5-1异种金属焊接特点
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
物理性能对焊接接头影响最大的因素有热膨胀系数和热导率，它 们的差异很大程度上决定着焊接接头在高温下的使用性能。
异种金属焊接特点
4、应力场分布的不均匀性 异种金属焊接接头中焊接残余应力分布不均匀，这是因为接头各
区域具有不同的塑性决定的；另外，材料导热性的差异，将引起焊 接热循环温度场的变化，也是残余应力分布不均匀的因素之一。
异种金属焊接特点
2、压焊 大多数压焊方法只将被焊金属加热至塑性状态甚至不加热，而以施加
一定压力为特征。压焊时，异种金属交界表面可以熔化，也可以不熔化， 但由于压力的作用，即使表面有熔化金属存在时，也会被挤压而排出。 可以减轻或避免热循环对母材金属性能的不利影响，防止产生脆性的金 属间化合物。并不存在因稀释而引起焊缝金属性能变化问题。
E310-15焊条，焊缝金属的稀释率＜56%时，不产生M，可选用 该焊条。
异种钢焊缝金属组织随稀释率不同而变化，选择焊条时必须考 虑稀释率的影响。
异种金属焊接特点
2、影响稀释率的因素 异种钢焊接时，把舍夫勒组织图和稀释率结合起来，根据设计要
求所得到的焊缝组织，可作为焊条和焊接工艺的依据。 影响因素主要有：
焊工技师、高级技师培训
5-1 异种金属焊接的特点
Βιβλιοθήκη Baidu
异种金属焊接特点
异种金属的焊接
• 所谓异种金属的焊接，是指各种母材的物理常数和金属 组织等性质各不相同的金属之间的焊接。 异种金属的焊接主要包括三种情况：
按使用材料组合分类
异种金属的组合
Q235+16Mn
异种钢的焊接
Al+Cu
异种有色金属的焊接
Cu+钢
异种金属焊接特点
二、异种钢焊缝金属的化学成分和金相组织的控制 1、异种钢接头的焊缝成分与舍夫勒组织图关系
异种钢焊接时，由于选择了与母材成分不同的焊接材料，必须预 先推算得到焊缝金属的成分和金相组织，根据组织可知道异种钢焊 接接头的性能。
异种金属焊接特点
例如：奥氏体钢与珠光体钢焊接时，为了防止裂纹的产生，可 考虑选择用18-8型焊条，可是在这种情况下焊缝将产生硬脆的马氏 体组织。为了避免马氏体组织的产生，降低对裂纹的敏感性，需要 采用25-20型焊条。但其易产生热裂纹，为避免，希望得到一定数 量铁素体相。500℃高温长时间使用时，必须注意催化问题。
异种金属焊接特点
异种金属焊接特点
异种金属焊接特点
3、性能的不均匀性 焊接接头各区域化学成分和组织的差异，带来了焊接接头力学性
能的不同，沿接头各区域的室温强度、硬度、塑性、韧性都有很大 的差别。有时在3—5个晶粒的范围内，显微硬度出现成倍的变化； 在焊缝两侧的热影响区，其冲击值甚至有几倍之差。高温下的蠕变 极限和持久强度也会因成分和组织的不同，相差极为悬殊。
异种金属焊接特点
三、不同焊接方法焊接异种金属时的特点 1、熔焊
常用的方法有：焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊、等离子 弧焊、电子束焊、激光焊。
为了减少稀释，降低熔合比或控制不同金属母材的熔化量，通常选用 热源能量密度较好的焊接方法。
为了减小熔深，采取间接电弧、摆动焊丝等工艺。 必须控制和缩短金属在液态或高温固态下的停留时间。
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。
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。
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%。
舍夫勒组织图：把金属合金成分中的奥氏体形成元素（Ni C Mn）和铁素体形成元素（Cr Mo Si Nb）成分分别计算出等价镍当 量和等价铬当量。
异种金属焊接特点
异种金属焊接特点
以2.25Cr-1Mo钢为 例，用E308-15（18-8）、 E309-15（25-13）、 E310-15（25-20）型焊条 焊接所得的焊缝金属组 织图。
异种金属焊接特点
（1）预热的影响 预热能提高母材焊接时的起始温度，母材容易熔化且熔深增加，
则稀释率增加。
异种金属焊接特点
（2）焊接参数的影响 焊接电流和焊接速
度影响比较明显。如 图所示。
异种金属焊接特点
（3）焊接方法的影 响 各种焊接方法的 稀释率差别很大。 埋弧焊较大。
异种金属焊接特点
（4）焊接接头形式的 影响 焊条电弧焊时层数 和接头形式对稀释率 的影响如图。第五层 只考虑堆焊金属。坡 口角度增大，稀释率 减小。
钢与有色金属的焊接
按接头形式分类
异种金属的组合
异种母材接头 • 钢与铜焊接接头
母材金属相同而采
用不同焊缝金属接 • 采用镍合金焊条焊接铸铁接头
头
复合金属板接头 • 奥氏体不锈复合钢板焊接接头
