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1、坂金工藝流程表發(fā)布日期:2008-7-5 收藏 評(píng)論 沒(méi)有找到想要的知識(shí)料 號(hào)工藝流程F用設(shè)備品質(zhì)重點(diǎn)下料NC跟據(jù)程式X1下料,紫銅T=2.5拉絲卜絲機(jī)拉絲紋路一致,無(wú)劃碰燒傷及腐蝕污染al折彎肝床保證尺寸 244.7( ±0.3)和 42.5( +0.1)表處電鍍槽,烤漆線電鍍錫J24后烤漆G11,烤漆保護(hù)區(qū)如圖所示壓抑,床,專用壓抑模注意壓抑方向及扭力矩的大小下料效沖NC跟據(jù)程式X3下料,紫銅T=2.5拉絲位絲機(jī)拉絲紋路一致,無(wú)劃碰燒傷及腐蝕污染a2折彎肝床保證尺寸 241.7( ±0.3)和 45(+0.1)焊接就弧焊機(jī)與某件點(diǎn)焊,注意料件的保護(hù)表處電鍍槽,烤漆線電鍍
2、錫J24后烤漆G06,烤漆保護(hù)區(qū)如圖所示壓抑中床,專用壓抑模注意壓抑方向及扭力矩的大小下料效沖NC跟據(jù)程式X4下料,紫銅T=2.5拉絲應(yīng)絲機(jī)拉絲紋路一致,無(wú)劃碰燒傷及腐蝕污染a3折彎肝床保證尺寸 58.4( ±0.2)和 61.2( +0.2)電鍍電鍍槽電鍍錫J24壓抑中床,專用壓抑模注意壓抑方向及扭力矩的大小下料效沖NC跟據(jù)程式X5下料,紫銅T=2.5拉絲應(yīng)絲機(jī)拉絲紋路一致,無(wú)劃碰燒傷及腐蝕污染a4折彎肝床保證尺寸 67.9( ±0.2)和 61.2( +0.2)電鍍電鍍槽電鍍錫J24壓抑中床,專用壓抑模注意壓抑方向及扭力矩的大小下料效沖NC跟據(jù)程式X6下料,紫銅T=2.
3、5拉絲應(yīng)絲機(jī)拉絲紋路一致,無(wú)劃碰燒傷及腐蝕污染a5折彎肝床保證尺寸 77.3( ±0.2)和 61.2( +0.2)電鍍電鍍槽電鍍錫J24壓抑中床,專用壓抑模注意壓抑方向及扭力矩的大小下料效沖NC跟據(jù)程式X7下料,紫銅T=0.8拉絲應(yīng)絲機(jī)拉絲紋路一致,無(wú)劃碰燒傷及腐蝕污染a6沖凸包中床,專用模具保證零件表面平整無(wú)壓痕折彎肝床保證尺寸131.8( +0.2)電鍍電鍍槽電鍍錫J24下料效沖NC跟據(jù)程式X8下料,黃銅T=0.8拉絲位絲機(jī)拉絲紋路一致,無(wú)劃碰燒傷及腐蝕污染a7折彎卜床保證尺寸23( ±0.2)焊接卜弧焊機(jī)與FEED_BU潦焊,注意料件的保護(hù)表處電鍍槽,烤漆線電鍍錫J
4、24后烤漆G06,烤漆保護(hù)區(qū)如圖所示各種鋼材焊接知識(shí)要點(diǎn)(一)發(fā)布日期:2010-5-1 收藏評(píng)論沒(méi)有找到想要的知識(shí)1 什么是焊接性?試述碳鋼的焊接性。焊接性是指材料在限定的施工條件下焊接成按規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件,并滿足預(yù)定服役要求 的能力。焊接性受材料、焊接方法、構(gòu)件類型及使用要求四個(gè)因素的影響。碳鋼是以鐵元素為基礎(chǔ)的,鐵碳合金,碳為合金元素,其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)1%止匕外,鈕的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)1.2%,硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.5%,后兩者皆不作為合金元素。其它元 素如Ni、Cr、Cu等均控制在殘余量的限度以內(nèi), 更不作為合金元素。雜質(zhì)元素如S、P、Q N等,根據(jù)鋼材品種和等級(jí)的不同,均有嚴(yán)格限制
5、。因此,碳鋼的焊接性主要取決于含碳量, 隨著含碳量的增加,焊接性逐漸變差,其中以低碳鋼的焊接性最好,見(jiàn)表 1。表1碳鋼焊接性與含碳量的關(guān)系名 稱碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%典型硬 度典型用途焊接性低碳鋼<0.1560HRB特殊板材和型材薄板、 帶材、焊絲優(yōu)0.15 0.2590HRB結(jié)構(gòu)用型材、板材、棒 材良中碳鋼0.25 0.6025HRC機(jī)器部件和工具中(需預(yù)熱、后熱,推薦使用 低氫焊接方法)高碳鋼>0.6040HRC彈簧,模具,鋼軌劣(需預(yù)熱、后熱,必需使用 低氫焊接方法)2 什么是碳當(dāng)量?碳鋼的碳當(dāng)量如何計(jì)算?把鋼中合金元素(包括碳)的含量按其作用換自成碳的相當(dāng)含量, 稱為該種鋼材的碳
6、當(dāng)量, 可作為評(píng)定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)。碳鋼中的元素除C外,主要是Mn和Si,它們的含量增加,焊接性變差,但其作用不及碳強(qiáng) 烈。國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量公式為MnCu+NiCr+Mo+VCE (IIW) = C +(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%6155隨著碳當(dāng)量值的增加,鋼材的焊接性會(huì)變差。當(dāng) CE值大于0.4%0.6%寸,冷裂紋的敏感性 將增大,焊接時(shí)需要采取預(yù)熱、后熱及用低氫型焊接材料施焊等一系列工藝措施。3 利用碳當(dāng)量值評(píng)價(jià)鋼材焊接性有何局限性?碳當(dāng)量值只能在一定范圍內(nèi),對(duì)鋼材概括地、相對(duì)地評(píng)價(jià)其焊接性,這是因?yàn)椋?)如果兩種鋼材的碳當(dāng)量值相等,但是含碳量不等,含碳量較高的鋼材在施焊過(guò)程中容易 產(chǎn)
7、生淬硬組織,其裂紋傾向顯然比含碳量較低的鋼材來(lái)得大,焊接性較差。因此,當(dāng)鋼材 的碳當(dāng)量值相等時(shí),不能看成焊接性就完全相同。2)碳當(dāng)量計(jì)算值只表達(dá)了化學(xué)成分對(duì)焊接性的影響,沒(méi)有考慮到冷卻速度不同,可以得到 不同的組織,冷卻速度快時(shí),容易產(chǎn)生淬硬組織,焊接性就會(huì)變差。3)影響焊縫金屬組織從而影響焊接性的因素,除了化學(xué)成分和冷卻速度外,還有焊接循環(huán) 中的最高加熱溫度和在高溫停留時(shí)間等參數(shù),在碳當(dāng)量值計(jì)算公式中均沒(méi)有表示出來(lái)。因此,碳當(dāng)量值的計(jì)算公式只能在一定的鋼種范圍內(nèi), 概括地、相對(duì)地評(píng)價(jià)鋼材的焊接性, 不能作為準(zhǔn)確的評(píng)定指標(biāo)。4 試述低碳鋼的焊接性。由于低碳鋼含碳量低,鈕、硅含量也少,所以,通常
