金属材料的焊接性能汇总
金属材料焊接性知识要点(最新整理)
金属材料焊接性知识要点1. 金属焊接性:指同质材料或异质材料在制造工艺条件下,能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。
包括(工艺焊接性和使用焊接性)。
2. 工艺焊接性:金属或材料在一定的焊接工艺条件下,能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。
3. 使用焊接性:指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度,包括常规的力学性能。
4. 影响金属焊接性的因素:1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境5. 评定焊接性的原则:(1)评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向,为制定合理的焊接工艺提供依据;(2)评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。
6. 实验方法应满足的原则:1可比性 2针对性 3再现性 4经济性7. 常用焊接性试验方法:A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。
B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法一问答:1、“小铁研”实验的目的是什么,适用于什么场合?了解其主要实验步骤,分析影响实验结果稳定性的因素有哪些?答:1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。
评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时,影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。
(一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。
用于一般焊接结构是安全的)2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些?答:影响因素:(1)材料因素包括母材本身和使用的焊接材料,如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。
(2)设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态,从而对焊接性产生影响。
(3)工艺因素对于同一种母材,采用不同的焊接方法和工艺措施,所表现出来的焊接性有很大的差异。
(4)服役环境焊接结构的服役环境多种多样,如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。
3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。
金属材料的焊接性
普通低合金结构钢:
σs<400MPa ω(C)<0.4% 低强度普通低合金结构钢: 16Mn、09Mn2Si 焊接性良好。 高强度普通低合金结构钢: σs>400MPa ω(C)<0.4%~0.5%
15MnVN、18MnMoNb、14MnMoV 焊接性较差。
焊前预热(150~250 ℃ ),焊后缓冷;选用低氢型焊条; 焊件开坡口,且采用细焊条、小电流、多层焊。
3. 高碳钢的焊接
高碳钢:C>0.60% 问题
ω(C)>0.60%
焊接性差。
焊缝区易产生热裂纹 热影响区易产生冷裂纹
措施 与中碳钢类似,采用较高的温度的焊前预热 (250~350 ℃ ),焊后缓冷。
避免选用高碳钢作为焊接结构件。
焊补
合金结构钢的焊接
合金结构钢 机械制造用结构钢 (调质钢、渗碳钢) 普通低合金结构钢 (压力容器、锅炉、桥梁、
氩弧焊、气焊、钎焊、碳弧焊。
2. 冷焊法
焊前不预热或低温预热(400 ℃)的焊补方法。 ①钢芯铸铁焊条: 适用于非加工表面的焊补 ②石墨化铸铁焊条: 适用于较大灰口铸铁件的焊补 焊缝性能与母材基本相同,具有良好的加工性 焊条
③铜基铸铁焊条: 主要用于一般铸铁件的焊补
抗裂性好,可进行机械加工。 ④镍基铸铁焊条: 主要用于重要件加工表面的焊补 具有良好的抗裂性与加工性 ⑤高钒铸铁焊条: 主要用于一般铸铁件的焊补 可进行机械加工、塑性和抗裂较好。
焊接性
3)焊件化学成分
4)工艺参数
3. 焊接性的评定方法
1)实验法
2)碳当量估算法 C — 影响最显著 — 基本元素
其它元素 — 折合成碳的相当含量对焊接性的影响
焊接材料的性能及其影响因素分析
焊接材料的性能及其影响因素分析焊接是一种常见的金属连接方法,通过熔化金属材料并使其冷却后重新凝固,实现金属工件的连接。
而焊接材料的性能对焊接质量和连接强度有着重要的影响。
本文将对焊接材料的性能及其影响因素进行分析。
首先,焊接材料的性能包括力学性能、化学性能和物理性能等方面。
力学性能是指焊接材料在外力作用下的变形和破坏特性,如强度、韧性和硬度等。
焊接材料的强度是指其抵抗外力破坏的能力,而韧性则是指焊接材料在受力时的塑性变形能力。
硬度则是指焊接材料的抗压能力,通常用于评估焊接接头的耐磨性。
化学性能是指焊接材料在不同环境下的耐腐蚀性能,如抗氧化性、耐酸碱性等。
物理性能则包括焊接材料的导热性、导电性和热膨胀系数等。
其次,焊接材料的性能受多种因素影响。
首先是焊接材料的成分。
焊接材料通常由基体金属和填充金属组成,其成分对焊接接头的性能有着重要影响。
例如,填充金属的成分可以调整焊接接头的强度和韧性。
其次是焊接材料的热处理状态。
焊接材料经过热处理可以改变其晶体结构和性能,如提高强度和韧性。
此外,焊接过程中的热输入也会对焊接材料的性能产生影响。
