異種鋼的焊接要點(diǎn)

1、異種鋼的焊接第一節(jié) 焊接接頭的特點(diǎn)、成分、和組織的控制一，焊接接頭的特點(diǎn)異種鋼焊接接頭和同種鋼焊接接頭有本質(zhì)差異，主要是熔敷金屬與兩側(cè) 焊接熱影響區(qū)和母材存在的不均勻性，主要有：1. 化學(xué)成分不均勻。這是因為在焊接加熱過程中，兩側(cè)母材的熔化量，熔 敷金屬和母材熔化區(qū)的成分因“稀釋”作用會發(fā)生變化。 接頭區(qū)的成分不均 勻程度不僅取決于母材、填充金屬各自的原始成分，也受焊接工藝的影響， 易采用小電流、淺熔深。2. 組織的不均勻性。在焊接熱循環(huán)的影響下， 接頭內(nèi)的各區(qū)域組織是不同的， 而且在個別區(qū)域內(nèi)還會出現(xiàn)復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)。參見舍夫勒圖Nieq -鎳當(dāng)量；Creq鉻當(dāng)量（學(xué)會看舍夫勒圖）熔合比（稀釋

2、率） -在焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例稱為熔合比。用實驗測得的。= AA+B=A1+A2A1+A2+B 取決于焊接方法、規(guī)范、接頭形式、坡口角度、藥皮（焊劑）的性質(zhì)以及 焊條（焊絲）的傾角等因素3. 性能的不均勻性。由于組織、成分的變化，代來了性能上的不同，各種變 化會呈倍數(shù)關(guān)系變化，特別是焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū)沖擊值變化更大，同樣高 溫性能如持久強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度變化也很大。4. 應(yīng)力場分布不均勻。由于組織、成分的不同，接頭的熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系 數(shù)也不同，熱膨脹系數(shù)不同引起塑性區(qū)域不同，殘余應(yīng)力不同；導(dǎo)熱系數(shù)不 同會引起熱應(yīng)力不同。 在組織應(yīng)力和熱應(yīng)力的共同作用下發(fā)生疊加后會產(chǎn)生 應(yīng)力峰值，導(dǎo)

3、致接頭發(fā)生斷裂。總之，對于異種鋼焊接接頭，其成分、組織、性能和應(yīng)力場的不均勻是主要 特點(diǎn)。二，異種鋼焊縫金屬的成分、組織的控制1. 焊縫成分與舍夫勒組織圖的關(guān)系。 異種鋼焊接時由于選擇的焊材與母材不 同，要推算焊縫金屬的成分、 組織及性能。 舍夫勒組織圖就有這個功能。 （圖 2-3）奧氏體形成元素的鎳當(dāng)量計算公式：Nieq = wNi+30wC+0.5w Mn鐵素體形成元素的鉻當(dāng)量計算公式：Creq = wCr+wMo+1.5wSi+0.5wNb也可以由母材、填充金屬的成分和稀釋率求出焊縫金屬的成分。2. 影響稀釋率的因素。2.1 預(yù)熱的影響 . 預(yù)熱溫度高，稀釋率大，因為熔深增加了；反之就小

4、。 要適中。2.2 焊接參數(shù).電流大，稀釋率大；焊接速度小，稀釋率小。由于母材熔 化的單位面積的大小的影響。 見（圖 2-4 ）2.3 焊接方法.見（圖 2-5）2.4 接頭形式 . 坡口大，稀釋率?。黄驴谡?，稀釋率變化不大。見（圖2-6） （從母材熔化大小的角度理解） 三，不同焊接方法焊接異種金屬的特點(diǎn) （ 優(yōu)缺點(diǎn) ）1. 熔化焊：總有部分母材熔入焊縫引起稀釋 ,使接頭各區(qū)域組織狀態(tài)不 同. 通過調(diào)整工藝可以控制高溫的停留時間和減少熔深降低稀釋率。2. 壓力焊：接熱溫度不高或不加熱，減輕或避免熱循環(huán)對母材金屬性能 的不利影響，防止產(chǎn)生脆性的金屬間化合物，不存在稀釋率引起的接頭性能 問題。壓力