8、情況下不會(huì)因焊接而產(chǎn)生嚴(yán)重硬化組 織或淬火組織。低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好,焊接時(shí),一般不需預(yù)熱、控制層 問(wèn)溫度和后熱,焊后也不必采用熱處理改善組織,整個(gè)焊接過(guò)程不必采取特殊的工藝措施, 焊接性優(yōu)良。但在少數(shù)情況下,焊接時(shí)也會(huì)出現(xiàn)困難:1)采用舊冶煉方法生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐鋼含氮量高, 雜質(zhì)含量多,從而冷脆性大,時(shí)效敏感性增加, 焊接接頭質(zhì)量降低,焊接性變差。2)沸騰鋼脫氧不完全,含氧量較高,P等雜質(zhì)分布不均,局部地區(qū)含量會(huì)超標(biāo),時(shí)效敏感 性及冷脆敏感性大,熱裂紋傾向也增大。3)采用質(zhì)量不符合要求的焊條,使焊縫金屬中的碳、硫含量過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。如某 廠采用酸性焊條焊接Q23腔A鋼時(shí),因焊條
9、藥皮中鉆鐵的含碳量過(guò)高,會(huì)引起焊縫產(chǎn)生熱 裂紋。4)某些焊接方法會(huì)降低低碳鋼焊接接頭的質(zhì)量。如電渣焊,由于線能量大,會(huì)使焊接熱影 響區(qū)的粗晶區(qū)晶粒長(zhǎng)得十分粗大,引起沖擊韌度的嚴(yán)重下降,焊后必需進(jìn)行細(xì)化晶粒的正 火處理,以提高沖擊韌度??傊?,低碳鋼是屬于焊接性最好、最容易焊接的鋼種,所有焊接方法都能適用于低碳鋼的 焊接。5 低碳鋼焊接時(shí),如何正確地選用焊接材料?手弧焊焊條的選用常用低碳鋼Q235勺抗拉強(qiáng)度平均值為417.5MPq根據(jù)等強(qiáng)度原則,與之匹配的焊條應(yīng)為E43系列。幾種不同鋼號(hào)的低碳鋼手弧焊時(shí)焊條的選用,見(jiàn)表2。表2低碳鋼手弧焊時(shí)焊條的選用鋼號(hào)一般結(jié)構(gòu)選用的焊條型號(hào)動(dòng)載荷、復(fù)雜、厚板結(jié)構(gòu)
10、,鍋 爐受壓容器,低溫焊接選用的焊條型號(hào)施焊條 件Q235E4313, E4303, E4301, E4320, E4311E4316, E4315</、做熱Q255(E5016, E5015</、做熱Q275E4316, E4315E5016, E5015厚板結(jié)構(gòu)預(yù)熱150c 以上08、10、15、20E4303, E4301, E4320, E4311E4316, E4315(E5016, E5015</、做熱25E4316, E4315E5016, E5015厚板結(jié)構(gòu)預(yù)熱150c 以上20g , 22gE4303, E4301E4316, E4315(E5016, E5
11、015厚板結(jié)構(gòu)預(yù)熱100150 c20RE4303, E4301E4316, E4315(E5016, E5015)</、做熱注:表中括弧內(nèi)的焊條型號(hào)表示可以代用。埋弧焊焊絲和焊劑的匹配選用低碳鋼埋弧焊時(shí)焊絲和焊劑的匹配選用,見(jiàn)表 3表3低碳鋼埋弧焊焊絲與焊劑的匹配選用鋼號(hào)焊絲焊劑Q234H 08AHJ430Q255H 08AQ275H08MnAHJ43115、20H 08A , H08MnAHJ43025H08MnA H10Mn220g , 22gH08MnA H08MnSi h10Mn2HJ43120RH08MnAHJ330CO焊絲的選用實(shí)芯焊絲選用牌號(hào)為H08Mn2s和H08Mn2
12、SiAW種,焊后熔敷金屬?gòu)?qiáng)度偏高。藥芯焊絲選用牌號(hào)為 YJ502-1、YJ506-2、YJ506-3、YJ506-40電渣焊焊絲和焊劑的匹配選用電渣焊熔池溫度比埋弧焊低,所以焊劑中的硅、鈕還原作用弱,應(yīng)選用含鈕、含硅量較高的焊絲。常選用 H10Mn2 H10MnS姆絲配合焊劑HJ360 或H10MnSi焊絲配合焊劑 HJ431。6 低碳鋼在低溫下如何施焊?嚴(yán)冬條件下焊接低碳鋼結(jié)構(gòu)時(shí),由于焊接接頭的冷卻速度快,使裂紋傾向增大,特別是厚 大結(jié)構(gòu)的第一道焊縫容易開裂,為此必需采取如下工藝措施:1)焊前預(yù)熱,焊接過(guò)程中嚴(yán)格保持層間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度。2)采用低氫或超低氫焊接材料。3)定位焊時(shí)加大焊接
13、電流,減慢焊接速度,適當(dāng)增加定位焊縫的截面積和長(zhǎng)度,必要時(shí)進(jìn)行預(yù)熱。4)整條焊縫應(yīng)盡量連續(xù)焊完,避免中斷。5)不應(yīng)坡口面以外的母材上進(jìn)行引弧,熄弧時(shí)需填滿弧坑。6)盡可能不在低溫條件下進(jìn)行彎板、矯正和裝配焊件。各種金屬結(jié)構(gòu)低溫焊接時(shí)的預(yù)熱溫度見(jiàn)表 4。管道、壓力容器低溫焊接時(shí)的預(yù)熱溫度見(jiàn)表 5表4 低碳鋼金屬結(jié)構(gòu)低溫焊接的預(yù)熱溫度焊件厚度(mm在各種氣溫下的預(yù)熱溫度1<3031 5051 70不彳ST 30C時(shí)小陽(yáng);彳ST 30C時(shí)a 100150c不彳口一10 c時(shí)小陽(yáng);彳口一10 c時(shí)9100150c不彳廿 0 c 時(shí)小陽(yáng);彳廿 0 c 時(shí)9 100150c表5 低碳鋼管道、壓力容器