过高的焊接温度可能导致焊接材料发生烧结、热裂纹等缺陷,从而影响焊接接头的质量。
再次,焊接材料的性能还受焊接工艺的影响。
焊接工艺包括焊接方法、焊接参数和焊接环境等。
不同的焊接方法对焊接材料的性能有着不同的要求。
例如,氩弧焊适用于焊接不锈钢等高合金材料,而电阻焊适用于焊接低碳钢等材料。
焊接参数,如焊接电流、焊接速度和焊接压力等,也会对焊接材料的性能产生影响。
过高或过低的焊接参数可能导致焊接接头的质量下降。
焊接环境的气氛对焊接材料的化学性能有着重要的影响。
例如,在氧气存在下进行焊接可能导致氧化反应,从而降低焊接接头的质量。
最后,焊接材料的性能评价方法多种多样。
常用的评价方法包括金相显微镜观察、拉伸试验、冲击试验和硬度测试等。
金相显微镜观察可以用于观察焊接接头的显微组织和缺陷情况。
常用金属材料的焊接性
常用金属材料的焊接性焊接是指将两个或多个金属材料通过加热或施加压力等方式连接在一起的工艺。
常用的金属材料包括钢铁、铝、铜、镍、钛等。
这些金属材料在焊接时拥有不同的特性和焊接性能。
下面将针对常见金属材料的焊接性进行详细介绍。
1.钢铁焊接性钢铁是最常见的金属材料之一,其焊接性能较好。
在钢铁焊接中常用的方法包括电弧焊、气焊、激光焊等。
其中,电弧焊是最常见的焊接方法,在焊接钢铁时通常使用熔化电极和熔化极性相同的焊条。
钢铁的焊接性能取决于其成分、组织结构以及焊接方法等因素。
2.铝焊接性铝是一种常见的轻金属,其焊接性能较差。
由于铝的氧化膜容易形成,这会降低焊接接头的强度和质量。
为了提高铝的焊接性能,可以采用预处理、焊接保护气体等方法。
常见的铝焊接方法有气焊、TIG焊等。
在气焊中需要使用钡剂等预处理剂来清除氧化膜,而TIG焊则可以通过惰性气体的保护来减少氧化膜的生成。
3.铜焊接性铜是一种良好的导电材料,其焊接性能较好。
常见的铜焊接方法有气焊、TIG焊、电弧焊等。
在铜焊接中,氧化膜的清除很重要,可以使用钝化剂等预处理剂来清除氧化膜。
TIG焊和电弧焊是常用的铜焊接方法,可以通过选择合适的焊接材料和控制焊接参数来获得理想的焊接接头。
4.镍焊接性镍是一种耐腐蚀性较好的金属材料,其焊接性能较好。
常见的镍焊接方法有电弧焊、TIG焊等。
镍焊接时,需要注意选择合适的焊接材料和适当的焊接参数来获得理想的焊接接头。
在镍焊接中,尤其需要注意焊接电缆和接地端之间的电气连接,以避免电弧腐蚀。
5.钛焊接性钛是一种重要的结构材料,其焊接性能较好。
常用的钛焊接方法有电弧焊、激光焊等。
在钛焊接中,需要注意选择合适的焊接材料和适当的焊接参数,以避免产生气泡和裂纹等缺陷。
此外,钛焊接还需要进行保护气体的控制,以避免氧化等不良影响。
综上所述,常用金属材料的焊接性能因成分、组织结构以及焊接方法等因素的不同而有所差异。
了解和掌握这些材料的焊接性能对于实际应用和工程设计具有重要意义,能够确保焊接接头的质量和可靠性。
详解典型焊接材料的焊接性
详解典型焊接材料的焊接性典型焊接材料的焊接性是指在焊接过程中所表现出的特性和性能。
焊接性是影响焊接工艺和焊缝质量的重要因素之一、下面将详细介绍常见焊接材料(包括金属和非金属材料)的焊接性。
1.钢材焊接性:钢材是最常见的金属材料之一,具有广泛的应用领域。
钢材的焊接性取决于其成分、钢种和热处理状态。
一般来说,碳含量低的低碳钢和碳含量高的高碳钢都具有良好的焊接性。
焊接低碳钢时,焊接热影响区域(HAZ)容易发生退火,引起冷脆性的问题,需要采取适当的措施进行预热和后热处理。
高碳钢焊接时容易出现冷裂纹和热裂纹,需要选择适合的焊接材料和控制焊接参数。
2.铝合金焊接性:铝合金是一种轻质、高强度的金属材料,广泛用于航空、汽车和建筑等领域。
铝合金的焊接性取决于合金化元素、成分和热处理状态。
一般来说,一些铝合金易于焊接,如铝镁合金和铝锂合金,而一些铝合金焊接性较差,如硬化铝合金。
焊接铝合金时,容易发生氧化和热裂纹等问题,需要采取保护气体和合适的焊接工艺参数。
3.不锈钢焊接性:不锈钢是一种抗腐蚀性能良好的金属材料,被广泛用于食品加工、化工和医疗器械等领域。
不锈钢的焊接性受到合金元素、成分和热处理状态的影响。
普通奥氏体不锈钢(如304和316等)焊接性较好,而马氏体不锈钢焊接性较差。
焊接不锈钢时,易发生气孔和焊接晶间腐蚀等问题,需要控制焊接参数和采用适当的焊接试剂。
4.铜及铜合金焊接性:铜和铜合金是常见的导电材料,被广泛应用于电气、电子和管道等行业。
铜及铜合金的焊接性好,容易焊接。
焊接铜合金时,一般采用气焊、电弧焊或电阻焊等方法。
需要注意的是,铜及铜合金焊接时易发生氧化和高温脆性等问题,需要采取保护措施。
5.非金属材料的焊接性:非金属材料如塑料、陶瓷和橡胶等也可以进行焊接。
其中,塑料焊接性好,常用的焊接方法有热板焊接、高频焊接和超声波焊接等。
陶瓷和橡胶等材料的焊接性较差,难以进行常规焊接,常采用粘接、烧结和激光焊接等特殊方法。
铝合金焊接性能及焊接接头性能
铝合金焊接性能及焊接接头性能摘要:在高铁、地铁列车的制造中,铝合金材料是列车车体的主要材料之一,然而由于铝合金材料在焊接性能、焊接接头性能方面仍存在一定的不足,经常会出现气孔、裂纹等缺陷,因此高铁、地铁列车铝合金车体的焊接施工质量仍然很难保证。
本文对铝合金的焊接性能以及焊接接头性能进行了分析。
关键词:铝合金;焊接性能;焊接接头前言铝合金材料具有较强的化学活泼性及导热性,氧化膜密度则相对较低,这些特性使得铝合金在焊接过程中很容易出现问题,而要想对这些焊接问题进行有效处理,保证铝合金焊接质量,则需要明确铝合金焊接性能及其焊接接头性能,并在焊接过程中进行针对性地处理。
1铝合金焊接性能及焊接接头性能分析1.1高温强度低由于金属材料焊接通常都是在高温条件下进行,因此材料熔点对于焊接质量有着直接地影响,铝合金材料的熔点会因合金中纯铝含量不同而存在一定的差异,但通常都在600℃左右,这一熔点与铜等其他材料相对较高,但在进行高温焊接时,其强度与塑性却会迅速降低,这意味着焊接过程中铝合金材料很难支撑住液体金属,而焊缝也会因此而出现塌陷、烧穿等问题。
