浅析异种金属材料物理性质对焊接的影响

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关于异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨

关于异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨

216管理及其他M anagement and other关于异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨邵 慧(锦西工业学校,辽宁 葫芦岛 125000)摘 要:异种金属焊接的主要目的是在单位金属中能够挖掘出更大的效能,转变金属原本的内部结构,将金属二次加工,适当取代一些贵重金属材料的使用,能够有效降低工程原材料的成本消耗。

当下市场中常见的异种金属加工有铝以及铝合金金属焊接加工工艺,在加工工作中能够获得二者相结合的最大化经济效益。

异种金属焊接是生产制造业中常见的环节之一,但是,我国零部件生产市场中的产品数量较多,产品种类丰富,加工范畴十分广泛,针对这一市场环境,需要企业和相关技术人员全方位了解焊接工艺在零部件加工工作中的实施效果,选择最佳性价比的生产加工方式。

在本文的论述中简明、生动的探究异种金属焊接的特点、生产加工中常见的问题、具有代表性的加工工艺等等,力求能够为相关企业提供可行性工作方案。

关键词:异种;金属;焊接;问题;工艺中图分类号:U466 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2021)14-0216-2收稿日期:2021-07作者简介:邵慧,女,生于1982年,辽宁朝阳人,汉族,本科,中级讲师,研究方向:焊接。

目前,我国金属焊接、加工工作并不是一帆风顺的,其中蕴含着大量的问题需要解决,一部分焊接事故甚至造成了工作人员的生命、财产损失,需要工程师、技术人员、科学家对金属焊接工作进行全方位研究,得出更加安全、高效的焊接方式,保证产品既能够满足工程建设的需求,还能够确保生产加工工作中的安全性和稳定性,给予企业丰厚的经济效益。

因此,在开展金属焊接工作中,技术人员需要不断提升自身的工作能力、设备操作技术、安全意识等,力求能够提升异种金属的焊接质量。

1 异种金属焊接的基本特征异种金属焊接在我国已经具备相当长的发展历史,且焊接之后的金属已经广泛应用于各个领域,其中最为常见的一种便是钢与铝合金,钢是当下工程建设、加制造行业中广泛使用的金属材料之一,而铝合金的单位重量较低,具有极强的可塑性,耐腐蚀效果理想。

异种金属的焊接 雷

异种金属的焊接 雷

(3)不同奥氏体钢的焊接
各种奥氏体钢无论如何组合,几乎都可以用各种 焊接方法进行焊接。因为具有单相奥氏体组织的钢在 任何温度下不会发生相变,而且这种组织具有良好的 塑性和韧性。
目前仍以焊条电弧焊焊接不同奥氏体钢组合的为多, 除了焊条电弧焊适应性强外,奥氏体钢焊条的品种多, 能满足不同组合的需要。它们主要是奥氏体的耐酸、 耐热和热强钢之间组合的焊接。
2 金属塑料;
3 金属-金属间化合物.
异种金属的焊接性

(1)物理性能差异带来的焊接问题
1)熔点
熔焊时,两种母材都须熔化,若两者熔化温度接近 (相差100℃以内),通常的焊接方法和工艺都能顺利进 行。两者熔化温度相差很大时,就会因它们熔化不同 步,低熔点金属过早熔化而发生流淌或者与高熔点金 属产生未熔合。此外,熔点高的金属凝固和收缩时, 会使出处于部分凝固和薄弱状态的低熔点金属产生应 力,导致裂纹。
黑色白色金属焊接
指非合金钢或低合金钢与不锈钢之间的 连接。 珠光体钢、铁索体和铁素体—马氏体钢 以及奥氏体钢; 奥氏体—铁素体钢与奥氏体钢。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ (1)不同珠光体钢的焊接
碳(或碳当量)是决定珠光体钢在焊接时淬 火倾向的主要因素,一般按异种钢中碳(或碳 当量)最小的钢来选择焊接材料。 对于与高温工作的铬钼耐热钢焊接时,为 了保证接头的热强性,则选用耐热的焊接材料。 焊前是否预热,视异种钢中碳(或碳当量)最高 的钢及厚度来决定。
(2)焊接材料
对填充金属的要求: 1)能够承受母材的稀释而不产生裂纹、气孔、夹 杂物以及有害的金属间化合物; 2)形成的焊缝金属其组织和性能保持稳定。在使用 条件下不会产生元素的迁移,脆性相析出等不良现 象; 3)具有与母村相适应的物理性能。如线膨胀系数介 于两母材之间;热导率和电导率尽可能相近等;

浅议汽车钢铝异种金属焊接技术

浅议汽车钢铝异种金属焊接技术

浅议汽车钢铝异种金属焊接技术铝合金具有密度小,比刚度和比强度高,导热、导电性能好,抗腐蚀破坏能力优异及良好的加工性能等一系列优点,被广泛用到航空航天、交通工具等领域。

汽车工业中大多采用铝合金代替钢材的方法来减轻车身重量,钢、铝异种金属的连接逐渐增多,因此,钢、铝异种金属间的焊接成为轻量化汽车制造过程中的重要工艺之一。

然而,钢和铝两种金属材料在物理和化学性能方面存在着巨大的差异,并且钢与铝的固溶度非常低,钢与铝在焊接过程中容易形成大量的脆性金属间化合物,焊接时容易出现裂纹、未熔合等,会导致接头力学性能大大降低。

因此,钢、铝异种金属焊接非常困难,是一大技术难点,加强钢与铝异种金属焊接技术的研究,对于推动钢与铝异种金属的连接及应用具有重要的意义。

一、铝和钢异种金属的焊接性分析当要焊接的两种金属的物理、化学性能相差较大,且互溶性很低时,极容易产生大量脆硬性金属间化合物,从而严重降低异种金属焊接接头的力学性能。

脆性金属间化合物对异种金属焊接接头力学性能的影响程度与其成分、形貌特征及分布状态有关。

当金属间化合物属于高脆硬相,且以针状或层片状出现在界面处时,会割裂基体,严重增大焊接接头的脆性断裂倾向,导致接头的力学性能恶化;当金属间化合物脆硬性较低,同时呈现细小颗粒状弥散分布在焊接接头时,此时它对接头力学性能的恶化作用有所减弱。

当两种金属材料之间的物理化学性能接近,而且同时能够形成间隙式连续固溶体或者具有较高的互溶性,即异种金属间具有“冶金学上的相容性”时,可以实现异种金属材料之间的有效连接。

铝和钢异种金属的主要热物理性能相差很大,性能上的差异往往会导致铝、钢焊接性较差,主要表现在以下几个方面:1.由于铝和钢的熔点相差800~1000K,两者的溶点差异性明显,当低熔点的铝及铝合金已经完全熔化时,钢还保持着固体加热状态,两者不会形成冶金结合,而是铝液漂浮在钢材表面,这就使得两者很难发生熔合现象;两者密度相差也比较大,当钢完全熔化时,铝液漂浮在钢表面上,使冷却结晶后焊缝成分非常不均匀,严重地降低了焊接接头的质量。