14、低溫焊接的預(yù)熱溫度焊件厚度(mm在各種氣溫下的預(yù)熱溫度1<16173031 4041 50不彳口一30 c 時(shí)小陽(yáng);彳口一 30 c 時(shí)9 100150c不彳口 一20 c 時(shí)小陽(yáng);彳口一 20 c 時(shí)9 100150c不彳口一10 c時(shí)小陽(yáng);彳口一10 c時(shí)9100150c不彳廿 0 c 時(shí)小陽(yáng);彳廿 0 c 時(shí)9 100150c7 試述中碳鋼的焊接性。中碳鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%0.60%。當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近0.25%而含鈕量不高時(shí),焊接性良好。隨著含碳量的增加,焊接性逐漸變差。如果碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%左右而仍按焊接低碳鋼常用的工藝施焊時(shí),在熱影響區(qū)可能會(huì)產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織
15、,易于開裂,即形 成冷裂紋。焊接時(shí),相當(dāng)數(shù)量的母材被熔化進(jìn)入焊縫,使焊縫的含碳量增高,促使在焊縫中產(chǎn)生熱裂 紋,特別是當(dāng)硫的雜質(zhì)控制不嚴(yán)時(shí),更易出現(xiàn)。這種裂紋在弧坑處更為敏感,分布在焊縫中的熱裂紋于是與焊縫的魚鱗狀波紋線相垂直,見(jiàn)圖1o圖】c 11圾量及h)郡暨熱鬢然8 中碳鋼焊接時(shí),如何正確地選用焊條?中碳鋼的焊接目前大都采用手弧焊。為提高焊接接頭的抗裂性,應(yīng)選用低氫型焊條。個(gè)別 情況下,也可采用鈦鈣型和鈦鐵礦型酸性焊條,但此時(shí)應(yīng)采取嚴(yán)格的工藝措施,如焊前預(yù) 熱、減少熔合比(降低焊縫含碳量)等。中碳鋼手弧焊時(shí)焊條的選用,見(jiàn)表 6。表6中碳鋼手弧焊時(shí)焊條的選用鋼 號(hào)焊件含碳量(%焊接 件焊件力
16、學(xué)性能(學(xué))選用焊條型號(hào)0- s(MPa(T b(MPa6(%力(%a K(J)不要求等強(qiáng) 度要求等強(qiáng) 度350.32 E4303,315530204555E4301E5016,ZG270-5000.40270500182522E4316,E50150.31 0.40E4315E4303,E4301450.42 0.50較不355600164039E4316,E5016,ZG310-E43155700.41 0.50較差310570152115E5015E5016,E5015550.52 0.60很差3806451335一E4303,E5016,ZG340-0.51 0.60很差3406401
17、01810E4301E5015特殊情況下,中碳鋼焊接時(shí)可采用銘鍥不銹鋼焊條,如E0- 19-10-16 (A102)、E0-19-10-5(A107)、E1-23-13-16 (A302)、E1-23-13-15 (A307)、E2-26-21-16 (A402)、E2-26-21-15 (A407)等,因奧氏體焊縫金屬的塑性良好,可以減小焊接接頭應(yīng)力,即使焊件焊前不預(yù)熱,也可避免熱影響區(qū)產(chǎn)生冷裂紋。9 試述中碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)。預(yù)熱預(yù)熱有利于減低中碳鋼熱影響區(qū)的最高硬度,防止產(chǎn)生冷裂紋,這是焊接中碳鋼的主要工藝措施,預(yù)熱還能改善接頭塑性,減小焊后殘余應(yīng)力。通常, 35和45鋼的預(yù)熱溫 度為1
18、50250c含碳量再高或者因厚度和剛度很大,裂紋傾向大時(shí),可將預(yù)熱溫度提高至 250400 C。若焊件太大,整體預(yù)熱有困難時(shí),可進(jìn)行局部預(yù)熱,局部預(yù)熱的加熱范圍為焊口兩側(cè)各 150 200mm焊條條件許可時(shí)優(yōu)先選用堿性焊條。坡口形式將焊件盡量開成U形坡口式進(jìn)行焊接。如果是鑄件缺陷,鏟挖出的坡口外形應(yīng)圓滑,其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例,以降低焊縫中的含碳量,防止裂紋產(chǎn) 生。焊接工藝參數(shù)由于母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達(dá)30%£右,所以第一層焊縫焊接時(shí),應(yīng)盡量采用小電流、慢焊接速度,以減小母材的熔深。焊后熱處理焊后最好對(duì)焊件立即進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理,特別是對(duì)于大厚度焊件、高
19、剛性結(jié)構(gòu)件以及嚴(yán)厲條件下(動(dòng)載荷或沖擊載荷)工作的焊件更應(yīng)如此。消除應(yīng)力的回火溫 度為600650 C。若焊后不能進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理,應(yīng)立即進(jìn)行后熱處理。10 試述高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)。焊接性當(dāng)高碳鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于 0.60%寸,焊后的硬化、裂紋敏感傾向更大,因此焊接性極差,不能用于制造焊接結(jié)構(gòu)。常用于制造需要更硬度或耐磨的部件和零件,其 焊接工作主要是焊補(bǔ)修復(fù)。焊條選用由于高碳鋼的抗拉強(qiáng)度大都在 675Mp以上,所以常用的焊條型號(hào)為 E701sE6015,對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)要求不高時(shí)可選用 E501& E5015焊條。此外,亦可采用銘鍥奧氏體鋼 焊條進(jìn)行焊接。焊接工藝1)由于高碳鋼零件為
20、了獲得高硬度和耐磨性,材料本身都需經(jīng)過(guò)熱處理,所以焊前應(yīng)先進(jìn) 行退火,才能進(jìn)行焊接。2)焊件焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度一般為 250350C以上,焊接過(guò)程中必需保持層間溫 度不低于預(yù)熱溫度。3)焊后焊件必需保溫緩冷,并立即送入爐中在650C進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。11 低合金高強(qiáng)鋼的碳當(dāng)量如何計(jì)算?低合金高強(qiáng)鋼碳當(dāng)量的計(jì)算公式目前以國(guó)際焊接學(xué)會(huì)(IIW)所推薦的CE和日本JIS標(biāo)準(zhǔn) 所規(guī)定的Ceq應(yīng)用最為廣泛,其計(jì)算公式為MnCr+Mo+vCu+NiCE (IIW) =C + + + (質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%6515MnSiNiCrMoVCeq (JIS) =C +(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%24405414式中,化學(xué)