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
4、应力场分布的不均匀性 异种金属焊接接头中焊接残余应力分布不均匀，这是因为接头各
区域具有不同的塑性决定的；另外，材料导热性的差异，将引起焊 接热循环温度场的变化，也是残余应力分布不均匀的因素之一。
异种金属焊接特点
2、压焊 大多数压焊方法只将被焊金属加热至塑性状态甚至不加热，而以施加
一定压力为特征。压焊时，异种金属交界表面可以熔化，也可以不熔化， 但由于压力的作用，即使表面有熔化金属存在时，也会被挤压而排出。 可以减轻或避免热循环对母材金属性能的不利影响，防止产生脆性的金 属间化合物。并不存在因稀释而引起焊缝金属性能变化问题。
E310-15焊条，焊缝金属的稀释率＜56%时，不产生M，可选用 该焊条。
异种钢焊缝金属组织随稀释率不同而变化，选择焊条时必须考 虑稀释率的影响。
异种金属焊接特点
2、影响稀释率的因素 异种钢焊接时，把舍夫勒组织图和稀释率结合起来，根据设计要
求所得到的焊缝组织，可作为焊条和焊接工艺的依据。 影响因素主要有：
焊工技师、高级技师培训
5-1 异种金属焊接的特点
Βιβλιοθήκη Baidu
异种金属焊接特点
异种金属的焊接
• 所谓异种金属的焊接，是指各种母材的物理常数和金属 组织等性质各不相同的金属之间的焊接。 异种金属的焊接主要包括三种情况：
按使用材料组合分类
异种金属的组合
Q235+16Mn
异种钢的焊接
Al+Cu
异种有色金属的焊接
Cu+钢
异种金属焊接特点
二、异种钢焊缝金属的化学成分和金相组织的控制 1、异种钢接头的焊缝成分与舍夫勒组织图关系
异种钢焊接时，由于选择了与母材成分不同的焊接材料，必须预 先推算得到焊缝金属的成分和金相组织，根据组织可知道异种钢焊 接接头的性能。
异种金属焊接特点
例如：奥氏体钢与珠光体钢焊接时，为了防止裂纹的产生，可 考虑选择用18-8型焊条，可是在这种情况下焊缝将产生硬脆的马氏 体组织。为了避免马氏体组织的产生，降低对裂纹的敏感性，需要 采用25-20型焊条。但其易产生热裂纹，为避免，希望得到一定数 量铁素体相。500℃高温长时间使用时，必须注意催化问题。
异种金属焊接特点
异种金属焊接特点
异种金属焊接特点
3、性能的不均匀性 焊接接头各区域化学成分和组织的差异，带来了焊接接头力学性
能的不同，沿接头各区域的室温强度、硬度、塑性、韧性都有很大 的差别。有时在3—5个晶粒的范围内，显微硬度出现成倍的变化； 在焊缝两侧的热影响区，其冲击值甚至有几倍之差。高温下的蠕变 极限和持久强度也会因成分和组织的不同，相差极为悬殊。
异种金属焊接特点
三、不同焊接方法焊接异种金属时的特点 1、熔焊
常用的方法有：焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊、等离子 弧焊、电子束焊、激光焊。
为了减少稀释，降低熔合比或控制不同金属母材的熔化量，通常选用 热源能量密度较好的焊接方法。
为了减小熔深，采取间接电弧、摆动焊丝等工艺。 必须控制和缩短金属在液态或高温固态下的停留时间。
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。
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。
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%。
舍夫勒组织图：把金属合金成分中的奥氏体形成元素（Ni C Mn）和铁素体形成元素（Cr Mo Si Nb）成分分别计算出等价镍当 量和等价铬当量。
异种金属焊接特点
异种金属焊接特点
以2.25Cr-1Mo钢为 例，用E308-15（18-8）、 E309-15（25-13）、 E310-15（25-20）型焊条 焊接所得的焊缝金属组 织图。
异种金属焊接特点
（1）预热的影响 预热能提高母材焊接时的起始温度，母材容易熔化且熔深增加，
则稀释率增加。
异种金属焊接特点
（2）焊接参数的影响 焊接电流和焊接速
度影响比较明显。如 图所示。
异种金属焊接特点
（3）焊接方法的影 响 各种焊接方法的 稀释率差别很大。 埋弧焊较大。
异种金属焊接特点
（4）焊接接头形式的 影响 焊条电弧焊时层数 和接头形式对稀释率 的影响如图。第五层 只考虑堆焊金属。坡 口角度增大，稀释率 减小。
钢与有色金属的焊接
按接头形式分类
异种金属的组合
异种母材接头 • 钢与铜焊接接头
母材金属相同而采
用不同焊缝金属接 • 采用镍合金焊条焊接铸铁接头
头
复合金属板接头 • 奥氏体不锈复合钢板焊接接头
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。