1.2膨胀系数高铝合金材料的膨胀系数普遍较高,大多都能达到铜、钢的两倍或以上,而收缩性最高则在75%左右,这意味着在焊接过程中,高温的影响很容易使铝材料因热胀冷缩而出现变形,并发生结晶裂纹、液化裂纹等现象。
另外,铝合金的导热性虽然比较高,但在高温影响下其内外部温度仍然会出现差异,温差的变化会使其内外部出现不同的膨胀,并产生较大的内应力,这同样是铝合金焊接容易出现热裂纹的主要原因。
同样,焊接完成后,随着焊接接头处温度的不断降低,如果收缩量较大且冷却速度较快,那么其收缩变速率就会随之提高,并使铝合金焊接接头处出现应力-应变状态,而这同样是焊接处产生裂纹的主要原因之一。
1.3氧化能力强铝材料的氧亲和力非常强,长期暴露在空气中很容易形成氧化铝薄膜,这种薄膜虽然厚度较低,且具有较高的密度与结实度,但熔点却高达2050℃,如果在未经处理的情况下直接进行焊接,铝材料就很难与其他金属材料有效结合起来,焊接接头出也会因氧化铝残渣的存在而出现气孔。
金属材料的焊接性
第三节 金属材料的焊接性1. 焊接性的概念—定焊接技术条件下,获得优质焊接接头的难易程度,即金属材料对焊接加工的适应性称为金属材料的焊接性。
2.焊接性的评价1) 碳当量法碳当量是把钢中的合金元素(包括碳)的含量,按其作用换算成碳的相对含量。
国际焊接学会推荐的碳当量(CE)公式为:%)++++++=10015)Cu ()Ni (5)V ()Mo ()Cr (6)Mn ()C ([CE ⨯ωωωωωωω 式中,ω(C)、ω(Mn)等-碳、锰等相应成分的质量分数(%)。
当CE<0.4%时,钢材的塑性良好,淬硬倾向不明显,焊接性良好。
在一般的焊接技术条件下,焊接接头不会产生裂纹,但对厚大件或在低温下焊接,应考虑预热;当CE 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;当CE>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。
工件必须预热到较高的温度,要采取减少焊接应力和防止开裂的技术措施,焊后还要进行适当的热处理。
2)冷裂纹敏感系数法 冷裂纹敏感系数的其计算式为:%++++++=100]60060]H [)B (510)V (15)Mo (60)Ni (20)Cu ()Mn ()Cr (30)Si ()C ([⨯++++h P W ωωωωωωωωω式中P W -冷裂纹敏感系数;h -板厚;[H]-100g 焊缝金属扩散氢的含量(mL)。
冷裂纹敏感系数越大,则产生冷裂纹的可能性越大,焊接性越差。
3.低碳钢的焊接低碳钢的CE 小于0.4%,塑性好,一般没有淬硬倾向,对焊接热过程不敏感,焊接性良好。
4.中、高碳钢的焊接中碳钢的CE 一般为0.4%~0.6%,随着CE 的增加,焊接性能逐渐变差。
高碳钢的CE 一般大于0.6%,焊接性能更差,这类钢的焊接—般只用于修补工作。
为了保证中、高碳钢焊件焊后不产生裂纹,并具有良好的力学性能,通常采取以下技术措施:1)焊前预热、焊后缓冷 焊前预热和焊后缓冷的主要目的是减小焊接前后的温差,降低冷却速度,减少焊接应力,从而防止焊接裂纹的产生。
金属材料的工艺性能
金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能是指制造工艺过程中材料适应加工的性能,即指其铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能。
1、铸造性能金属材料铸造成形获得优良铸件的能力称为铸造性能,用流动性、收缩性和偏析来衡量。
1)流动性熔融金属的流动能力称为流动性。
流动性好的金属容易充满铸型,从而获得外形完整和尺寸精确、轮廓清晰的铸件;2)收缩性铸件在凝固和冷却的过程中,其体积和尺寸减少的现象称为收缩性。
铸件用金属材料的收视率越小越好;3)偏析铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象称为偏析,偏析大会使铸件各部分的力学性能有很大的差异,降低铸件的质量。
被铸物质多为原为固态,但加热至液态的金属,如铜、铁、锡等,铸模的材料可以是沙,金属甚至陶瓷。
南关菜市场东头前两年有两个人把大量的铝易拉罐盒熔化后倒进模子里铸成大大小小的铝锅、铝盆等2、锻造性工业革命前锻造是普遍的金属加工工艺,马蹄铁、冷兵器、铠甲均由各国的铁匠手锻造(俗称打铁),金银首饰加工、金属包装材料是锻造与冲压的总和。
什么是锻造性能?锻造性能:金属材料用锻压加工方法成形的适应能力称锻造性。
锻造性主要取决于金属材料的塑性和变形抗力。
塑性越好,变形抗力越小,金属的锻造性能越好。
高碳钢不易锻造,高速钢更难。
(塑性:断裂前材料产生永久变形的能力。
)3、焊接性金属材料对焊接加工的适应性成为焊接性。
也就是在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度。
钢材的含碳量高低是焊接性能好坏的主要因素,含碳量和合金元素含量越高,焊接性能越差。
4、切削加工性能切削加工性能一般用切削后的表面质量(用表面粗糙程度高低衡量)和道具寿命来表示。
金属材料具有适当的硬度和足够的脆性时切削性良好。
改变钢的化学成分(如加入少量铅、磷等元素)和进行适当的热处理(如低碳钢进行正火,高碳钢进行球化退火)可以提高刚的切削加工性能。
(热处理的四把火:正火、退火、淬火、回火等,后面我们将进一步学习。
不同金属材料的焊接工艺对比
不同金属材料的焊接工艺对比焊接是一种将金属材料连接在一起的常见方法,它被广泛运用于制造业和建筑领域。
不同金属材料之间的焊接工艺有很大的差异,本文将探讨常见金属材料的焊接工艺,并对其进行比较。
1. 钢材的焊接工艺钢材是最常见的金属材料之一,其焊接工艺种类繁多。
其中,电弧焊是最常用的工艺之一。
电弧焊通过电流产生的弧光,使钢材瞬间加热到熔化点,然后使用焊丝填充或压合实现连接。
电弧焊具有成本低、操作简单的特点,但对于高强度钢材的焊接效果可能不理想。