21、元素都表示該元素在鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù),計(jì)算時(shí),元素含量均取其成分范圍的上限。CE主要適用于文藝報(bào)非調(diào)質(zhì)量低合金高強(qiáng)鋼(T b=500900MPA焊接性白古算;Ceq 主要適用于低碳鋼調(diào)質(zhì)鋼和低合金高強(qiáng)鋼(6b=5001000MPa ,但均適用于含碳量偏高的 鋼種(C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.18%),這類鋼化學(xué)成分的范圍如下C 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0 0.2%、Si < 0.55%、Mnc 1.5%、CiK 0.5%、Ni< 2.5%、Cr< 1.25%、MoC 0.7%、 "0.1%?口 B< 0.006%=12 試述低合金高強(qiáng)鋼的焊接性。強(qiáng)度級(jí)別較低的低合金高強(qiáng)鋼,如 30040
22、0Mp故,由于鋼中合金元素含量較少,其焊接 性良好,接近于低碳鋼。隨著鋼中合金元素的增加,強(qiáng)度級(jí)別提高,鋼的焊接性也逐漸變 差,出現(xiàn)的主要問(wèn)題是:熱影響區(qū)的淬硬傾向含碳時(shí)較少、強(qiáng)度級(jí)別較低的鋼種,如 09Mn2 09Mn2SL 09MnV鋼等,淬硬傾向很小。隨著強(qiáng)度級(jí)別的提高,淬硬傾向也開始加大,如 16Mn 15MnV®焊 接時(shí),快速度冷卻會(huì)導(dǎo)致在熱影響區(qū)出現(xiàn)馬氏體組織。冷裂紋低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí),熱影響區(qū)的冷裂紋傾向加大,并且這種冷裂紋往往具有延遲的性質(zhì),危害性很大。例如,材料為 18MnMoN鋼壁厚115mm的一大型容器,由于預(yù) 熱溫度不夠,焊后在熱影響區(qū)形成大量冷裂紋。低合金高
23、強(qiáng)鋼的定位焊縫很容易開裂,其原因是由于焊縫尺寸小、長(zhǎng)度短、冷卻速度快, 這種開裂屬于冷裂紋性質(zhì)。熱裂紋一般情況下,強(qiáng)度等級(jí)為294392MPa6勺熱軋、正火鋼,熱裂傾向較小,但在厚壁壓力容器的高稀釋率焊道(如根部焊道或靠近坡口邊緣的多層埋弧焊焊道)中也會(huì)出 現(xiàn)熱裂紋。電渣焊時(shí),若母材的含碳量偏高并含鍥時(shí),電渣焊縫中可能會(huì)出現(xiàn)呈八字形分 布的熱裂紋。強(qiáng)度等級(jí)為8001176MPa6勺中碳調(diào)質(zhì)鋼(如30CrMnSiA鋼),焊接時(shí)熱裂的敏感性較大。粗晶區(qū)脆化熱影響區(qū)中被加熱至1100c以上的粗晶區(qū),當(dāng)焊接線能量過(guò)大時(shí),粗晶區(qū)的晶粒將迅速長(zhǎng)大或出現(xiàn)魏氏組織而使韌性下降,出現(xiàn)脆化段。13 試述低合金高強(qiáng)
24、鋼焊接時(shí)的主要工藝措施。預(yù)熱 預(yù)熱是防止裂紋的有效措施,并且還有助于改善接頭性能。但預(yù)熱會(huì)惡化勞動(dòng)條 件,使生產(chǎn)工藝復(fù)雜化,過(guò)高的預(yù)熱溫度還會(huì)降低接頭韌性。因此,焊前是否需要預(yù)熱以 及預(yù)熱溫度的確定應(yīng)根據(jù)鋼材的成分(碳當(dāng)量)、板厚、結(jié)構(gòu)形狀、剛度大小以及環(huán)境溫 度等決定。焊接線能量的選擇含碳低的熱軋鋼(09Mn2 09MnNtffl等)以及含碳量偏下限的16Mn鋼焊接時(shí),因?yàn)檫@些鋼的冷裂淬硬、脆化等傾向小,所以對(duì)焊接線能量沒(méi)有嚴(yán)格的限制。焊接含碳量偏高的16Mnffi時(shí),為降低淬硬傾向,焊接線能量應(yīng)偏大一點(diǎn)。對(duì)于含V、NbTi的鋼種,為降低熱影響區(qū)粗晶脆化所造成的不利影響,應(yīng)選擇較小的焊接線能
25、量。如 15MnVNS的焊接線能量應(yīng)控制在 4045kJ/cm以下。對(duì)于碳及合金元素含量較高而屈服點(diǎn)為 490MPOI勺正火鋼(如18MnMoN鋼等),因淬硬傾 向大,應(yīng)選擇較大的焊接線能量,但當(dāng)采用焊前預(yù)熱時(shí),為了避免過(guò)熱傾向,可以適當(dāng)?shù)?減少線能量。后熱及焊后熱處理后熱是指焊接結(jié)束或焊完一條焊縫后, 將焊件立即加熱至150250C范圍內(nèi),并保溫一段時(shí)間,使接頭中的氫擴(kuò)散逸出,防止延遲裂紋產(chǎn)生。對(duì)于厚壁容器、高剛性的焊接結(jié)構(gòu)以及一些在低溫、耐蝕條件下工作的構(gòu)件,焊后應(yīng)及時(shí) 進(jìn)行消除應(yīng)力的高溫回火,其目的是消除焊接殘余應(yīng)力,改善組織。焊后立即進(jìn)行高溫回火的焊件,無(wú)需再進(jìn)行后熱處理。14 低合金
26、高強(qiáng)鋼焊接時(shí),如何正確地選用焊接材料?總的原則是根據(jù)等強(qiáng)度的要求,即熔敷金屬的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與母材在同一檔次來(lái)選用焊接材料,具體選用,見(jiàn)表7。表7低合金高強(qiáng)鋼焊接材料的選用鋼 號(hào)強(qiáng)度級(jí)別手弧焊埋 弧 焊電渣焊(MPa焊條焊齊I焊絲焊齊焊絲CO焊焊絲09Mn2HJ43CH 08AH10MnSi09Mn2Si294E43HJ431H08MnAH08Mn2Si09MnVSJ301H08Mn2SiA薄板:H 08ASJ501H08MnA中板開坡口對(duì)接H08Mn2SiHJ43116MnHJ430開I形坡口對(duì)接HJ431H08Mn2SiA16MnCu343E50SJ301H08MnAHJ360H08MnMoA