异种金属在施工过程中焊接分析

异种金属在施工过程中焊接分析
2异种钢焊接特点
(1)焊缝金属会被珠光体母材稀释,易产生马氏体组织,恶化接头质量。
(2)奥氏体焊缝金属紧邻熔合线处存在一个窄的低塑性带,宽度一般为0.2~0.6mm,其化学成分和组织不同于焊缝的其它部分,通常称为熔合区脆性交界层,会降低冲击韧性。
(3)焊接接头在焊后热处理或在高温条件下工作时,焊缝的熔合线附近会出现碳的扩散迁移现象,即在熔合线的珠光体一侧产生脱碳层,而在相邻的铬镍奥氏体焊缝中产生增碳层,使接头变脆,会降低接头的高温持久强度和耐蚀性。
[4]雷振,秦国梁,林尚扬,等.铝与钢异种金属焊接的研究与发展概况[J].焊接,2014,(3).
关键词:耐热钢与奥氏体不锈钢;异种钢;焊接;工艺
1?奥氏体不锈钢的焊接特点
(1)具有良好的耐蚀性,较好的塑性和高温性能,焊接性优良。
(2)焊接奥氏体钢时主要是其枝晶方向性强,线膨胀系数大,焊缝冷却时收缩应力大,容易出现热裂纹,并且变形倾向大。
(3)当焊缝及热影响区在450~850℃范围保持一定时间后,可能在晶间会析出铬的碳化物,发生晶间腐蚀倾向。
(4性相差愈大.焊接电弧愈不稳定,焊缝成形愈容易变坏。例如用电子束焊接铜与镍时,电子束发生横向波动.这种横向波动是由镍的残余磁性和外部磁效应引起的。
7结束语
在化工装置的检修过程中,由于异种钢接头工作条件的特殊性,决定了异种钢焊接的复杂性,合理选用焊接材料、焊接方法和焊接工艺才能够保证焊接质量,才能够保证化工装置的安稳运行。
(4)由于存在线膨胀系数的差别(奥氏体钢的线膨度升高而降低。胀系数比珠光体钢大30%~50%),会在焊后的冷却、热处理和使用过程中产生热应力。
3焊接工艺条件与冶金反应的关系
焊接冶金过程与焊接工艺条件有着密切的关系。影响焊缝金属成分的主要因素有2个,一是焊接材料(焊丝、焊剂、焊条),它们不仅影响冶金全过程的发展而且决定了焊缝金属的合金系统,所以调整焊接材料是控制焊缝金属成分的主要手段。二是焊接工艺规范,它在一定程度上影响冶金过程的发展,所以调整焊接工艺规范是控制焊缝金属成分的辅助手段。在选择焊接材料和焊接工艺时,不仅要考虑焊缝金属的成分和性能,同时也要考虑过渡层的成分和性能。焊缝金属与母材金属化学成分差别愈大愈不容易充分混合,则过渡层愈明显;熔合比或稀释率愈高时,过渡层也愈明显;熔合区金属液态存在的时间愈长或液体金属流动性愈好,则愈易于混合均匀,过渡层也有所减小。因此,可以通过增大焊接电流、延长熔池的高温停留时间、加强熔池的搅拌等工艺措施对过渡层进行适当控制。

浅谈异种金属的焊接

浅谈异种金属的焊接

浅谈异种金属的焊接随着人们对于金属材料需求的不断推进,金属材料的种类也变得多种多样,除了常见的铁、铝、铜等金属之外,异种金属的出现也逐渐增多,比如说钛合金、镍基合金、钨合金等。

然而,由于异种金属在性质上有着明显的差异,对于金属的连接也提出了挑战。

本文将就异种金属焊接这一话题进行讨论,让大家更好地了解异种金属的焊接技术以及影响焊接质量的参数。

一、异种金属焊接的难点一般情况下,在焊接过程中,想要较好地实现异种金属的连接,需要快速冷却过程中所产生的热应力精确掌握。

然而,异种金属的导热系数不同,这就导致了焊接中的材料温度差异过大,使得焊接材料在快速冷却的过程中产生了内应力,从而使焊接后的材料产生了部分或者全部的塑性损失。

此外,由于采用的焊接材料和基材不同,若没有采取合适的操作方法,则会出现焊缝溢铜、堆积、熔池不稳定等缺陷,从而导致焊接质量不达标。

二、异种金属焊接的方法1.钎焊法钎焊法是一种常用的异种金属焊接方法。

钎焊是通过钎料与金属接触,由于钎料的熔点较低,因此采用加热方法使钎料熔化,并在加热的同时,使得钎料与基材间有一定的接触。

在钎焊的过程中,钎料中液相沿着毛细作用向着焊缝两侧扩散,从而实现了金属的连接。

由于钎焊有着低热输入、宽焊缝等优点,因此也被广泛应用于异种金属的连接。

2.电弧焊法电弧焊法是一种通过电弧来完成金属连接的方法。

这种焊接方法通常适用于连接相对较厚的金属板材。

在焊接时,通过高压交流电形成一定的电弧,在钨极上集中高温点,然后将其焊接材料加热熔化,并实现异种金属的连接。

这种方法的优点是可焊接厚度大、连接牢固,而缺点则是加热温度高、变形容易,需要一定的技术经验和操作技巧才能操作。

3.激光焊法激光焊法是一种高能、高质量的焊接方法。

它通过聚焦激光束,实现异种金属的加热和熔化,从而完成焊接过程。

相比于其他一些焊接方法,激光焊法有着加热温度高、作业速度快、精度高的优点,因此在异种金属的焊接中,也有着广泛的应用。

异种金属的焊接性问题阐述

异种金属的焊接性问题阐述

异种金属的焊接性问题阐述一、绪论目前对于异种金属合成的发展,铝和钢的焊接也成为机械制造业中的重点与难点,由于不同金属性能的差别,导致异种金属的焊接具有较大的难度性。

钢和铝的连接方式有粘接与机械连接两种,粘接的使用比较局限,不适用于超强度的焊接要求,适合对接头强度要求低的焊接过程;而机械焊接能实现较高的接头焊接强度,但是不能保证良好的气密性,而且机械连接一般会留下连接痕迹[1],对于要求精密的金属部件,这种方法显然不适合。

为了实现异种金属的合成,达到最佳的金属性能,降低金属制造成本,近年来,广大研究人员正在对异种金属焊接技术进行研究与探索,本文就异种金属焊接技术的相关方法与问题进行了论述。

二、铝钢异种金属的焊接性在各种加工制造行业中,铝合金的质量轻、耐腐蚀性强、延展性较高[2],成为目前广泛应用的一种轻金属,而钢是机械加工行业中使用最普通的金属,在工业建设中扮演着重要的角色。

近年来,以铝、铝合金为基本材料的金属构件使用越来越普遍,并得到了人们的关注。

铝与钢的金属的物理与化学性能上有较大的差异,导致铝与钢焊接过程难以实现,主要的差异体现在以下几点:(1)熔点不同;钢的熔点比铝的熔点高,在两者进行焊接的过程中,由于温度的变化当铝完全熔化成液体的状态时,钢仍处于固态的形式;两者的密度也相差很大,如果实现了铝与钢的同时融化,这时候由于液态的铝水比钢水的密度小,会浮在钢水上,在对金属进行冷却、定型时,就导致两种金属融合的不均匀,从而降低金属接头的性能。

(2)夹渣现象容易发生;夹渣现象指的是铝及合金在焊接的过程,在母材上形成氧化膜,这种氧化膜很难融化,从而阻碍了两种金属的融合;通常在熔池表面也会产生氧化膜,并随着温度的升高变得越来越厚。