另一种常见的钢材焊接工艺是气体保护焊。
气体保护焊使用惰性气体保护熔化的焊丝,能够实现高强度焊接,但设备和成本较高。
2. 铝材的焊接工艺铝材是一种轻质金属,具有良好的导热性和电导率,但其焊接工艺却较为复杂。
常见的铝材焊接工艺包括氩弧焊和摩擦搅拌焊。
氩弧焊是最常用的铝材焊接工艺,通过熔化的电弧将铝材连接在一起。
摩擦搅拌焊是一种较新的技术,通过高速旋转的工具将金属材料摩擦加热,并施加一定的力量使其连接。
摩擦搅拌焊具有高强度、高效率的特点,但设备和工艺要求较高。
3. 不锈钢的焊接工艺不锈钢是一种抗腐蚀性能较好的金属材料,具有广泛的应用领域,但其焊接工艺比较复杂。
常见的不锈钢焊接工艺包括TIG焊和MIG焊。
TIG焊是通过惰性气体保护电弧将不锈钢连接在一起,具有高质量的焊缝和良好的机械性能。
MIG焊则是通过连续送丝将不锈钢焊丝熔化并填充在焊缝中。
相比之下,TIG焊的成本较高,但焊接效果更好。
4. 铜材的焊接工艺铜材是一种导电性能优异的金属材料,常用于电气和电子行业。
铜材的焊接工艺主要包括气体保护焊和电阻焊。
气体保护焊通常使用氩气保护气体,通过焊丝熔化和填充来实现连接。
电阻焊是一种将铜材通过电阻加热并连接的工艺,适用于较大尺寸的铜材焊接。
综上所述,不同金属材料的焊接工艺存在着差异。
在选择焊接工艺时,需要考虑金属材料的特性、焊接要求和成本因素。
了解不同金属材料的焊接工艺,可以帮助我们更好地应用于实际工作中,确保焊接连接的质量和可靠性。
金属的焊接性及其评定
含量。可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。由于钢材的化学成分 是决定焊接热影响区是否淬硬的基本条件,碳又是引起钢材淬硬的主 要元素,其他合金元素对淬硬也有一定的影响。
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4. 2金属材料焊接性的分析与试验
• 工艺措施对防止焊接接头缺陷的产生,提高使用性能也有重要的作用。 最常见的工艺措施是焊前预热、焊后缓冷和消氢处理,它们对防止热 影响区淬硬变脆,降低焊接应力,避免氢致冷裂纹是比较有效的措施。
• 3.构件类型 • 焊接接头和结构设计会影响应力状态,从而对焊接性也有影响。
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4. 1金属焊接性基础知识
衡量材料焊接性的重要标准之一。 • (3)其他裂纹试验 • 焊接再热裂纹和层状撕裂试验。 • (4)焊接接头的使用性能 • 包括常温、高温力学性能、低温韧性、耐蚀性及产品技术条件中所规
定的其他性能要求。
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4. 2金属材料焊接性的分析与试验
• 4.2.3焊接性试验方法分类
• 按照不同目的,主要的焊接性试验可分为以下几类,实际应用时可根 据需要选用其中几类。
• 4.1.2影响焊接性的因素
• 1.材料因素 • 材料因素包括母材本身和使用的焊接材料等等。如:焊条电弧焊时的
焊条;埋弧焊时的焊丝和焊剂;气体保护焊时焊丝和保护气体等等。它 们在焊接时都直接参与熔池或熔合区的冶金过程,影响焊接质量。
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4. 1金属焊接性基础知识
• 母材或焊接材料选用不当时,会造成焊缝金属化学成分不合格,力学 性能和其他使用性能降低,还会出现气孔、裂纹等缺陷,从而使接合 性能变差。由此可见,正确选用母材和焊接材料是保证焊接性良好的 重要基础,必须十分重视。
各种金属材料的焊接特点及其热处理工艺
各种金属材料的焊接特点及其热处理工艺焊接是一种将两个或多个金属材料通过熔化或变形并在熔融金属之间形成接头的加工方式。
在焊接过程中,金属材料经历了高温和冷却的过程,从而影响了焊接接头的性能和组织结构。
不同金属材料具有不同的焊接特点和热处理工艺。
下面将分别介绍常见金属材料的焊接特点及其热处理工艺。
1.钢材焊接特点及热处理工艺:钢材是最常见的金属材料之一,具有良好的可焊性。
其焊接特点如下:(1)钢材容易氧化,焊接时需要保护气体或保护剂以防止氧化。
(2)焊接速度快,热影响区较小,易形变。
(3)钢材焊接后易产生残余应力和变形。
钢材的热处理工艺包括退火、正火和淬火等。
退火可以减轻焊接残余应力,正火可提高焊接接头的硬度和强度,淬火可增加焊接接头的硬度。
2.铝材焊接特点及热处理工艺:铝材具有良好的导热性和导电性,但其可焊性较差。
其焊接特点如下:(1)容易产生氧化膜,焊接前需要对焊缝进行预处理。
(2)焊接速度快,热影响区较小。
(3)铝材焊接后容易产生变形。
铝材的热处理工艺主要包括固溶处理和时效处理。
固溶处理可使铝材中的合金元素均匀溶解,时效处理可提高焊接接头的硬度和强度。
3.铜材焊接特点及热处理工艺:铜材具有良好的导热性和导电性,但其可焊性较差。
其焊接特点如下:(1)容易产生氧化膜,焊接前需要对焊缝进行预处理。
(2)焊接速度较慢,热影响区较大。
(3)铜材焊接后容易产生变形和裂纹。
铜材的热处理工艺主要包括退火和时效处理。
退火可减轻焊接接头的残余应力,时效处理可提高焊接接头的硬度和强度。
4.镁合金焊接特点及热处理工艺:镁合金具有轻质高强度的特点,但其可焊性较差。
其焊接特点如下:(1)容易产生氧化膜,焊接前需要对焊缝进行预处理。
(2)焊接速度快,热影响区较小。
(3)焊接时易燃,需要采取安全措施。
镁合金的热处理工艺主要包括固溶处理和时效处理。
固溶处理可提高镁合金的强度和耐腐蚀性,时效处理可进一步提高焊接接头的硬度和强度。
常用金属材料的点焊
不锈钢焊接技术要点
为保证耐晶间腐蚀的性能,应尽量减少在敏化 温度区停留,宜选用硬的焊接参数,焊接时间 一般比相同厚度低碳钢短40%-50%。 因电阻率大、热导率小,焊接电流可比相同厚 度低碳钢小些。 电极压力应提高40%-80%,为此需采用软化温 度高、硬度高的材料作电极。一般推荐Be-CoCu合金电极,尤其当点焊较厚板时,电极的冷 却极为重要,可采用外水冷却。