27、YJ502-114MnNb 1H10Mn2YJ502-3厚板深坡口YJ506-4HJ350H10Mn2H08MnMoA開I形坡口對(duì)接H08MnAHJ43015MnVE50HJ431中板開坡口對(duì)接H10Mn2HJ431H10MnMoH08Mn2Si15MnVCu16MnNb392E55HJ360H08Mn2MoVH08Mn2SiAH10MnSiHJ250厚板深坡口HJ350H08MnMoASJ10115MnVN15MnVNCSJ431H10Mn2u 441E55HJ350I 1 icH08MnMoAHJ431H10MnMoH08Mn2Si15MnVTiR3E60HJ250SJ101H08Mn2M
28、oAHJ360H08Mn2MoVH08Mn2SiA18MnMoNbE60HJ250H08Mn2MoAHJ431H10Mn2MoA14MnMoV,490E70HJ350H08Mn2MoVAHJ360H10Mn2MoVH08Mn2SiMc14MnMoVCuSJ1011H08Mn2NiMo|H10Mn2NiMOA15 試述16Mn鋼的焊接工藝。16Mn鋼屬于碳鉆鋼,碳當(dāng)量為0.345%0.491%,屈服點(diǎn)等于343Mpa強(qiáng)度級(jí)別屬于343MPa 級(jí))。16Mnffi的合金含量較少,焊接性良好,焊前一般不必預(yù)熱。但由于16Mn鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大,所以在低溫下(如冬季露天作業(yè))或在大剛性、大厚度結(jié)
29、構(gòu)上焊接時(shí), 為防止出現(xiàn)冷裂紋,需采取預(yù)熱措施。不同板厚及不同環(huán)境溫度下16Mn鋼的預(yù)熱溫度,見(jiàn)表8。16Mn鋼手弧焊時(shí)應(yīng)選用E50型焊條,如堿性焊條E501s E5016,對(duì)于不重要的結(jié)構(gòu),也可 選用酸T北焊條E500& E5001。對(duì)厚度小、坡口窄的焊件,可選用 E4315 E4316焊條。表8 焊接16Mn鋼的預(yù)熱溫度焊件厚度(mm/、同氣溫卜的預(yù)熱溫度計(jì)(C)116以上162425 4040以上不低于10C小預(yù)熱,10 C以下預(yù)熱100150c不+ 5 c正陽(yáng), 5 c 以卜陽(yáng) 100150c不彳廿 0c正陽(yáng),0c 以卜陽(yáng) 100150c均預(yù)熱100150c16Mn鋼埋弧焊時(shí)H
30、08MnA呈絲配合焊劑HJ431 (開I形坡口對(duì)接)或H10Mn2旱絲配合焊劑 HJ431 (中板開坡口對(duì)接),當(dāng)需焊接厚板深坡口焊縫時(shí),應(yīng)選用 H08MnMoA絲配合焊劑 HJ431。16Mn鋼是目前我國(guó)應(yīng)用最廣的低合金鋼,用于制造焊接結(jié)構(gòu)的16Mnffi均為16MnRffi 16Mng鋼。16 試述18MnMoN鋼的焊接工藝。18MnMoN鋼的屈服點(diǎn)等于490MPa(屬于490MPag鋼),由于碳及合金鋼元素的含量都較高,所以淬火硬傾向及冷裂傾向均比 16Mnffi大。焊接工藝要點(diǎn):1)除電渣焊外,焊前對(duì)焊件應(yīng)采取預(yù)熱措施,預(yù)熱溫度控制在 150180c。對(duì)于剛度較 大的接頭,預(yù)熱溫度應(yīng)提
31、高至180230C。焊后或中斷焊接時(shí),應(yīng)立即進(jìn)行250350C 的后熱處理。2)焊接材料的選用,見(jiàn)表7。3)為保證接頭性能和質(zhì)量,應(yīng)適當(dāng)控制焊接線能量,如手弧焊時(shí),焊接線能量應(yīng)控制在 24kJ/cm以下;埋弧焊時(shí),焊接線能量應(yīng)控制在 35kJ/cm以下。但焊接線能量不能過(guò)小,否 則焊接接頭易出現(xiàn)淬硬組織和降低韌性。 同時(shí),層間溫度應(yīng)控制在預(yù)熱溫度和 300C之間。4)焊后應(yīng)進(jìn)行熱處理。電渣焊接頭熱處理的方式是900980C正火加630670C回火。手弧焊及埋弧焊接頭進(jìn)行消除焊接殘余應(yīng)力的高溫回火處理,回火溫度比一般鋼材回 火溫度低30 C左右。17 試述低溫用鋼的焊接工藝。工作溫度等于或低于-
32、20C的低碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼稱為低溫用鋼,其牌號(hào)及成分, 見(jiàn)表9。對(duì)低溫用鋼的主要要求是應(yīng)保證在使用溫度下具有足夠的塑性及抵抗脆性破壞的能 力。表9低溫容器用鋼的牌號(hào)及成分鋼號(hào)化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%CMnSiVTi16MnDR<0.201.20 1.600.20 0.6009MnTiCuREDR <0.121.40 1.70<0.400.04 0.100.03 0.0809Mn2VDR<0.121.40 1.700.20 0.0506MnNbDR<0.071.20 1.600.17 0.37化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%鋼號(hào)CuNbRESP16MnDR0.0350.
33、03509MnTiCuREDR20 0.400.02 0.050.15(加入量)0.0350.03509Mn2VDR06MnNbDR0.0350.0300.0350.030低溫用鋼由于含碳量低,淬硬傾向和冷裂傾向小,所以焊接性良好。焊接時(shí),為避免焊縫金 屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性,要求采用小的焊接線能量,焊接電流不宜過(guò) 大,宜用快速多道焊以減輕焊道過(guò)熱,并通過(guò)多層焊的重?zé)嶙饔眉?xì)化晶粒,多道焊時(shí)要控 制層間溫度不得過(guò)高,如焊接 06MnNbDR溫用鋼時(shí),層間溫度不得大于 300C。焊接低溫用鋼的焊條,見(jiàn)表10。表10 焊接低溫用鋼焊條焊條牌號(hào)焊條型號(hào)主要用途J 506GE5016G焊
34、接40 C工作的16MnDF®J507GRE5015G焊接一70c 工作的 09Mn2Vs 09MnTiCuRefflW707TW70-7Cu焊接一70c工作的低溫鋼及2.5%Ni鋼W707NiE 5515C 1焊接一90C工作的3.5%Ni鋼W907NiE 5515C 2焊接一100c 工作的 06MnNb 06AINbCuNR 3.5%Ni 鋼W107NiTW10-7Cu低溫用鋼焊后可進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理,以降低焊接結(jié)構(gòu)的脆斷傾向。18 試述珠光體耐熱鋼的焊接工藝。高溫下具有足夠的強(qiáng)度和抗氧化性的鋼稱為耐熱鋼,以 Cr、Mo為主要合金元素的低合金耐 熱鋼,基體組織是珠光體(或珠光體
