件要求焊接布局具有相应的使用机能。如在低温事情的焊接布局,必需具备抗脆性断裂机能;在高温事情的布局要具有抗蠕变机能;在交变载荷下事情的布局具有杰出的抗疲劳;在酸、碱或盐类介质事情的焊接容器应具有高的耐蚀机能等等。

总之,使用条件越苛刻,对焊接讨论的质量要求就越高,质料的焊接性就越不容易包管。金属质料的焊接性的判别评定指标 焊接历程中,产物颠末焊接热历程、冶金反映,以及焊策应力和变形的感化,因而带来化学身分、金相组织、尺寸和形状的变化,使焊接讨论的机能往往差别于母材,有时甚至不能满意使用要求。

对于很多活性金属或难熔金属,宜接纳特殊焊接方法,如电子束焊或激光焊,以便得到优质讨论。质料制成优良焊接讨论所需的设备条件越少、难度越小,则此质料的焊接性越好;反之,需要庞大而昂贵的焊接方法、特殊的焊接质料和工艺办法,则说明这种质料的焊接性不佳。制造产物时,必需首先评定所用质料的焊接性,以判断所选用的布局质料、焊接质料和焊接方法等是否适当。

评定质料焊接性的方法许多,每种方法只能说明焊接性的某一方面,因此需要举行试验后才能全面确定焊接性。试验方法可分为模拟型和尝试型。

前者模拟焊接加热和冷却特点;后者则按实际施焊条件举行试验。试验内容主要是检测母材和焊缝金属的化学身分、金相组织、机械机能、有无焊接缺陷,测定焊接讨论的低温机能、高温机能、抗腐化机能和抗裂纹能力等。

金属质料焊接性的估算检测方法 1 工艺焊接性的间接评定方法 由于碳的影响最为明明,其他元素的影响可折合成碳的影响,所以用碳当量来评定焊接性的优良。碳钢及低合金布局钢的碳当量计较公式: C E <0.4%时,钢材的塑性杰出,淬硬倾向不明明,焊接性杰出。

在一般的焊接技能条件下,焊接讨论不会发生裂纹,但对厚大件或在低温下焊接,应思量预热; C E 在0.4~0.6%时,钢材的塑性下降,淬硬倾向逐渐增加,焊接性较差。焊前工件需适当预热,焊后注意缓冷,才能防止裂纹; C E >0.6%时,钢材的塑性变差。淬硬倾向和冷裂倾向大,焊接性更差。

工件必需预热到较高的温度,要采纳减少焊策应力和防止开裂的技能办法,焊后还要举行适当的热处置惩罚。计较成果获得的碳当量数值越大,则被焊钢材的淬硬倾向越大,热影响区容易发生冷裂纹,所以当C E >0.5%时,钢材容易淬硬,焊接时必需预热才能防止裂纹,随板厚和C E 的增高加,预热温度也应相应增高。

2 工艺焊接性的直接评定方法 焊接裂纹试验方法,在焊接讨论中发生的裂纹可以分为,热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、应力腐化、层状撕裂等。(1)T形讨论焊接裂纹试验法, 该方法主要用于评定碳素钢和低合金钢角焊缝的热裂纹敏感性,也可用于测定焊条以及焊接参数对热裂纹敏感性的影响。(2)压板对接焊接裂纹试验法,该方法主要用于评定碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢焊条及焊缝的热裂纹敏感性。它是通过把试件安装在FISCO 试验装置内,调解坡口间隙巨细对发生裂纹的影响很大,跟着间隙的增加,裂纹敏感性越大。

(3)刚性对接裂纹试验方法,这种方法主要用于测定焊缝区热裂纹和冷裂纹,也可测定热影响区的冷裂纹,试件附近先用定位焊缝焊牢在刚度很大的底板上,试验时按实际施工焊接参数施焊试验焊缝,主要用于焊条电弧焊,试件焊后室温下放置24h ,先查抄焊缝外貌,然后在切去试样磨片,查抄有无裂纹,一般以裂与不裂为评定尺度,每种条件焊两块试件。常用金属质料的焊接特点 1 碳钢的焊接 (1)低碳钢的焊接 低碳钢含碳量低,锰、硅含量少,在凡是环境下不会因焊接而引起严重组织硬化或呈现淬火组织。这种钢的塑性和打击韧性优良,其焊接讨论的塑性、韧性也极其杰出。

焊接时一般不需预热和后热,不需采纳特殊的工艺办法,即可得到质量满足的焊接讨论,故低碳钢钢具有优良的焊接机能,是所有钢材中焊接机能最好的钢种。(2)中碳钢的焊接 中碳钢含碳量较高,其焊接性比低碳钢差。

当C E 靠近下限(0.25%)时焊接性杰出,跟着含碳量增加,其淬硬倾向随之增大,在热影响区容易发生低塑性的马氏体组织。当焊件刚性较大或焊接质料、工艺参数选择不妥时,容易发生冷裂纹。

多层焊焊接第一层焊缝时,由于母材熔合到焊缝中的比例大,使其含碳量及硫、磷含量增高、容易出产热裂纹。别的,碳含量高时,气孔敏感性也增大。

(3)高碳钢的焊接 C E 大于0.6%的高碳钢淬硬性高、很容易发生硬又脆的高碳马氏体。在焊缝和热影响区中容易发生裂纹,难以焊接。

故一般都不消这类钢制造焊接布局,而用于制造高硬度或耐磨的部件或零件,对它们的焊接大都是破损件的焊补修理。焊补这些零、部件之前应先行退火,以减少焊接裂纹,焊后再从头举行热处置惩罚。2 低合金高强度钢的焊接 低合金高强钢的含碳量一般不凌驾0.20%,合金元素总量一般不凌驾5%。