氧化膜会严重影响到液态金属的融合,最终导致金属焊缝中出现夹渣的现象[3]。

(3)铝钢焊接接头变形问题;由于铝与钢的密度、热导率相差较大,两者的线膨胀系数也差距很大,在铝和钢的焊接过程中会造成焊接接头的变形,严重时会造成焊接金属裂纹的产生。

2024年浅谈异种金属的焊接

2024年浅谈异种金属的焊接

2024年浅谈异种金属的焊接一、异种金属定义异种金属,顾名思义,指的是在化学成分、物理性能以及机械性能等方面存在显著差异的两种或多种金属。

在实际应用中,由于不同金属具有各自独特的优点,异种金属的连接需求应运而生。

这种连接不仅要求保持原有的金属特性,还需要确保连接处的强度和密封性,因此,异种金属的焊接成为一项重要技术。

二、焊接性评估在进行异种金属焊接之前,首先需要对两种金属的焊接性进行评估。

这包括对金属的化学成分、物理性能、机械性能以及热处理性能的全面分析。

通过对比两种金属在这些方面的差异,可以预测焊接过程中可能遇到的问题,并据此选择合适的焊接方法和材料。

三、焊接方法选择异种金属焊接的方法选择需要考虑多种因素,如金属的种类、厚度、结构形式以及焊接要求等。

常见的焊接方法包括电弧焊、激光焊、等离子焊等。

在选择焊接方法时,需要确保焊接过程中的热量输入、熔池形成和冷却速度等参数能够满足异种金属焊接的要求,以获得高质量的焊接接头。

四、焊接材料选用焊接材料的选择对于异种金属焊接的成功至关重要。

在选择焊接材料时,需要考虑母材的化学成分、力学性能以及焊接工艺要求。

通常情况下,焊接材料的成分应介于两种母材之间,以确保焊接接头在性能上能够与母材相协调。

此外,焊接材料的熔点和热膨胀系数等特性也需要与母材相匹配,以避免产生焊接缺陷。

五、焊接工艺参数焊接工艺参数的选择直接影响到焊接接头的质量和性能。

在异种金属焊接中,需要特别关注焊接电流、电压、焊接速度、预热温度等参数的设置。

这些参数的选择需要综合考虑金属的种类、厚度、热导率以及热膨胀系数等因素。

通过合理的工艺参数设置,可以获得良好的焊缝成形和焊接接头性能。

六、焊接接头设计焊接接头的设计对于异种金属焊接同样重要。

在接头设计时,需要充分考虑应力分布、热传递以及变形等因素。

合理的接头设计可以减少焊接过程中的应力集中和变形,提高焊接接头的强度和密封性。

同时,还需要考虑接头的可维修性和可检查性,以便在必要时进行修复或更换。

51异种金属焊接特点新

51异种金属焊接特点新
所以,异种钢焊接接头的性能,完全取决于焊缝金属的化学成 分和组织结构。
异种金属焊接特点
异种钢接头的焊缝由母材和填充金属组成,由于母材的熔入而 使焊缝稀释,其稀释的程度由母材熔入焊缝的百分比决定。
在合金元素烧损忽略不计的情况下,如果只知道焊缝的化学成 分,便可以用舍夫勒组织图来推算焊缝金属的金相组织。
钢与有色金属的焊接

异种金属的组合
按 接 头 形 式 分 类
异种金属焊接特点
一、异种金属材料焊接接头的特点
1.化学成分的不均匀性 异种金属焊接时,由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有明显 的差别。随着焊缝形状、母材厚度、焊条药皮或焊剂、保护气体种 类的不同,焊接熔池的行为也不一样。因而,母材的熔化量也将随 之而不同。熔敷金属与母材熔化区的化学成分由于相互稀释也将发 生变化。由此可见,异种金属焊接接头各区域化学成分的不均匀程 度,不仅取决于母材和填充材料各自的原始成分,同时也随焊接工 艺而变化。例如异种金属施焊时所用的焊接电流要尽量小,熔深要 浅则受稀释的影响就小。
异种金属焊接特点
E308-15、E309-15型焊条的熔敷金属是完全奥氏体组织。其焊 缝组织应处在该钢与焊条图中两点额连线上,并取决于焊接时的稀 释率。
E308-15焊条,焊缝金属的稀释率<18%时,为A+F;18%-48% 时为A+M;>48%全部为M。几乎不选用。
异种金属焊接特点
E309-15型焊条,焊缝金属稀释率<20%,焊缝组织为A+F;20%60%时为A+M;>60%全部为M。故稀释率<36%。
异种金属焊接特点
2.组织的不均匀性 由于焊接热循环的作用,焊接接头各区域的组织也不同,而
且,往往在局部的地方出现相当复杂的组织结构。根据舍夫勒 组织图和稀释率可以确定异种金属焊接接头中焊缝区的组织结 构。组织的不均匀性,决定于母材和填充材料的化学成分,同 时也与焊接方法、焊道层次、焊接工艺以及焊后热处理过程有 关,若能在工艺上适当调整,可以是焊接接头的组织不均匀程 度得到一定改善。

小议异种金属材料物理性质对焊接的影响

小议异种金属材料物理性质对焊接的影响

小议异种金属材料物理性质对焊接的影响异种金属材料焊接指的是两种或者多种金属材料进行的焊接工作,最为常见的是铜和铝的焊接。

除了金属的物理性质不同,对同种金属材料而言,同种材料的不同种性质的存在,比如钢材料的Q235和16Mn焊接,物理性质的不同使得同种金属在焊接时也要采用不同的焊接技术,只有这样才会保障焊接的质量。

1 金属的物理性质不同对焊接的影响1.1 金属的熔点在两种金属焊接的过程中,要将两种金属融化。

假如这两种金属的熔点相差较小,都在100℃之内的话,焊接就非常容易;但是如果金属的熔点相差很大,比如一种金属的熔点在100℃之内,另一种金属的熔点在100℃以上或是两种金属熔点温度差在100℃以上,在焊接的时候就会出现这样的情况:熔点温度低的金属在加热的过程中熔化成液体,而熔点高的金属由于没有达到熔点就没有熔合;熔点高的金属在焊接过程中会出现凝固收缩情况,对部分凝固的金属形成压力,导致在焊接的过程中出现裂缝。

1.2 热导率和比热容的差异不同种金属的热导率和比热容存在着差异,当两种金属的热导率和比热容差异比较大的时候,会出现热输入不平衡的情况。

在焊接的过程中金属熔化的不均匀,导致焊接的缝隙出现变化,两侧金属的结晶情况也会发生转变。

比如热导率比较高的金属在焊接的过程中容易受到热的影响,在冷却的过程中也会迅速发生冷却出现淬硬现象,而热导率较低的金属在焊接的过程中会出现过热的情况。

1.3 线膨胀系数线膨胀系数不同的两种金属在焊接的过程中,会由于收缩时间和冷却的时间不一致出现很大的焊接应力,容易出现焊接裂缝。

两种金属的线膨胀系数相差越大,焊接难度就越大,在焊接加热的过程中会出现很大的热应力,在焊接中容易出现焊接裂缝,甚至是导致焊接接头与焊接母体脱离。

1.4 磁场作用不同磁场不同导致的焊接问题主要是由于磁性不同的金属焊接,这与焊接方法也有着一定的关系。

比如采用电子束焊接或是直流电弧的焊接方法时,由于磁场不同使得电子束偏离轴线或者电弧偏吹的情况,电流出现偏离,这样就会导致焊接的金属熔化量很大,造成金属熔化过度或是金属底部缺少磁性不能熔合而产生焊接缝隙等。