35、 +鐵素體)稱為珠光體耐熱鋼,常用鋼號(hào)有 15CrMo 12CrMoV 12Cr2MoWVTi B 14MnMo v 18MnMoN b13MnNiMoNb由于珠光體耐熱鋼中含有一定量的 Cr、Moffi其它一些合金元素,所以熱影響區(qū)會(huì)產(chǎn)生硬脆 的馬氏體組織,低溫焊接或焊接剛性較大的結(jié)構(gòu)時(shí),易形成冷裂紋。因此在焊接時(shí)應(yīng)采取 以下幾項(xiàng)工藝措施:預(yù)熱 預(yù)熱是焊接珠光體耐熱鋼的重要工藝措施。為了確保焊接質(zhì)量,不論在定位焊或 正式施焊過(guò)程中,焊件都應(yīng)預(yù)熱并保持為 80150c用量弧次1打底和CO氣體保護(hù)焊時(shí),可 以降低預(yù)熱溫度或不預(yù)熱。焊后緩冷焊后應(yīng)立即用石棉布覆蓋焊縫及熱影響區(qū),使其緩慢冷卻。焊后熱
36、處理 焊后應(yīng)立即進(jìn)行高溫回火,防止產(chǎn)生延遲裂紋、消除應(yīng)力和改善組織。焊 后熱處理溫度應(yīng)避免在350500c溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行,因珠光體耐熱鋼在該溫度區(qū)間內(nèi)有強(qiáng) 烈的加火脆性現(xiàn)象。幾種常用珠光體耐熱鋼的焊后熱處理溫度見(jiàn)表 11。表11珠光體耐熱鋼焊后熱處理溫度鋼號(hào)需熱處理厚度(mm焊后高溫回火溫度(C)15CrMo>1068070012Cr1MoV672076020CrMo任何厚度72076012Cr2MoWVB任何厚度76078012Cr3MoVSiTiB任何厚度74078019 珠光體耐熱鋼焊接時(shí),如何正確地選用焊接材料?總的原則是根據(jù)化學(xué)成分的要求,即熔敷金屬的化學(xué)成分應(yīng)與母材相當(dāng)來(lái)選用
37、焊接材料。具體選用,見(jiàn)表12。表12珠光體耐熱鋼焊接材料的選用鋼號(hào)手弧焊埋 弧 焊氣體保護(hù)焊焊條牌號(hào)焊條型號(hào)焊絲與焊劑匹配焊絲牌號(hào)15CrMoR307E5515-B2H08CrMoA+IIJ350H08CrMnSiMo12CrMoVR317E5515-B2-VH08CrMoV+HJ350H08CrMnSiMoCr2MoR407 1E6015-B3H08Cr3MoMnA+hJ350H08Cr3MoMnS12CrMoWV-TiEB R347E5515-B3-VWH08Cr2MoWVNbB+HJH0BCr2MnWVN14MnMoV18MnMoNbJ606J607E6016-D1E6015-D1H08
38、Mn2MoA+HJ35CH08Mn2SiMo13MnNiMoNb J607NiE 6015GH08Mn2NiMo+HJ35CH08Mn2NiMoS原則上,各種金屬都能進(jìn)行焊接,但金屬本身固有的基本性能,還不能直接表明它在焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么 問(wèn)題以及焊接后接頭性能是否能滿足使用要求,所以,金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性用焊接性來(lái)衡量。1 .焊接性概念金屬的焊接性是指在一定的焊接工藝條件下,獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。 其內(nèi)容包括兩個(gè)方面:一是金屬在經(jīng)受焊接加工時(shí)對(duì)缺陷的敏感性,即工藝焊接性;二是焊成的接頭在使用條件下可靠運(yùn)行的能力,即使用焊接性。1)工藝焊接性工藝焊接性是一個(gè)相對(duì)的概念, 如果一種金屬
39、可以在很簡(jiǎn)單的工藝條件下焊接而獲得完好的接頭,能夠滿足使用要求,就可以說(shuō)是焊接性良好。反之,如果必須保證很復(fù)雜的工藝條件,如高溫預(yù)熱、焊后復(fù)雜熱處理等,或所焊的接頭在性能上不能很好地滿足要求,就可以認(rèn)為焊接性差。工藝焊接性就是指金屬在一定的工藝條件下,能得到優(yōu)質(zhì)焊接接頭的能力。它不是金屬本身固有的性能,而是隨焊接條 件的變化而變化。2)使用焊接性使用焊接性是指整個(gè)焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)條件規(guī)定的使用性能的程度。包括力學(xué)性能、 缺口敏感性、耐腐蝕性等。2 .焊接性試驗(yàn)方法金屬材料的可焊性是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式條件下,獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。鋼材可焊
40、性的主要因素是化學(xué)成分。在各種元素中,碳的影響最明顯,其它元素的影響 可折合成碳的影響,因此可用碳當(dāng)量方法來(lái)估算被焊鋼材的可焊性。硫、磷對(duì)鋼材焊接性 能影響也很大,在各種合格鋼材中,硫、磷都要受到嚴(yán)格限制。鋼材塑性良好,淬硬傾向不明顯,可焊性良好。鋼材塑性下降,淬硬傾向明顯,可焊性較差。鋼材塑性較低,淬硬傾向很強(qiáng),可焊性不好。常用鋼材的可焊性一般為低碳及低合金鋼較好,中碳及中合金鋼較差,高碳及高合金鋼 最差 鑄鐵含碳量高,組織不均勻,塑性很低,屬于可焊性很差的金屬材料,因此不應(yīng)該考慮鑄 鐵的焊接構(gòu)件。鑄鐵的焊接主要是焊補(bǔ)工作。鑄鐵焊補(bǔ)時(shí)熔合區(qū)易產(chǎn)生白組織,易產(chǎn)生 裂縫,易產(chǎn)生氣孔。焊前將鑄鐵工
41、件整體或局部預(yù)熱到 600700C ,焊后緩慢冷卻的工藝稱為熱焊法。焊補(bǔ)之前,工件不預(yù)熱或只進(jìn)行 400C以下低溫預(yù)熱的焊補(bǔ)方法稱為冷焊法。冷焊法一 般是用手工電弧焊進(jìn)行焊補(bǔ)鋼芯鑄鐵焊條焊絲為低碳鋼,一種是藥皮有強(qiáng)氧化性成分能使熔池中的硅、 碳大量燒損, 以獲得塑性較好的低碳鋼焊縫。另一種是在藥皮中加入大量鈾鐵,能使焊縫金屬成為高銳 鋼,因此具有較好的抗裂性及加工性,可用于高強(qiáng)度鑄鐵及球墨鑄鐵的補(bǔ)焊。鍥基鑄鐵焊條焊絲是純鍥或鍥銅合金,焊補(bǔ)后,焊縫為塑性好的鍥基合金。銅基鑄鐵焊條用銅絲作焊芯或用銅芯鐵皮焊芯,外涂低氫型涂料。有色金屬可焊性較差,一般用氮弧焊方法焊接。異種金屬焊接性也較差,通過(guò)增加