铝及铝合金的点焊
铝及铝合金的电阻率低(低碳钢的1/4-1/2).热 导率高(低碳钢的2.4倍),虽其熔点较低仍带采用 极大电流焊接,通电时间要短,以免散热过多。 一般需要焊接等厚低碳钢时的3倍电流,通电时 间则约为焊接等厚低碳钢的1/10。 铝及铝合金在空气中很快生成致密的氧化膜,必 须在焊前很好清理,清理以化学法为佳.清理后 应在短期内完成焊接以免再次氧化。 与纯铝相比,铝合金的塑性变形温度区窄,线膨 胀率大,伸长率小,因此须精确控制焊接参数才 能避免裂纹和缩孔。此种缺陷在厚板点焊时尤为 严重,推荐采用低频半波电源。
胡须对接头性能的影响
至于胡须对接头强度的影响,因填满铸 态组织的胡须并未破坏金属的连续性, 经试验证实它对接头强度无影响,所以 生产中允许胡须存在,而不作为焊接缺 陷处理。但是,对未填满的胡须尽管很 少发现,当承受载荷时,特别在动载荷 作用下,仍如同裂纹一样有危险性,所 以应作为裂纹处理。
铜及铜合金的点焊
高温合金的点焊
高温合金具有很好的高温强度与热稳定 性,广泛应用于航天、航空工业。 高温合金具有比奥氏体不锈钢更大的电 阻率、更小的热导率和更高的高温强度, 故可用较小的焊接电流,但需更大的电 极压力。
高温合金焊接技术要点
高温合金表面氧化膜致密性好,为防止形成结 合线伸入等缺陷,必须加强表面清理工作。 采用软的焊接参数、大的电极压力,以提高电 极压力的压实效果。在有条件时应采用加大顶 锻力的焊接参数,以减少飞溅、防止产生裂纹、 疏松和缩孔等缺陷。 加强冷却,尽量避免反复加热,以减少近缝区 出现“胡须”状缺陷的机会。 用高温硬度好的Be-Co-Cu合金电极。
焊接性能
标准中的焊接性能标准中将焊接性能分为:工艺焊接性能和使用焊接性能。
焊接性能:金属材料对焊接加工的适应性。
主要指在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度;或材料在限定施工条件下焊接成按设计要求的构件,并满足预先服役要求的能力。
焊接性受材料(母材和填充金属)、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素的影响。
工艺焊接性能:在某一焊接工艺条件下,得到优质焊接接头的能力。
它不是金属本身固有的性能,而是根据采用的焊接方法和具体工艺措施进行的评定。
它取决于:1)热源对被焊金属的热作用(与焊接方法和焊接参数有关);2)熔池金属的治金作用(与焊材有关);3)预热和后热等工艺措施也就是说标准中所指的母材或填充金属的工艺焊接性能是指在所限定的母材或填充金属条件下,所采用焊接工艺(焊接方法、焊接参数、焊接材料和工艺措施等)是否能得到优质焊接接头。
如果按照所拟定的焊接工艺施焊,能得到优质、无缺陷焊接接头,则该母材或填充金属的工艺焊接性能良好。
承压设备要求评定工艺缺陷的内容主要是抗裂性能试验,对有色金属还有抗气孔试验。
工艺焊接性能试验分为直接法和间接法两种。
直接法主要有焊接冷裂纹试验、焊接热裂纹试验、再热裂纹试验、层状撕裂试验和焊接气孔敏感性试验等。
对于碳钢和低合金钢主要通过焊接冷裂纹试验评价其工艺焊接性能。
试验方法有最高硬度法(HV10max)、斜Y型坡口法和插销法。
直接法,对于碳钢和低合金钢主要有碳当量法(Ceg)、裂纹敏感性指数(Pcm)等方法。
使用焊接性能:整个焊接接头或整体结构满足技术条件规定使用性能要求。
其中包括力学性能、缺口敏感性和耐蚀性能等。
也就是说标准中所指的母材或填充金属的使用焊接性能是指在所限定的母材或填充金属条件下,焊接接头的使用性能(力学性能、缺口敏感性和耐蚀性能等)是否满足设计要求。
如果按照所拟定的焊接工艺施焊,能得到优质焊接接头,则该母材或填充金属的使用焊接性能良好。
以上的母材和填充金属的焊接性都可通过制作焊接试件和检验来证实。
材料焊接性基本知识
三、焊接性
• 焊接性,是指金属材料在采 用一定的焊接工艺包括焊接 方法、焊接材料、焊接规范 及焊接结构形式等条件下, 获得优良焊接接头的难易程 度。
• 焊接性能包括两方面的内容:①接合性能:金属 材料在一定焊接工艺条件下,形成焊接缺陷的敏 感性。决定接合性能的因素有:工件材料的物理 性能,如熔点、导热率和膨胀率,工件和焊接材 料在焊接时的化学性能和冶金作用等。当某种材 料在焊接过程中经历物理、化学和冶金作用而形 成没有焊接缺陷的焊接接头时,这种材料就被认 为具有良好的接合性能。②使用性能:某金属材 料在一定的焊接工艺条件下其焊接接头对使用要 求的适应性,也就是焊接接头承受载荷的能力, 如承受静载荷、冲击载荷和疲劳载荷等,以及焊 接接头的抗低温性能、高温性能和抗氧化、抗腐 蚀性能等。
• 工艺性能 • 金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能,主 要有以下四个方面: • (1)切削加工性能:反映用切削工具(例如车削、铣削、刨削、 磨削等)对金属材料进行切削加工的难易程度。 • (2)可锻性:反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度, 例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低(表现为塑性变形抗力的 大小),允许热压力加工的温度范围大小,热胀冷缩特性以及与显微 组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导 热性能等。 • (3)可铸性:反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度,表 现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点,铸件显微组织的 均匀性、致密性,以及冷缩率等。 • (4)可焊性:反映金属材料在局部快速加热,使结合部位迅速 熔化或半熔化(需加压),从而使结合部位牢固地结合在一起而成为 整体的难易程度,表现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、 热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微组织的相关性、 对机械性能的影响等。