正是由于低合金高强钢含有必然量的合金元素,使其焊接机能与碳钢有必然不同,其焊接特点体现在: (1)焊接讨论的焊接裂纹 冷裂纹低合金高强钢由于含使钢材强化的C 、Mn 、V 、Nb 等元素,在焊接时易淬硬,这些硬化组织很敏感,因此,在刚性较大或羁绊应力高的环境下,若焊接工艺不妥,很容易发生冷裂纹。并且这类裂纹有必然的延迟性,其危害极大。

再热(SR)裂纹再热裂纹是焊接讨论在焊后消除应力热处置惩罚历程或持久处于高温运行中产生在接近熔合线粗晶区的沿晶开裂。一般认为,其发生是由于焊接高温使HAZ 四周的V 、Nb 、Cr 、Mo 等碳化物固溶于奥氏体中,焊后冷却时来不及析出,而在PWHT 时呈弥散析出,从而强化了晶内,使应力败坏时的蠕变变形集中于晶界。低合金高强钢焊接讨论一般不易发生再热裂纹,如16MnR、15MnVR等。但对于Mn-Mo-Nb和Mn-Mo-V系低合金高强钢,如07MnCrMoVR,由于Nb、V、Mo是促使再热裂纹敏感性较强的元素,因此这一类钢在焊后热处置惩罚时应注意避开再热裂纹的敏感温度区,防止再热裂纹的产生。

(2)焊接讨论的脆化和软化 应变时效脆化焊接讨论在焊接前需经受各类冷加工( 下料剪切、筒体卷圆等) ,钢材会发生塑性变形,假如该区再经200 ~450 ℃的热感化就会引起应变时效。应变时效脆化会使钢材塑性降低,脆性转变温度提高,从而导致设备脆断。焊后热处置惩罚可消除焊接布局这类应变时效,使韧性恢复。

焊缝和热影响区脆化焊接是不匀称的加热和冷却历程,从而形成不匀称组织。焊缝(WM) 和热影响区(HAZ) 的脆性转变温度比母材高,是讨论中的单薄环节。焊接线能量对低合金高强钢WM 和HAZ 机能有重要影响,低合金高强钢易淬硬,线能量过小,HAZ 会呈现马氏体引起裂纹;线能量过大,WM 和HAZ 的晶粒粗大会造成讨论脆化。低碳调质钢与热轧、正火钢比拟,对线能量过大而引起的HAZ 脆化倾向更严重。

所以焊接时,应将线能量限制在必然规模。焊接讨论的热影响区软化由于焊接热感化,低碳调质钢的热影响区(HAZ) 外侧加热到回火温度以上出格是Ac1 四周的区域,会发生强度下降的软化带。

HAZ 区的组织软化跟着焊接线能量的增加和预热温度的提高而加重,但一般其软化区的抗拉强度仍高于母材尺度值的下限要求,所以这类钢的热影响区软化问题只要工艺恰当,不致影响其讨论的使用机能。3 不锈钢的焊接 不锈钢按其钢的组织差别可分为四类,即奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢。

以下主要阐发奥氏体不锈钢和双向不锈钢的焊接特点。(1)奥氏体不锈钢的焊接 奥氏体不锈钢比其他不锈钢容易焊接。在任何温度下都不会产生相变,对氢脆不敏感,在焊态下奥氏体不锈钢讨论也有较好的塑性和韧性。

焊接的主要问题是:焊接热裂纹、脆化、晶间腐化和应力腐化等。别的,因导热性差,线胀系数大,焊策应力和变形较大。在焊接时应尽量接纳小的焊接热输入,并且不该预热,并降低层间温度,层间温度节制在60℃以下,焊缝讨论彼此错开。

减小热输入,不该过度增大焊接速度,而应适应降低焊接电流。(2)奥氏体- 铁素体双向不锈钢的焊接 奥氏体-铁素体双向不锈钢是由奥氏体和铁素体两相构成的双相不锈钢。它兼备了奥氏体钢和铁素体钢的长处,故具有强度高、耐腐化性好和易于焊接的特点。今朝主要有CR18、CR21、CR25三种类型的双相不锈钢。

这类钢焊接的主要特点是:与奥氏体不锈钢比具有较低的热倾向;与纯铁素体不锈钢比焊后具有较低的脆化倾向,并且焊接热影响区铁素体粗化水平也较低,故焊接性较好。由于这类钢焊接机能杰出,焊时可不预热和后热。薄板宜用TIG焊,中厚板可用焊条电弧焊,焊条电弧焊时宜选用身分与母材邻近的专用焊条或含碳量低的奥氏体焊条。对于CR25型双相钢也可选用镍基合金焊条。

双相钢中因有较大比例铁素体存在,而铁素体钢所固有的脆化倾向,如475℃脆性、σ相析出脆化和晶粒粗大,依然存在,只因有奥氏体的均衡感化而得到必然缓解,焊接时,仍需注意。对无NI或低NI双相不锈钢焊接时,在热影响区有单相铁素体及晶粒粗化倾向,这时应注意节制焊接热输入,尽量用小电流、高焊速、窄道焊和多道焊,以防止热影响区晶粒粗化和单相铁素体化,层间温度不宜太高,最好冷后再焊下一道。本文编辑:唐凰 ❤ ❤ ❤返回,检察更多。


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