异种金属材料物理性质对焊接的影响刘晓琴

异种金属材料物理性质对焊接的影响刘晓琴

异种金属材料物理性质对焊接的影响刘晓琴发布时间:2021-08-12T07:36:13.390Z 来源:《中国科技人才》2021年第12期作者:刘晓琴王大臣姜娜[导读] 异种金属复合材料由于其物理性质异种,对整个焊接过程的影响程度也异种。

根据具体项目的要求,异种金属焊接的组成是多种多样的,并根据焊接材料的异种进行分类。

有异种钢焊接,异种稀有金属焊接和钢焊接。

用稀有金属进行焊接。

由于异种金鞋的原料物理性质异种,对焊接的影响程度也异种,因此,本文主要对异种金属材料物理性质对焊接的影响进行了重要讨论。

刘晓琴王大臣姜娜中车长春轨道客车股份有限公司长春市 130062摘要:异种金属复合材料由于其物理性质异种,对整个焊接过程的影响程度也异种。

根据具体项目的要求,异种金属焊接的组成是多种多样的,并根据焊接材料的异种进行分类。

有异种钢焊接,异种稀有金属焊接和钢焊接。

用稀有金属进行焊接。

由于异种金鞋的原料物理性质异种,对焊接的影响程度也异种,因此,本文主要对异种金属材料物理性质对焊接的影响进行了重要讨论。

关键词:异种金属;物理性质;焊接引言:简而言之,“异种”金属材料的焊接是指两种或两种以上具有异种物理原料的金属材料的焊接。

通常,例如,焊接铜和铝。

另外,还指相同金属材料和异种材料的焊接,例如同一钢原料的Q235和16Mn的焊接。

由于物理性质的差异,异种金属鞋的焊接应采用异种焊接工艺。

只有这样,才能确保金属焊接的质量。

1金属物理性质的差异对焊接的影响1.1熔点问题在焊接的情况下,两种金属材料都必须熔化。

如果两个金属的熔点相距不太远(<100°),则可以轻松进行焊接。

但是,如果两种金属材料的物理熔点相差很大(> 100°),则很可能导致以下情况-熔点温度较低的金属复合材料是由于加热的整个过程而熔化的过早地进入液体中,并且金的相对较高的熔点没有被焊接,因为它没有达到熔点。

此外,当高熔点金属材料聚集并在焊接中冷凝时,在某些冷凝和不充分的条件下,它将对低熔点金属材料产生相应的工作压力,从而导致焊接缝隙。

异种钢焊接性能分析与研究

异种钢焊接性能分析与研究

异种钢焊接性能分析与研究奥氏体型不锈钢与低合金钢有很大的差异,不论从化学成分上来说还是物理性能方面,区别都很大。

对于中厚板的异种钢的焊接很难得到一个满意的焊接接头,主要是因为中厚板的异种钢焊接约束力太大,冷冽倾向也很大,所以很难令焊接效果尽如人意。

要想获得一个比较满意的焊接接头,就必须对两种钢的不同特性进行一定的分析,对焊接接头可能出现的问题进行一次比对解析,最后才能够确定适合的焊接工艺。

1 异种钢焊接主要存在的问题1.1 熔点的差异如果相焊的两种金属熔点相差很大,接头性能难以得到保证,16MnR熔点1430℃,00Cr19Ni10熔点1398℃~1420℃,两种金属熔点相差不是很大,一般能获得一个满意的焊接接头。

温度是焊接的一个重要因素,控制好焊接时的温度,能够有助于焊接的效果,对于不同的金属进行焊接,温度是不相同,这也是长期工作以来的一种积累,对工作多多总结有助于提升焊接技术。

1.2 线膨胀系数差异金属受热的涨幅程度,金属本身的延展性,金属的熔点,都是在焊接过程中必须注意、考虑的要素,金属的这些特点在焊接过程中尤为重要,如果对金属的特性认知不够清楚,很容易出现焊接裂纹。

由于低合金钢与奥氏体型不锈钢两种金属线膨胀系数相差很大,产生的应力容易使焊缝热影响区产生裂纹。

1.3 热导率的差异热导率是金属本身的特性,不相同的金属热导率一般不会相同,这就导致了焊接上的一个难点。

通常解决这种问题的方法,一般采用的都是提前预热,将导热较低的金属先进行一个提前预热已达到两种金属同时融化,这样有助于金属的焊接。

但是,这要求操作者必须对各种金属的导热率极为熟悉。

一般低合金钢的热导率为0.288~0.504W/cm·℃,不锈钢的热导率为0.168~0.336W/cm·℃,低合金钢随温度的增加,热导率是下降的,不锈钢随温度的增加,热导率是上升的,所以热导率的不同可使被焊材料熔化不同步,导致金属之间结合不良。

异种钢焊接不利的原因

异种钢焊接不利的原因

异种钢焊接不利的原因一、异种钢的特点异种钢是指由不同种类的钢材组成的焊接材料。

它们可能具有不同的化学成分、冶金结构和力学性能,这使得对它们进行焊接时面临着一些困难。

异种钢焊接不利的原因有很多,我们需要从化学成分、冶金结构、力学性能等多个方面来进行探讨。

二、化学成分的差异异种钢的不同种类之间,其化学成分往往存在较大的差异。

这种差异主要体现在元素含量和含氧量上。

由于异种钢的化学成分不同,焊接时产生的熔池和焊缝中的元素分布也不同,这将导致焊缝的化学成分与母材存在差异。

三、冶金结构的差异异种钢的冶金结构也可能存在差异。

冶金结构是指由晶粒、晶界和相组成的材料的组织结构。

不同种类的钢材往往具有不同的晶粒大小、晶界分布和相组成,这使得焊接时冶金结构的调控变得更加复杂。

四、热影响区的形成焊接过程中,热源会导致焊接区域的温度升高,从而影响焊缝附近的材料组织。

特别是在异种钢焊接中,焊缝周围的材料往往被加热到接近或超过其临界温度,使得原有的冶金结构发生相变、晶粒长大和晶界迁移等现象。

五、应力的积累和释放异种钢焊接时,由于差异化的冶金结构和化学成分,焊缝及其周边区域会产生应力集中的现象。

焊接过程中,熔池会产生热应力和冷却应力,而焊缝周围的材料也会受到局部的热应力、塑性应力和残余应力的影响。

这些应力的积累和释放可能会导致焊接接头的变形、开裂和疲劳失效等问题。

六、焊接参数的选择焊接参数的选择对异种钢焊接的结果有着重要影响。

不同种类的钢材具有不同的熔化温度、热导率和热膨胀系数,因此,在选择焊接参数时需要考虑到其熔化行为、热传导性能和热应力的影响。

合理选择焊接参数可以减少焊接过程中的不利因素,并提高焊接接头的质量。

七、异种钢焊接的控制策略为了克服异种钢焊接的不利因素,我们可以采取一系列的控制策略。

1. 优化焊接材料的选择选择合适的焊接材料可以减少焊接过程中的不利因素。

合金元素的添加可以改善焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能,并提高焊接接头的可靠性。

对异种金属焊接产生影响的主要因素

对异种金属焊接产生影响的主要因素

信息化建设39产 城对异种金属焊接产生影响的主要因素肖凯辽宁力康职业卫生与安全技术咨询服务有限公司,辽宁沈阳110180摘要:在焊接工艺当中,异种金属焊接在其中占据着非常重要的地位,在通常情况下会由于异种金属的物理性质和化学性质的不同而导致对焊接工作造成不同程度的影响。