常用金属材料的焊接性
当 CE=0.4~0.6%时, 塑性下降,淬硬及冷裂倾向明显, 焊接性较差。
焊前适当预热,焊后缓慢冷却。
当 CE>0.6%时, 塑性较差。 淬硬和冷裂倾向严重, 焊接性很差,
焊前需要高温预热, 焊接时要采取减少焊接应力和防止裂纹的工艺措施, 焊后需要进行适当热处理等。
3、碳钢的焊接性 (1)低碳钢的焊接:C<0.25%, 塑性好,无淬硬倾向,焊接性好,
无需任何工艺措施,适于各种方法。 (2)中碳钢的焊接: C=0.25-0.6%, 淬火钢,焊接性由良好→差。
焊缝及热影响区易产生气孔、裂纹。 工艺措施: ①焊前预热(150~250 ℃ ), 焊后缓冷并去应力回火。 ②焊件开坡口, 且采用细焊条、小电流、多层焊。 ③选用塑、韧性好的低氢型焊条, 提高焊缝塑性,防止裂纹。
(3)高碳钢的焊接: 含碳量高,导热性差,淬硬倾向大, 一般不用于制造焊接结构, 仅对损坏的机件进行焊补。 焊补时也要采取与中碳钢类似的工艺措施,以避免产生裂纹。
4、低合金结构钢的焊接性 普低钢的焊接性与低碳钢类似, 但σb↑→焊接性↓
低强度普低钢:σs<400MPa, CE <0.4%, 焊接性良好, 无需工艺措施。 如:16Mn、9Mn2。
(2)铸铁焊补方法 ①热焊法: 焊前将焊件整体或局部预热至600~700℃并施焊,焊后缓冷。 用于形状复杂,焊后需要机械加工的重要件。 如汽缸体、汽缸盖、机床导轨等。
5、铸铁的焊补 ②冷焊法:焊前不预热或低温预热(400 ℃)的焊补方法。用于易变形件焊补。 冷焊法主要依靠焊条来调整焊缝的化学成分,增强焊缝的石墨化能力, 以防止或减少白口和裂纹的产生:
常用金属材料的焊接性
1、焊接性概念
焊接方法、材料、焊接规范、结 构型式、预热及热处理等。
各种金属材料的焊接难易程度
各种金属材料的焊接难易程度焊接是一种将金属材料通过热加工和冷却等方法连接起来的工艺。
不同的金属材料由于其化学成分、物理性质和结构特点的不同,其焊接难易程度也不尽相同。
下面将主要介绍各种金属材料的焊接难易程度。
1.铜及铜合金的焊接难易程度较高。
由于铜的热导率较高,导致焊接过程中焊接接头温度迅速升高,容易引起过热和氧化。
因此,在焊接铜和铜合金时,需要严格控制焊接参数,如预热温度、焊接电流和焊接速度等,以避免焊接接头出现开裂和氧化等问题。
2.铁及铁合金的焊接难易程度中等。
铁及铁合金的焊接广泛应用于各个领域,如汽车、造船、建筑等。
焊接铁及铁合金主要有氩弧焊、MIG/MAG焊和电焊等方法。
然而,铁及铁合金的焊接也存在着一些难点,如焊接过程中易产生裂纹、气孔和夹渣等缺陷。
因此,在焊接铁及铁合金时,需要选择合适的焊接材料、控制焊接参数,并在焊接表面进行预处理等,以确保焊接质量。
3.铝及铝合金的焊接难易程度相对较高。
铝及铝合金的熔点较低,导致焊接时易熔,焊接接头没有固相组织,容易产生裂纹等问题。
此外,铝及铝合金的氧化膜在高温下难以消除,容易引起气孔、夹渣等缺陷。
因此,在焊接铝及铝合金时,需要选择合适的焊接方法,如氩弧焊、TIG焊等,并加强气体保护、表面清洁等措施,以提高焊接质量。
4.不锈钢的焊接难易程度较高。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性和机械性能,广泛应用于食品、化工等领域。
然而,不锈钢的焊接难度较大,主要是由于其含有较高的铬、镍等合金元素,熔点较高,热传导性能差,焊接时易产生热变形、裂纹等问题。
此外,不锈钢焊接还容易产生气孔、沟渣等缺陷。
因此,在焊接不锈钢时,需要采取适当的预热措施、选择合适的焊接方法,并加强气体保护、控制焊接过程中的热输入等,以提高焊接质量。
5.镁及镁合金的焊接难易程度相对较高。
镁具有低密度、高比强度等优点,广泛应用于航空、汽车等领域。
然而,镁及镁合金的焊接难度较大,主要是由于其易氧化、熔点低,焊接时容易生成更多的热和气体等问题。
17系铝合金性能汇总
17系铝合金性能汇总铝合金是一种常用的金属材料,具有重量轻、强度高、导热性好和可塑性强的优点。
而7系铝合金在铝合金中具有较高的强度和优良的热处理响应性,因此被广泛应用于航空航天、汽车、高铁和建筑等领域。
本文将对7系铝合金的性能进行详细的汇总。
1.强度优势:7系铝合金具有较高的强度,特别是在经过适当的热处理后,其强度可以达到或超过一些常用的铁素体钢。
这种强度优势使得7系铝合金适用于对强度有较高要求的工程领域。
同时,7系铝合金的热处理性能良好,可以通过热处理进一步提高其强度。
2.抗蚀性能:7系铝合金具有良好的抗腐蚀性能,特别是在海水等环境下。
这使得7系铝合金成为航空航天领域中常用的材料,因为船舶和飞机等设备经常接触到腐蚀性介质。
3.可塑性:7系铝合金具有较好的可塑性,能够通过冷加工和热加工等方式进行成型。
这种可塑性使得7系铝合金在汽车领域应用广泛,例如车身板材和车身构件等。
4.焊接性能:7系铝合金具有较好的焊接性能,可以通过常规的气体保护焊、电弧焊和激光焊等方式进行焊接。
而且焊后的接头强度接近母材,具有较高的可靠性。
5.热处理响应性:7系铝合金的热处理响应性优异,可以通过固溶热处理和时效处理等方式改善材料的性能。
这种热处理响应性使得7系铝合金在航空航天领域中得到广泛应用,例如飞机结构件和发动机零件等。
总之,7系铝合金在强度、抗腐蚀性、可塑性、焊接性能和热处理响应性等方面都具有显著的优势,成为航空航天、汽车、高铁和建筑等领域的理想材料。
然而,值得注意的是,在应用过程中需要根据具体情况选择适当的处理方法和工艺,以确保材料具有理想的性能和可靠性。