42、過(guò)渡層金屬和堆焊隔離層的方法解決熔合和母材金屬稀 釋問(wèn)題研究在熔化焊接過(guò)程中所發(fā)生的“氣體 -熔渣-金屬”之間的物理、化學(xué)變化,熔化金屬的結(jié)晶凝固,以及由于焊接熱循環(huán)造成的焊接熱影響區(qū)內(nèi)金屬的組織和性能的變化。運(yùn)用冶金學(xué)的知識(shí)研究焊接過(guò)程,促進(jìn)了焊接的發(fā)展;同時(shí)焊接冶金的發(fā)展也促使出現(xiàn)了新的冶金工藝二次重熔。焊接化學(xué)冶金焊接化學(xué)冶金反應(yīng)的特點(diǎn)是溫度高而時(shí)間短促;相間反應(yīng)界面的比表面積大;因此,反應(yīng)極為激烈。焊接化學(xué)冶金過(guò)程是分區(qū)域(或階段)連續(xù)進(jìn)行的;以手工電弧焊為例,可分為藥皮反應(yīng)區(qū)、熔滴反應(yīng)區(qū)和熔池反應(yīng)區(qū)(圖 1)。圖1電孤焊垢池示意焊接熔渣是在焊接過(guò)程中,主要由焊條藥皮或焊劑形成的,起冶
43、金處理、機(jī)械保護(hù)金屬和改善焊接工藝性能的作用。焊接熔渣的主要組成是各種氧化物,還有氟化物、氯化物和硼酸鹽類。氧化物有酸性的、中性的和堿性的。衡量熔渣的堿性強(qiáng)弱采用堿度,最常用和簡(jiǎn)便的計(jì)算方法是堿性氧化物的重量總和同酸性氧化物的重量總和之比(見(jiàn)爐渣)。堿度大于1.3的焊渣稱為堿性渣,反之稱為酸性渣。焊渣堿度對(duì)焊接冶金過(guò)程有很大影響。采用堿性焊渣時(shí),焊縫金屬具有較好的綜合機(jī)械性能,抗裂性能提高,同時(shí)焊縫的脫氧及脫硫也較好。完善的脫氧可提高焊縫金屬(如鋼)的綜合機(jī)械性能。焊接時(shí)的脫氧過(guò)程可分為兩類:先期脫氧,即焊條藥皮或焊劑中的脫氧劑 (Mn、Si、Al、Ti等)與高價(jià)氧化物和碳酸鹽類在焊接的熔池中
44、早期發(fā)生還原反應(yīng)。沉淀脫氧,溶于液態(tài)金屬(如鋼液)中的脫氧劑直接與金屬液體中的FeO發(fā)生脫氧反應(yīng);各種鋼焊接時(shí),利用Si、Mn聯(lián)合脫氧能取得較好的脫氧效果。沉淀脫氧在脫氧過(guò)程中起最后的決定性作用。焊縫金屬的凝固 焊接熔池的凝固條件不同于一般鑄錠。焊接熔池體積小、 溫度高而不均勻,中心溫度近于沸點(diǎn),而周圍都是未熔化的被焊接金屬(母材),因此溫度梯度大、冷卻速度快。焊縫凝固結(jié)晶始于熔池邊緣的最低溫度處,以半熔化的母材金屬晶粒為非自發(fā)晶核,開始結(jié)晶生長(zhǎng),即所謂“聯(lián)生結(jié)晶”。另一特點(diǎn)為由于冷卻速度快,所以結(jié)晶從半熔化的晶粒表面開始后,沿著與散熱相反的方向,以柱狀晶的形態(tài)向熔池中心迅速生長(zhǎng),直到柱狀晶互
45、相接觸為止。同時(shí),由于柱狀晶的生長(zhǎng)速度很快,熔池中即使存在著難熔質(zhì)點(diǎn),也很難作為晶核長(zhǎng)大成等軸晶粒。這樣,焊縫就具有柱狀晶特征(圖2)。焊接熱作用特點(diǎn) 焊接熱源的局部集中, 導(dǎo)致不均勻的溫度場(chǎng)。 離焊縫越遠(yuǎn),被加熱達(dá)到的峰值溫度 越低,如圖3所示。不均勻的溫度場(chǎng)將引起不均勻的應(yīng)力和變形,并造成不均勻的組織和性能變化。此 外,焊接熱源始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中,焊接區(qū)中任何一點(diǎn)的溫度變化都是準(zhǔn)穩(wěn)態(tài),熱源移近時(shí)迅速升溫,熱源移開時(shí)則迅速降溫。這就決定了焊接過(guò)程中所發(fā)生的各種冶金學(xué)變化都無(wú)法達(dá)到平衡狀態(tài)。焊接熱循環(huán)特性焊接區(qū)某點(diǎn)的溫度隨時(shí)間的變化過(guò)程稱為焊接熱循環(huán)。圖4為單道焊接的熱循環(huán)特性。溫度很快地升
46、高到峰值溫度 (Tmax,例如低合金鋼手弧焊時(shí)在 4秒內(nèi)即可升到1100 。而高溫停留 時(shí)間tH很短,例如在Ac3 (見(jiàn)鐵碳平衡圖) 以上只有幾秒到十幾秒鐘。冷卻速度co c相當(dāng)大,往往會(huì)引起 淬火。決定焊接熱循環(huán)特性的主要因素是材料的熱物理性能、焊件尺寸、焊件初始溫度以及焊接工藝參數(shù)。圖4單道岸 慧的執(zhí)褶環(huán)幡 性71”峰值溫 度N加在茶 哥謾丁副以上 葡停酬耐間1 s=在某一溫 度丁中葉忱耀 時(shí)埠卻遍度多道焊時(shí),其焊接熱循環(huán)具有更為復(fù)雜的特點(diǎn)。后一焊道對(duì)前一焊道起后熱作用,產(chǎn)生熱處理效果;而前一焊道對(duì)后一焊道具有預(yù)熱的作用。焊接熱影響區(qū)的范圍和組織變化加熱峰值溫度低于材料的熔化溫度 (Ts)
47、而又高于材料能發(fā)生組織變化的臨界溫度(Tcr)的母材區(qū)域,即為熱影響區(qū)。對(duì)大多數(shù)非調(diào)質(zhì)鋼常取其 Ac1為其Tcr;而對(duì)調(diào)質(zhì)鋼,其實(shí)際回火溫度即為其 Tcr。在焊接熱循環(huán)的作用下,熱影響區(qū)內(nèi)實(shí)質(zhì)上在進(jìn)行著一種特殊形式的熱處理,其結(jié)果往往是使焊前的熱處理效果受到破壞,在不同的局部位置會(huì)產(chǎn)生種種組織變化,從而引起硬化、軟化以及脆化現(xiàn)象,甚至還會(huì)產(chǎn)生焊接裂紋。一般說(shuō)來(lái),對(duì)調(diào)質(zhì)鋼而言,凡超過(guò)Ac1的部位可能產(chǎn)生淬火組織,而溫度介于Ac1和原始溫度之間的部位將進(jìn)行回火過(guò)程。對(duì)非調(diào)質(zhì)鋼而言,在超過(guò)Ac1的部位由于發(fā)生相變,隨溫度不同而使其晶粒粗細(xì)差別很大。例如圖5為正火處理的15MnVN廊J埋弧自動(dòng)焊時(shí)的熱