通过调查发现,异种金属焊接的组合是非常多的,根据焊接材料来分类可分为三种,这三种分别是有异种钢焊接、异种有色金属焊接、钢与有色金属焊接,无论是哪种类型的焊接,在实际的焊接过程当中都会受到很多因素的影响,从而导致焊接工作无法正常进行,这就焊接工作人员要对异种金属焊接影响因素予以足够的重视,并且根据实际来采取有效措施进行解决。

关键词:异种金属;焊接;主要因素;影响在现代工业不断发展的情形下,异种金属焊接在各种领域当中都会使用到,异种金属简单的来说就是将两种或两种以上的不同物理性质金属进行焊接,在另一方面也可以指同种金属不同材质之间的焊接,为了能够进一步提高焊接质量和效率,焊接工作人员要及时的发现对异种金属焊接产生影响的因素进行充分分析,这样才能够对焊接工艺进行不断的改进和完善。

一、异种金属的焊接性金属材料在进行焊接加工过程中会有一定的适应能力,在焊接工作完成之后可以保证安全的运行这就是焊接性,在某种程度上来说焊接性就是在特定的焊接工艺条件下,金属材料是否获得优质焊接接头的能力。

不过,异种金属的焊接性只有在规定的焊接条件下才可以实现,影响异种金属形成优质焊接接头的主要因素为焊接金属物理性质、化学性质、工艺措施等,不同的金属有着不同的物理性质和化学性质,这些金属之间的差异也是不一样的,这样也会对异种金属的焊接性造成很大程度的影响。

二、对异种金属焊接产生影响的主要因素(一)异种金属熔点相差较大,难以进行焊接对于熔点差异较大的金属而言,在实际的焊接过程当中熔点较低的金属会第一个达到熔化状态,不过熔点高的金属在这个时候还是固体状态,这样就会导致已经熔化了的金属进入到过热区的晶界当中,过热区的各项组织性能会受到一定程度的影响而降低,当焊接温度达到熔点较高的金属规定范围时,虽然熔点高的金属会有效的熔化,不过在一定程度上还会导致熔点较低的金属流失严重,含有合金元素的金属就会发生烧损和蒸发的现象,最终就会导致焊接接头无法正常焊接。

异种金属焊接问题及焊接工艺分析

异种金属焊接问题及焊接工艺分析

异种金属焊接问题及焊接工艺分析摘要:随着新材料、新工艺、新设备的不断出现,对各类工程构件的性能提出了更高的要求,但是在工程技术中任何一种材料都不可能完全满足使用性能的要求。

由不同材料组成的结构不仅能充分利用各组成材料的优异性能,达到工程中的使用上的要求,而且还能节约贵重金属,降低结构整体成本,提高经济效益,在某些情况下异种材料结构的综合性能甚至超过单一金属结构。

因此异种金属焊接在各行业中得到越来越多的运用和受到人们的重视。

但近年来,国内外多次发生异种金属焊接结构的早期失效事故。

因此,如何保证异种金属焊接接头的可靠性就成为保证结构安全运行的关键。

所以,研究异种金属之间的焊接具有重要的工程实用意义。

关键词:异种金属焊接;问题;焊接工艺1异种金属焊接的特点焊接接头熔合区:是性能最差的区域,异种金属焊接结构的破坏多半发生在熔合区。

在靠近熔合区金属区域还形成性能不好的,成分变化的过渡层。

焊接接头的裂纹:(1)冷裂纹:在金属淬硬倾向和氢的作用及焊接应力的共同作用下产生。

(2)热裂纹:这是高合金钢焊缝,特别是纯奥氏体组织的焊缝最易出现在焊缝中的裂纹。

因焊缝中还存在未结晶低熔点共晶体液膜,在相应的应力作用条件下生成了裂纹。

碳迁移现象:会造成接头高温机械性能降低,高温下失效断裂增加,影响高温使用寿命的主要原因之一。

影响碳迁移的因素是温度和时间和化学成分。

2异种金属相溶性问题两者不同的金属是否能进行焊接,取决于这两种金属在焊接的时候,它们的合金的元素之间相互作用。

在两种不同金属元素不需要在液态环境下,也就是在固态条件下就可以发生互相熔解,并形成一种新的状态即固溶体,那么就可以说这两种金属元素符合冶金学概念上的“相溶性”定义。

那么这两种异性金属在原则上就可以进行焊接操作。

合金元素发生相溶必须满足一定的条件,首先,这两种金属的晶格类型一定要匹配,比如被要求焊接的两种异性金属都是立方晶格的样式;其次,被焊接的异性金属的原子半径一定要接近;最后还要求这两种元素在元素周期表中的位置相互临近,这表明了金属的电化学性质差异较小。

异种金属

异种金属

3、异种材料焊接方法
异种材料焊接常用的方法分为熔焊和压焊两大类。
(1)熔焊
熔焊在异种材料焊接中应用很广,主要的熔焊方法有焊条电弧焊、气体保护焊、电子束焊、激光焊等。对于相互溶解度有限、物理化学性能差别很大的异种材料,由于熔焊时的互相扩散作用会导致接头部位的化学成分和金相组织不均匀或生成脆性化合物,所以异种材料熔焊时应降低稀释率,尽量用小电流、高焊速,或是在坡口一侧或两侧堆焊中间合金过渡层。
焊接异种材料时,焊接材料的选择一般原则包括:
1)保证焊接接头的使用性能,即保证焊缝金属与基体金属具有良好的力学性能,可根据接头两侧焊接性较差或强度较低的材料选择焊接材料。
2)保证焊缝金属具有一定的致密性,无气孔、夹杂或仅有单个小气孔与夹杂,但数量在单位长度内不超过规定值。
3)应具有良好的工艺性能,即在焊接接头区内不出现热裂纹和冷裂纹,能够适应各种空间位置的焊接,有一定的生产效率等。
4、异种焊接材料的选用
为了保证异种材料焊接接头在使用中的可靠和安全,选择焊接材料时不仅要保证焊接接头强度,而且还要保证具有较高的塑韧性。因此,在选择焊接材料时,常常不得不选用强度稍低,但塑韧性较好的熔敷金属。这时焊缝成为焊接接头中的一层“软的”中间层,根据焊缝金属的“约束强化”理论,仍能获得使用性能良好的焊接接头。
3)材料的表面状态
材料的表面状态,如表面氧化层(氧化膜)、结晶表面层、吸附的氧离子和水分、油污、杂质等,直接影响异种材料的焊接性,必须给予充分重视。生产中往往由于表面氧化膜和其他吸附物的存在给焊接带来极大的困难。
此外,焊接异种材料时,必定会产生一层成分组织及性能与母材不同的过渡层,过渡层的性能对焊接接头的整体性能有很大的影响。过大的熔合比,会增加母材对焊缝金属的稀释率,使过渡层更为明显;焊缝金属与母材的化学成分相差越大,熔池金属越不容易充分混合,过渡层越明显;精密仪器池金属液态存在的时间越长,越容易混合均匀。所以,焊接异种材料时需要采取相应的工艺措施来控制过渡层,以保证接头的性能。