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金属材料的焊接性能(2014.2.27)摘要:对各种常用金属材料的焊接性能进行研究,通过参考各类焊接丛书及焊接前辈多年的经验总结,对常用金属材料的焊接工艺可行性起指导作用。
关键词:碳当量;焊接性;焊接工艺参数;焊接接头1 前言随着中国特种设备制造业的不断发展,我们在制造产品时所用到的金属材料种类也在不断增加,相应地所必须掌握的各种金属材料的焊接性能也在不断研究和更新中,为了实际产品制造的焊接质量,熟悉金属材料的焊接性能,以制定正确的焊接工艺参数,从而获得优良的焊接接头起到至关重要的指导作用。
2 金属材料的焊接性能2.1 金属材料焊接性的定义及其影响因素2.1.1 金属材料焊接性的定义金属材料的焊接性是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下,获得优良焊接接头的能力。
一种金属,如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头,则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。
工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下,获得优良,无缺陷焊接接头的能力。
它不是金属固有的性质,而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行的评定。
所以金属材料的工艺焊接性与焊接过程密切相关。
使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。
使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技术要求。
通常包括力学性能、抗低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨性能等。
例如我们常用的S30403,S31603不锈钢就具有优良的耐蚀性能,16MnDR,09MnNiDR低温钢也有具备良好的抗低温韧性性能。
从理论上,凡是在熔化状态下相互能形成固熔体或共晶的两种金属或合金,原则上都可以实现焊接,即具有所谓原则焊接性,又叫物理焊接性,然而,这种原则焊接性仅仅为材料实现焊接提供依据,并不等于该材料用任何焊接方法,都能获得满足使用性能要求的优质焊接接头。
同种金属或合金之间是具有原则焊接性的,但是,它们在不同的焊接工艺条件下的焊接性却表现出很大的差异。
因此,金属材料的焊接性不仅与材料本身的固有性能有关,同时也与许多焊接工艺条件有关,在不同的焊接工艺条件下,同一材料具有不同的焊接性。
而且随着新的焊接方法、焊接材料或焊接工艺的开发和完善,一些原来焊接性差的金属材料,也会变成焊接性好的材料。
2.1.2 金属材料焊接性的影响因素焊接性是金属材料的一种工艺性能。
除了受材料本身性质影响外,还受到工艺条件、结构条件和使用条件的影响。
1)材料因素材料包括母材和焊接材料。
在相同的焊接条件下,决定母材焊接性的主要因素是它本身的物理性能和化学组成。
物理性能方面:如金属的熔点、热导率、线膨胀系数、密度、热容量等因素,都对热循环、熔化、结晶、相变等过程产生影响,从而影响焊接性。
不锈钢等热导率低的材料,焊接时温度梯度大,残余应力高,变形大,。
而且由于高温停留时间长,热影响区晶粒长大,对接头性能不利。
奥氏体不锈钢线膨胀系数大、接头的变形和应力较为严重。
化学组成方面,其中影响最大的是碳元素,也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。
钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接,但其影响程度一般都比碳小得多。
钢中含碳量增加,淬硬倾向就增大,塑性则下降,容易产生焊接裂纹。
通常,把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材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,塑性和冲击韧性优良,焊后的焊接接头塑性和冲击韧性也很好。
焊接时不需要预热和焊后热处理,焊接过程容易控制,因此具有良好的焊接性。
此外,钢材的冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态等,在不同程度上都对焊接性发生影响。
通过精炼提纯或细化晶粒和控轧工艺等手段,来改善钢材的焊接性。
焊接材料直接参与焊接过程一系列化学冶金反应,决定着焊缝金属的成分、组织、性能及缺陷的形成。
如果选择焊接材料不当,与母材不匹配,不仅不能获得满足使用要求的接头,还会引进裂纹等缺陷的产生和组织性能的变化。
因此,正确选用焊接材料是保证获得优质焊接接头的重要因素。
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、后热及焊后热处理等[1]。
焊接方法对焊接性影响很大,主要表现在热源特性和保护条件两个方面。
不同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差别。
金属在不同热源下焊接,将显示出不同的焊接性能。
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,高温停留时间长,使得热影响区晶粒粗大,冲击韧性显著降低,必须经正火处理才能改善。
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。
高温停留时间短,热影响区很窄,没有晶粒长大的危险。
调整焊接工艺参数,采取预热、后热、多层焊和控制层间温度等其它工艺措施,可以调节和控制焊接热循环,从而可改变金属的焊接性。