48、影響區(qū)組織變化特征。0S5 正火態(tài)JSMnVNb銅埋孤自動(dòng)煤的拄影響區(qū)蛆史交代將征 X20】算縫2過(guò)熱相品縣3正火摑此區(qū)4部分 相麥區(qū)C/sX“因阿)5咻物藻組織對(duì)于沉淀強(qiáng)化合金,在熱影響區(qū)內(nèi)將產(chǎn)生相的溶解和析出過(guò)程,??梢?jiàn)到粗晶粒的局部固溶區(qū)和由 于過(guò)時(shí)效而產(chǎn)生的軟化。對(duì)于冷作強(qiáng)化的金屬,在熱影響區(qū)內(nèi)由于發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶過(guò)程,而可出現(xiàn)軟 化區(qū)域。第四節(jié)常用金屬材料的焊接金屬材料的焊接性,俗稱可焊性,是指金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性。主要指在一定的焊接工藝條 件下,獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。焊接奧氏體不銹鋼時(shí),很容易獲得無(wú)缺陷的焊接接頭,即接合性能好。金屬材料的焊接性主要決定于焊接接頭的組織及
49、其性能。一般說(shuō)來(lái),焊接同種金屬材料時(shí),接頭組 織與焊件相同或相近, 焊接性較好;焊接異種金屬材料時(shí), 接頭組織至少與某一焊件不同,焊接性較差。無(wú)論采用何種材料焊接,如果焊接接頭中形成又脆又硬的組織,則焊接性就差。一般說(shuō)來(lái),鑄造要產(chǎn)生鑄造熱應(yīng)力,鍛造要產(chǎn)生形變應(yīng)力,熱處理要產(chǎn)生組織應(yīng)力。熔焊和釬焊的 焊縫金屬可以近似看成是經(jīng)歷了鑄造過(guò)程;壓焊接頭可以近似看成是經(jīng)歷了鍛造過(guò)程。焊接時(shí)局部加熱 后冷卻可以近似看成是焊接接頭經(jīng)歷了熱處理過(guò)程。因此,焊接過(guò)程中焊件內(nèi)將產(chǎn)生熱應(yīng)力、形變應(yīng)力 和組織應(yīng)力,它們的矢量和就是焊接應(yīng)力。焊接應(yīng)力將導(dǎo)致焊接接頭產(chǎn)生裂紋的傾向和焊件的變形。如 果被焊材料具有良好的塑性
50、,將可能通過(guò)塑性變形減緩應(yīng)力,從而減少熱裂紋、冷裂紋產(chǎn)生的傾向性。 因此,材料的塑性也是影響其焊接性的一個(gè)重要因素。一、金屬材料的焊接性鋼材焊接性評(píng)定的最簡(jiǎn)便方法就是碳當(dāng)量法。在鋼材的成分中,影響最大的是碳。其次是鎰、銘、鈕等,通常把鋼中合金元素(包括碳)的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量,稱為碳當(dāng)量,用符號(hào)CE 來(lái)表示。碳當(dāng)量可作為評(píng)定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)。國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度 結(jié)構(gòu)鋼按下面公式計(jì)算其碳當(dāng)量。式中化學(xué)元素符號(hào)表示該元素在鋼中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的上限。實(shí)踐證明,碳當(dāng)量越大,鋼材的焊接性就越 差。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),當(dāng):CE< 0.4%時(shí),鋼材的淬硬傾向小,焊接性良好,焊
51、接這類材料時(shí)一般不需預(yù)熱。只有在工件厚大或低溫下焊接時(shí)才考慮焊前預(yù)熱。C上 0.4%-0.6%時(shí),鋼材的淬硬傾向較大,焊接性較差,需要采用適當(dāng)?shù)念A(yù)熱、緩冷等工藝措施。CE> 0.6%時(shí),鋼材的淬硬傾向嚴(yán)重,焊接性差,需要進(jìn)行較高溫度的預(yù)熱和采取嚴(yán)格的工藝措施。利用碳當(dāng)量法只能簡(jiǎn)便粗略地評(píng)定鋼材的焊接性,因?yàn)殇摬牡暮附有赃€要受許多因素的影響。鋼材的實(shí)際焊接性,還應(yīng)根據(jù)焊件的具體情況通過(guò)試驗(yàn)確定。二、常用金屬材料的焊接(一)非合金鋼及合金鋼的焊接性1、低碳鋼的焊接由于低碳鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.25%,有良好的塑性,也沒(méi)有淬硬傾向,所以,焊接性良好。幾乎所有的焊接方法都可適用于焊接低碳鋼,
52、并能保證焊接接頭質(zhì)量。應(yīng)用最多的方法是焊條電弧 焊、埋弧、自動(dòng)焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊和電阻焊。2、中高碳鋼的焊接由于中碳鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.25%-0.6%之間,含碳量比較高,淬硬性比較嚴(yán)重,焊接接頭易形成淬硬組織、氣孔和裂紋,因此,焊接 性比較差。對(duì)于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于 0.6%的高碳鋼,其焊接性更差,有著與中碳鋼相似的焊接特點(diǎn),這類鋼一般 不用于制造焊接結(jié)構(gòu)件,有時(shí)只用來(lái)修補(bǔ)工件。3、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接在焊接生產(chǎn)中,由于低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的含碳量屬于低碳鋼范圍,因此,應(yīng)用較廣。但由于合金元素的種類和含量不同,其焊接性也有所不同,當(dāng)碳當(dāng)量越高,焊接性就越差。4、奧氏體不銹鋼的焊接性在不銹鋼焊接材料中,應(yīng)用最廣泛的是奧氏體不銹鋼,其焊接時(shí),一般不需采用特殊的工藝措施,焊接性能良好。奧氏體不銹鋼常用焊條電弧焊和鴇極僦弧焊或埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行焊接,焊條電弧焊時(shí),焊條的化學(xué)成分必 須與母材相同;僦弧焊和埋弧自動(dòng)焊時(shí),應(yīng)選用能保證焊縫化學(xué)成分與母材相同的焊絲。第三節(jié)低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接一、低碳調(diào)質(zhì)鋼典型鋼種成分及性能熱扎和正火條件下,鋼中通過(guò)增加合金元素的含量來(lái)提高強(qiáng)度,其結(jié)果是塑性和韌性降低,而且隨著強(qiáng)
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