异种钢焊接不利的原因

异种钢焊接不利的原因

异种钢焊接不利的原因异种钢焊接不利的原因随着工业化的发展,各种材料的应用越来越广泛,其中钢材是最常见的一种材料。

然而,在实际生产中,由于使用环境和要求的不同,很多时候需要将不同种类的钢材进行焊接。

这就涉及到了异种钢焊接问题。

但是,异种钢焊接存在一些不利因素,下面将从多个方面进行分析。

1.化学成分差异不同种类的钢材其化学成分存在差异。

在焊接过程中,这些差异会对结构和性能产生影响。

例如,在低合金钢与高合金钢之间进行焊接时,由于两者化学成分差异较大,会导致结构不均匀、强度降低等问题。

2.热膨胀系数差异在焊接过程中,热膨胀系数也是一个重要因素。

由于不同种类的钢材其热膨胀系数存在较大差异,在加热或冷却过程中会产生应力集中现象。

这些应力集中会导致裂纹形成和变形等问题。

3.晶粒度差异不同种类的钢材其晶粒度也存在差异。

在焊接过程中,晶粒度会影响焊缝的组织结构和性能。

例如,在低合金钢与高合金钢之间进行焊接时,由于两者晶粒度差异较大,会导致焊缝强度降低、裂纹形成等问题。

4.熔池混合在异种钢焊接中,由于不同种类的钢材熔点不同,熔池混合现象也很容易发生。

这会导致熔池中出现不均匀的化学成分和晶粒结构,从而影响焊缝的性能。

5.电极选择在异种钢焊接中,电极的选择也是一个重要因素。

由于不同种类的钢材其化学成分和性能存在差异,需要选择适当的电极来保证焊接质量。

如果选择错误的电极,则会导致焊缝强度降低、裂纹形成等问题。

6.预热温度在异种钢焊接中,预热温度也是一个重要因素。

预热温度过高或过低都会对结构和性能产生影响。

如果预热温度过高,则会导致晶粒长大、强度降低等问题;如果预热温度过低,则会导致焊缝中出现气孔和裂纹等问题。

7.焊接工艺在异种钢焊接中,选择合适的焊接工艺也是非常重要的。

不同种类的钢材需要采用不同的焊接工艺来保证焊缝质量。

如果采用错误的焊接工艺,则会导致焊缝强度降低、裂纹形成等问题。

总结综上所述,异种钢焊接存在多个不利因素,包括化学成分差异、热膨胀系数差异、晶粒度差异、熔池混合、电极选择、预热温度和焊接工艺等。

异种钢的焊接总结

异种钢的焊接总结

异种材料的分类与组合:异种材料的焊接由于兼顾不同材料的优势,在机械、化工、航空、核电等领域应用非常较广,其中最常见是异种钢的焊接构件。

主要有以下几种情况:1、母材金相组织相同,但焊缝金属与母材基体合金系及组织性能不同;例如:低碳钢与铬钼耐热钢之间的焊接2、母材金相组织不同的异种钢的焊接。

3、复合材料焊接结构件。

异种材料的焊接:指将不同化学成分、不同组织性能的两种或两种以上的材料,在一定工艺条件下焊成满足设计要求和使用要求的构件。

(1)异种材料焊接性分析①物理性能差异T熔不同→焊缝熔化和结晶状态不一致,力学性能变坏;例如:低熔点金属过早熔化而发生流淌或者与高熔点金属产生未熔合。

λ不同→接头产生较大的焊接应力和变形,焊缝及HAZ易开裂。

α和C不同→热输入失衡.熔化不均和改变焊缝及其两侧的结晶条件。

例如:热导率高的金属热影响区宽,冷却速度快容易淬硬,而热导率低的金属则发生过热电磁性不同→焊接电弧不稳,焊缝成形差例如:有磁性金属和无磁性金属组合,当采用直流电弧或电子束方法焊接时会因磁场的作用,使电弧偏吹或电子束偏离其轴线(偏向磁铁体一侧),其后果是磁铁体金属熔化量过大,产生过分稀释,或无磁性金属根部未熔合等缺陷。

力学性能不同→接头力学性能不均匀,恶化接头质量。

②结晶化学性能差异结晶化学性差异(晶格类型、晶格常数、原子半径、原子外层电子结构等)决定两种材料在冶金学上的相容性-无限固溶、有限固溶、形成化合物、产生中间相以及不能形成合金。

当两种材料液固状态下均互溶时,可形成一种新相(固溶体),这两种材料之间便具有冶金“相溶性”,原则上是可焊的。

例如Cu-Ni(匀晶相图③材料的表面状态材料的表面状态(表面氧化层、结晶表面层、吸附的氧离子、水分、油污、杂质等)直接影响材料的焊接。

④过渡层的控制异种金属焊接时,必产生一层成分、组织、及性能与母材不同的过渡层,其性能很大程度上决定了整个接头的性能。

例如:熔合比越大,焊缝金属与母材的差异越大,过渡层越明显;液态熔池停留时间越长,则焊缝金属混合越均匀,过渡层不明显。

210978640_异种金属材料物理性质对焊接的影响

210978640_异种金属材料物理性质对焊接的影响

管理及其他M anagement and other异种金属材料物理性质对焊接的影响方 溱摘要:在焊接异种金属材料时,由于其物理性质存在差异,进而会不同程度地影响到焊接过程。

异种金属的焊接组合十分多样,可以使工程的不同需求得到满足,具体需要结合焊接材料来合理分类,包括钢与有色金属焊接、异种有色金属焊接、异种钢焊接等类型。

而当异种金属材料的物理性质有所不同时,将会直接影响到焊接效果。

因此,需要针对异种金属材料的物理性质进行深入分析,明确其对焊接所产生的影响。

本文针对异种金属材料物理性质对焊接的影响进行分析,介绍了异种金属材料相容性差异的影响,探讨了焊接材料对焊接质量的影响,并提出焊接材料的选用原则,希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。

关键词:异种金属材料;物理性质;焊接质量伴随着我国实体行业的快速发展,传统制造业工艺水平也得到了显著提升。

在金属制造业的生产过程当中,焊接是十分重要的一类制造手段,具有广泛的应用范围。

而焊接质量对产品质量的高低具有直接影响,并与其功能的实现有着紧密联系。

通过有效提升焊接质量,可以更好地促进实体制造业企业的发展。

而想要使焊接质量得到提升,需要合理改善焊接工艺,正确选择焊接方法,同时还需要明确异种金属材料物理性质对焊接所产生的影响,并结合材料物理性质,对相应的焊接工艺和方法加以选择,以此来有效保证焊接质量。

1 异种金属材料物理性质对焊接的影响异种金属材料焊接主要是指将两种或两种以上不同金属材质的金属材料进行焊接,具体包括铝与材料、铜与铝合金材料的焊接等。

在我国核心材料技术快速发展的背景下,对比单一基础材料,合金材料的物理性质要具有更为显著的优势,因此在相关领域当中也得到了广泛应用,并实现了同种金属的不同材质焊接,同样属于异种金属材料焊接。