如采取焊前预热或焊后热处理等措施,则完全可能获得没有裂纹缺陷,满足使用性能要求的焊接接头。
3)结构因素主要是指焊接结构和焊接接头的设计形式,如结构形状、尺寸、厚度、接头坡口形式、焊缝布置及其截面形状等因素对焊接性的影响。
其影响主要表现在热的传递和力的状态方面。
不同板厚、不同接头形式或坡口形状其传热速度方向和传热速度不一样,从而对熔池结晶方向和晶粒成长发生影响。
结构的开关、板厚和焊缝的布置等,决定接头的刚度和拘束度,对接头的应力状态产生影响。
不良的结晶形态,严重的应力集中和过大的焊接应力等是形成焊接裂纹的基本条件。
设计中减少接头的刚度、减少交叉焊缝,减少造成应力集中的各种因素,都是改善焊接性的重要措施。
4)使用条件是指焊接结构服役期间的工作温度、负载条件和工作介质等。
这些工作环境和运行条件要求焊接结构具有相应的使用性能。
如在低温工作的焊接结构,必须具备抗脆性断裂性能;在高温工作的结构要具有抗蠕变性能;在交变载荷下工作的结构具有良好的抗疲劳;在酸、碱或盐类介质工作的焊接容器应具有高的耐蚀性能等等。
总之,使用条件越苛刻,对焊接接头的质量要求就越高,材料的焊接性就越不容易保证。
3金属材料焊接性的鉴别评定指标焊接过程中,产品经过焊接热过程、冶金反应,以及焊接应力和变形的作用,因而带来化学成分、金相组织、尺寸和形状的变化,使焊接接头的性能往往不同于母材,有时甚至不能满足使用要求。
对于许多活性金属或难熔金属,宜采用特殊焊接方法,如电子束焊或激光焊,以便获得优质接头。
材料制成优良焊接接头所需的设备条件越少、难度越小,则此材料的焊接性越好;反之,需要复杂而昂贵的焊接方法、特殊的焊接材料和工艺措施,则说明这种材料的焊接性不佳。
制造产品时,必须首先评定所用材料的焊接性,以判断所选用的结构材料、焊接材料和焊接方法等是否适当。
评定材料焊接性的方法很多,每种方法只能说明焊接性的某一方面,因此需要进行试验后才能全面确定焊接性。
试验方法可分为模拟型和实验型。
前者模拟焊接加热和冷却特点;后者则按实际施焊条件进行试验。
试验内容主要是检测母材和焊缝金属的化学成分、金相组织、机械性能、有无焊接缺陷,测定焊接接头的低温性能、高温性能、抗腐蚀性能和抗裂纹能力等。
4 金属材料焊接性的估算检测方法4.1工艺焊接性的间接评定法:由于碳的影响最为明显,其他元素的影响可折合成碳的影响,所以我们用碳当量来评定焊接性的优良。
4.1.1碳钢及低合金结构钢的碳当量计算公式:w=w(C)+1/6[w(Mn)]+ 1/5[w(Cr)+w(Mo)+w(V)]+1/15[w(Ni)+w(Cu)]*100% 当w<0.4%时,金属材料的焊接性良好,不需要预热。
当w=0.4%~0.6%时,焊接性相对较差,需要预热。
当w>0.4%~0.6%时,焊接性很差,必须预热到较高温度。
计算结果得到的碳当量数值越大,则被焊钢材的淬硬倾向越大,热影响区容易产生冷裂纹,所以当w>0.5%时,钢材容易淬硬,焊接时必须预热才能防止裂纹,随板厚和w 的增高加,预热温度也应相应增高。
4.2工艺焊接性的直接评定法:焊接裂纹试验方法,在焊接接头中产生的裂纹可以分为,热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、应力腐蚀、层状撕裂等。
由于各种裂纹形成的机理和扩散规律不同,所以要分别进行焊接裂纹试验方法。
4.2.1T形接头焊接裂纹试验法,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。
4.2.2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,调整坡口间隙大小对产生裂纹的影响很大,随着间隙的增加,裂纹敏感性越大。
4.2.3 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,试件四周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,先检查焊缝表面,然后在切去试样磨片,检查有无裂纹,一般以裂与不裂为评定标准,每种条件焊两块试件。
遵从金属材料焊接性的检测方法,进行焊接性试验,,以确保获得优良的焊接质量以及满足使用要求的焊接结构产品。
5 常用金属材料的焊接特点分析5.1 碳钢的焊接5.1.1 低碳钢的焊接低碳钢含碳量低,锰、硅含量少,在通常情况下不会因焊接而引起严重组织硬化或出现淬火组织。
这种钢的塑性和冲击韧性优良,其焊接接头的塑性、韧性也极其良好。
焊接时一般不需预热和后热,不需采取特殊的工艺措施,即可获得质量满意的焊接接头,故低碳钢钢具有优良的焊接性能,是所有钢材中焊接性能最好的钢种。
5.1.2 中碳钢的焊接中碳钢含碳量较高,其焊接性比低碳钢差。
当W(C)接近下限(0.25%)时焊接性良好,随着含碳量增加,其淬硬倾向随之增大,在热影响区容易产生低塑性的马氏体组织。
当焊件刚性较大或焊接材料、工艺参数选择不当时,容易产生冷裂纹。
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、容易生产热裂纹。
此外,碳含量高时,气孔敏感性也增大。
5.1.3 高碳钢的焊接W(C)大于0.6%的高碳钢淬硬性高、很容易产生硬又脆的高碳马氏体。
在焊缝和热影响区中容易产生裂纹,难以焊接。
故一般都不用这类钢制造焊接结构,而用于制造高硬度或耐磨的部件或零件,对它们的焊接多数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,焊后再重新进行热处理。
5.2 低合金高强度钢的焊接低合金高强钢的含碳量一般不超过0.20%,合金元素总量一般不超过5%。
正是由于低合金高强钢含有一定量的合金元素,使其焊接性能与碳钢有一定差别,其焊接特点表现在:1、焊接接头的焊接裂纹(1)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,在刚性较大或拘束应力高的情况下,若焊接工艺不当,很容易产生冷裂纹。