而在对异种金属材料进行焊接时,其往往又受到材料自身物理性质影响,进而容易出现焊接缺陷问题,降低焊接工作质量。

对此,相关研究人员需要深入分析异种金属材料物理性质对其焊接工艺所产生的影响。

异种金属的焊接性能分析及实例

异种金属的焊接性能分析及实例
行焊接。异种金属的线膨 胀系数相差越大 ,在其熔 池结 晶时 ,会产生很大的热应力 。焊缝 两侧金属承受 的应力
状态不同,容易使焊缝 及热影 响区产生裂纹 ,甚 至导致 焊缝 与母材 剥离 。③异 种金 属 的导 热率 和 比热 相差越
大 ,越难进行焊接。金属 的导的坡 i 部 预热 ,预热 温 度 为 S l 10 5 ℃。预热时 ,把 C — o钢母 材侧 的衬 环 除掉 ,奥 氏 r M
和塑性 。⑥异种金属之间形成金属问化合 物越多 ,越难
进行焊接 。由于金属问化合物具有很大脆性 ,因而金属 间化合物 的数量 、形式和在焊缝 中的 分布状态 ,对焊接 接头的性能均有很大影响。容易使焊缝产生裂 纹 ,甚至 会产生脆断 。⑦异种金属焊接时 ,焊缝 和母材不 易达到
的熔点相差越大 ,越难进行焊接。焊接熔点相 差大的异 种金属 ,由于熔点低的金 属达到熔化状态 时 ,熔 点高的 金属仍呈 固体状态 ,因此已熔 化的金属容易渗 入过热区
的晶界 , 使过热区的组织性 能降低 。当熔点高 的金 属熔
化时 ,势必造成熔点低的金属流失 、烧损 和蒸发 ,因此
难以焊合 。②异种金 属的线膨 胀系数相差越 大 , 难进 越
法和填充材料 ,并正确地制定焊接工艺 和采 取特殊 的措 施 ,才能获得优质 的焊接接头。下面就生产 实践中小批 量异种金属焊接工艺实例进行分析 。 将外径 为 20 2 mm内径 7 m 的 Cl N lM 3 ( 氏 8m r7 i o 奥 4
10 左右。将 整个坡 1焊满 ,用石棉 把整个接头包好 , 5 ̄ C 7 1
为例,每 吨重油燃烧后产生约 7 . k s : 3 5 g的 0 ,同时还产 生C, O 等其他有 害气体 。而振动时效则有 利于节能 ,减 少环境污染 。

异种金属焊接问题及焊接工艺分析

异种金属焊接问题及焊接工艺分析

异种金属焊接问题及焊接工艺分析摘要:现阶段,随着我国科技水平的不断提高,异种金属焊接得到了广泛的普及和应用。

本文主要阐述了异种金属焊接的基本特征,对其存在的常见问题和焊接工艺进行分析,旨在提升我国异种金属的焊接质量,促进我国工业的健康发展。

关键词:异种金属;焊接;问题;焊接工艺引言现代工程中大多数零件的工作环境都为高温、低温、电磁场、腐蚀介质或放射性环境,其中金属材料成为零件的主要原料之一。

而随着技术的发展,对零件要求也不断提升,一种金属材料已经无法满足实际使用需求。

因此在金属零件锻造中,不仅需要对同种材料进行焊接,同时需要对异种材料进行焊接。

在焊接过程中,不仅需要满足不同工作条件对金属材料的不同需求,考虑到成本问题,同时需要节约金属资源,发挥不同金属材料的性能优势。

例如,铝及铝合金金属的应用,在生产制造的过程中,就需要提高异种金属的焊接工艺,对二者之间进行连接,最终实现效益最大化。

1异种金属焊接的基本特征当前异种金属焊接的主流搭配是钢与铝合金,钢是目前机械加工行业领域中最为常见的金属材料,而铝合金则具有质量轻、塑性好、耐腐蚀性强等等特点,比较常见的二者连接方式具有以下两种:一是粘结方式。

该方式中接头的机械强度十分有限,可能无法满足高强度焊接要求,使用情况相对偏少;二是机械连接。

该连接方式能够实现异种金属之间的高强度连接,但无法保证连接气密性,且如果机械连接方式会在连接段留下连接痕迹,严重影响美观。

综上所述,焊接就成为了最为常见的连接手段。

考虑到铝与钢的物理性能存在较大差异。

因此,其焊接过程可能存在较大难度。

以下介绍了几点异种金属焊接的基本特征:(1)焊接熔点特征。

异种金属代表了不同种类金属,所以它们的熔点必然不同,对于铝材料金属而言它的熔点表现偏低,所以在与钢进行异种金属焊接过程中必然出现铝金属材料先完全融合,整体呈现液态,而钢依然处于固态的焊接熔点不同步情况。

(2)焊接密度特征。

还以钢与铝合金为例,这两种金属的密度不同,其中液态的钢水密度要大于铝水,如果二者同时融化就会出现铝水浮在钢水上的情况。

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浅析异种金属材料物理性质对焊接的影响作者:花雷生来源:《中国高新技术企业》2016年第08期摘要:异种的金属材料由于其物理性的不同对焊接的结果会产生不同的影响。

在实际的工程焊接中,异种金属焊接的需求非常多,根据焊接金属材料的不同可以将焊接分为异种钢材料焊接、异种有色金属焊接、钢材料与有色金属的焊接。

鉴于异种金属对焊接的影响,在进行异种金属的焊接过程中通常需要注意一些事项,文章对此进行了研究。

关键词:异种金属材料;物理性质;焊接质量;相溶性;焊接工艺文献标识码:A中图分类号:TG453 文章编号:1009-2374(2016)08-0061-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.08.032异种金属材料焊接指的是两种或者多种金属材料进行的焊接工作,最为常见的是铜和铝的焊接。

除了金属的物理性质不同,对同种金属材料而言,同种材料的不同种性质的存在,比如钢材料的Q235和16Mn焊接,物理性质的不同使得同种金属在焊接时也要采用不同的焊接技术,只有这样才会保障焊接的质量。

1 金属的物理性质不同对焊接的影响1.1 金属的熔点在两种金属焊接的过程中,要将两种金属融化。

假如这两种金属的熔点相差较小,都在100℃之内的话,焊接就非常容易;但是如果金属的熔点相差很大,比如一种金属的熔点在100℃之内,另一种金属的熔点在100℃以上或是两种金属熔点温度差在100℃以上,在焊接的时候就会出现这样的情况:熔点温度低的金属在加热的过程中熔化成液体,而熔点高的金属由于没有达到熔点就没有熔合;熔点高的金属在焊接过程中会出现凝固收缩情况,对部分凝固的金属形成压力,导致在焊接的过程中出现裂缝。

1.2 热导率和比热容的差异不同种金属的热导率和比热容存在着差异,当两种金属的热导率和比热容差异比较大的时候,会出现热输入不平衡的情况。

在焊接的过程中金属熔化的不均匀,导致焊接的缝隙出现变化,两侧金属的结晶情况也会发生转变。

比如热导率比较高的金属在焊接的过程中容易受到热的影响,在冷却的过程中也会迅速发生冷却出现淬硬现象,而热导率较低的金属在焊接的过程中会出现过热的情况。

1.3 线膨胀系数线膨胀系数不同的两种金属在焊接的过程中,会由于收缩时间和冷却的时间不一致出现很大的焊接应力,容易出现焊接裂缝。

两种金属的线膨胀系数相差越大,焊接难度就越大,在焊接加热的过程中会出现很大的热应力,在焊接中容易出现焊接裂缝,甚至是导致焊接接头与焊接母体脱离。

1.4 磁场作用不同磁场不同导致的焊接问题主要是由于磁性不同的金属焊接,这与焊接方法也有着一定的关系。

比如采用电子束焊接或是直流电弧的焊接方法时,由于磁场不同使得电子束偏离轴线或者电弧偏吹的情况,电流出现偏离,这样就会导致焊接的金属熔化量很大,造成金属熔化过度或是金属底部缺少磁性不能熔合而产生焊接缝隙等。

2 异种金属的相溶性差异影响两种金属能否进行顺利焊接主要取决于这两种金属在焊接的过程中,其合金元素是否能够互相作用。

在冶金上关于两种金属符合焊接的定义是:两种不同金属在不熔化(液态环境下)的条件下,即固态环境下就可以形成为一种新型的固态相溶体,那么这样两种金属就可以进行焊接工作。

焊接的两种金属在相溶时一定要满足以下基本条件:其一是两种金属的晶格类型相匹配,比如进行焊接的两种金属都是立方晶格的类型;其二是进行焊接的异种金属的原子半径很相近;其三是要求这两种金属在元素周期表中的位置比较靠近,这就表示这两种金属的化学性质相近,差异较小。

如果焊接的异种金属符合这三点要素,那么这两种金属就可以被无限制地熔解和焊接,其相溶后形成的新型金属固体被称为“无限制固溶体”。

当焊接的金属只满足上述条件中的一个、两个或是没有满足,就会使得固溶体的条件受到影响,这样的固溶体被称为“有限制固溶体”。

“有限制固溶体”的溶质金属超出了其溶解度并趋向饱和时,就会出现以下两种情况:其一是这种固溶体会析出其他的固溶体,使得在焊接的过程中出现了这两种固溶体金属的混合金属物;其二是在这两种不同的固溶体金属中出现了金属化合物,这种金属间的化合物有着较为坚硬的物理性质,但是脆性比较大,一旦产生了这种金属间的化合物,就要终止焊接工作。

原因就在于在固溶体的金属间化合物存在于焊接缝隙时,接头处的韧性、可塑性就会受到影响,对焊接效果非常不利,这种焊接还会受到金属化合物的形态、类型所影响,在焊接缝隙中这种金属间化合物的含量越多,焊接的质量就下降越多,因此在焊接的过程中一定要避免出现金属间化合物。

在实际焊接的过程中,只要控制好焊接的时间和温度,那么产生这种金属间化合物产生的概率就会减少。

进行焊接的异种金属在固态和液体的状态下都不会发生熔解,亦不会形成金属间的化合物。

在这样的情况下,当这两种金属熔化成液体后就会因为比重的不同出现分层,而且在焊接后冷却时形成一种独特的晶体,如果有这种情况发生,这两种金属就不能进行焊接。

如果必须要进行焊接任务,就需要加入第三种金属,就是与这两种金属都有相溶性的其他金属作为焊接的过渡层,通过第三种金属的过渡层来进行异种金属的焊接。

根据接头金属的不同,现阶段的过渡层金属焊接主要有三种形式:第一种是两种不同金属进行组合接头,比如在对钢铁和镁这两种金属进行焊接时,可以采用纯镍金属的焊条作为焊接的过渡层;第二种是用三种或是更多种的金属材料进行接头;第三种是利用复合钢板的金属结构进行接头,比如用奥氏体不透钢作为过渡接头等。

3 焊接工艺对异种金属焊接的影响在异种金属的焊接中,主要有压焊、熔焊、钎焊等焊接工艺。

熔焊对金属稀释率有很大的影响,严重时其影响会达到30%。

气体保护焊和熔化的浮动范围在10%~40%,其中对稀释率影响最大的是喷射过渡,最小的是断路的过渡焊接。

埋弧焊熔深比较大,其稀释率大约在10%~60%,降低其稀释率的方法主要是使用带状电极。

在对异种金属进行焊接时,比较常见的减少稀释的方法是采用对焊过渡层的方法,从而将焊接方法的影响降到最低。

压焊是在一定压力下进行的焊接方法,其通过对金属进行加热或是常温的塑性,对焊接金属的接头要求非常高;扩散焊和冷压焊在焊接的过程中对接头处的金属温度要求比较低,因此不会出现金属间的化合物,这种焊接的方式对异种金属焊接的质量非常有保证。

钎焊也是比较常见的焊接方法,其特点是将异种金属熔化后进行焊接。

熔焊-钎焊是最有技术难度的异种金属焊接方法,主要适用于容易出现金属间化合物的焊接,一般是先进行钎焊然后进行熔焊。

4 异种金属的焊接分析从上文对异种金属焊接的影响因素分析可以看出,在对异种金属进行焊接时,需要选择正确的焊接方法和过渡材料,并且根据焊接要求选择正确的焊接工艺,才能够保证焊接接头的优质质量。

本文以不锈钢管和Cr-Mo钢的焊接举例说明,分析异种金属焊接中需要注意的事项。

不锈钢管的外径为220mm、内径为78mm,焊接要求是两种金属的探伤面没有缝隙和裂纹,并且强度在500MPa。

将两种金属的焊接端面的坡口加工为25°,并在坡口的底部位置安装材料为Cr-Mo钢的衬环,预热处理,采用的中间过渡层材料为镍基焊条。

首次焊接过程中射线造成焊接的接头产生比较大的裂缝,使得不绣钢金属报废。

分析原因发现不锈钢管有着较大的线膨胀系数,在焊接的过程中出现了加大的焊接应力,因此在焊接接头处出现了裂纹,因此重新选择焊接的工艺和方法。

第二次焊接:在焊接之前将两种金属的端面均加工成10°的坡口,并且在坡口的底部安装上与焊接母材相同金属的衬环,采用镍基焊条在坡口和衬环边缘处进行高度为19mm的角焊。

焊接之前对Cr-Mo钢的坡口进行预热处理,温度控制在15℃,预热时要将Cr-Mo钢侧边的衬环除掉,不锈钢管的坡口不进行预热处理。

将Cr-Mo钢的母材装进不锈钢管的衬环中,让两个金属的角焊保持5mm的距离,这样就能够避免填充金属在熔合线的位置,防止不锈钢管由于线膨胀系数大造成较大的焊接应力而出现裂缝。

让接头安置完毕后,用镍基焊条在Cr-Mo 钢的坡口处采用堆焊的焊接方法。

堆焊的温度控制在150℃,焊满坡口,并且用石棉包好接头,冷却到室内温度。

冷却后除掉石棉,对接头进行车削处理,从而去除焊接周围的痕迹,对焊接表面进行机械化加工,从而让焊接表面精整。

在焊接后,对接头位置进行内外的着色探伤,发现存在分散性质的气孔,将焊接零件进行加热,消除应力,表面打磨后进行再次探伤,结果显示焊接没有任何缺陷。

对焊接进行力学试验,检验焊接的强度,测试结果表明,接头的强度达到了555MPa,强度符合要求,说明第二次选择焊接的方法合理,能够满足异种金属焊接的要求。

5 结语在金属焊接的过程中,经常会遇到异种金属的焊接问题,异种金属由于物理性质的差异会对焊接产生很大的影响,需要认识到异种金属焊接问题的严重性,特别是焊接过程中的金属相熔性问题。

因此,在对异种金属的焊接中,需要根据焊接金属的物理性质来选择最佳的焊接技术,从而保证最佳的焊接效果。

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