5、焊設(shè)備目前還不普及，限制了應(yīng)用范圍。3. 其他方法：母材不發(fā)生熔化和結(jié)晶過程，對接頭影響不大。在重要設(shè) 備中使用的較少。第二節(jié)，異種金屬焊接時的焊材和焊接方法選擇 一，熔合區(qū)的特點(diǎn)1. 熔合區(qū)分為未混合區(qū)和半熔化區(qū)， 填充金屬和母材金屬的成分差別越 大越不容易充分混合，熔合區(qū)越明顯。2. 稀釋率大，熔合區(qū)越明顯。3. 熔合區(qū)金屬液態(tài)停留時間長或流動性好，成分越均勻，熔合區(qū)有所減 少。4. 熔合區(qū)成分的不均勻性，可以調(diào)整焊接參數(shù)和熱處理工藝加以改善。 二，焊接方法選擇（滿足質(zhì)量要求為前提）1. 效率和經(jīng)濟(jì)性；2. 了解不同焊接方法的適用性；3. 針對不同材料的特點(diǎn)及工藝性；三，焊材的選擇 異種鋼

6、焊接是以金相組織來分的。目前國際上對異種鋼的組織分類有三種即：A/F 、A/M、 F/M ；國內(nèi)分為 3類 6組，A/M、A/B、A/P；M/B、M/P；B/P。書中介紹了 4 種選材原則，在此不介紹了。 介紹國際的選材原則。AWS¾ BS工藝規(guī)范的指導(dǎo)性意見：1. 焊接金屬化學(xué)成分與低合金一側(cè)的材料一致；（低配）2. 焊接金屬化學(xué)成分與高合金一側(cè)的材料一致；（高配）3. 焊接金屬化學(xué)成分取二種母材的中間成分； （中間配）4. 焊縫采用鎳基合金材料。第三節(jié)，異種鋼的焊接要點(diǎn)1. 要考慮熔合線附近的韌性下降。該處產(chǎn)生了脆性組織或脆性產(chǎn)物，在應(yīng)力 的作用下易產(chǎn)生裂紋。2. 接頭可以通過調(diào)

7、整焊接方法、焊接工藝及參數(shù)、坡口形式、焊條種類等方 法加以改善和避免。3. 焊縫的稀釋率與鋼材的合金含量有關(guān)， 隨著合金含量的增多， 稀釋率增大 P體鋼單層對接焊的在2040%, A體鋼比P體鋼高1020%。4. 被焊件的兩側(cè)鋼材之一是淬硬鋼時必須預(yù)熱，預(yù)熱溫度按淬硬鋼側(cè)選擇。用 A 體焊條焊接時可適當(dāng)降低溫度或不預(yù)熱。5. 合理的焊后熱處理非常重要。對于 F/M異種鋼接頭處理時，最高溫度不 能超過F體鋼側(cè)的上限，保證強(qiáng)度。6. AM(F)異種鋼焊接時，可在非A體側(cè)坡口預(yù)先堆焊一層高 Cr(Ni)的金屬, 然后再用A體鋼焊條焊接，非A側(cè)堆焊時是否預(yù)熱應(yīng)視具體鋼種確定 第四節(jié)，低碳與低合金鋼的焊

8、接要點(diǎn)：1. 預(yù)熱：按照低合金鋼選擇；2. 選材：按照強(qiáng)度、塑性、韌性不低于兩側(cè)母材的最低值；3. 工藝參數(shù)：合適的線能量，晶粒粗大不易消除，焊縫和熱影響區(qū)的韌性不 好；(書中介紹可以用大的E,其實不好)4. 焊后熱處理的選擇按照低合金鋼選擇。 第五節(jié)，低合金耐熱鋼與低合金鋼的焊接要點(diǎn)1. 防止冷裂，選用低氫型焊條；2. 預(yù)熱和焊后熱處理按照耐熱鋼選擇；3. 坡口選用較窄型，即用小的熔合比；4. 整個焊接過程做好防止“氫”的侵入和逸氫的工作，防止延遲裂紋。 第六節(jié)，低合金鋼與馬氏體鋼的焊接要點(diǎn)1. 焊接性較差，有淬硬傾向；2. 形成“白帶”，在珠光體鋼側(cè)形成脫碳層，馬氏體鋼側(cè)有增碳層；3. 較

9、高的預(yù)熱溫度和層間溫度，目的是防止冷裂紋和減少殘余應(yīng)力；4. 焊后增加一次促進(jìn)馬氏體的轉(zhuǎn)變過程的處理， 然后再進(jìn)行正常的熱處 理。熱處理溫度以馬氏體鋼側(cè)選擇；5. 選擇焊材有3種情況一是低配，二是高配，三是用 A體焊條；第七節(jié)，低合金鋼與奧氏體鋼的焊接要點(diǎn)1. 要考慮熔合比（ ），容易降低焊縫內(nèi)的合金元素含量，導(dǎo)致發(fā)生馬氏 體產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變，接頭性能變壞；2. 一般選擇焊材多用 A 體焊材，或者在低合金耐熱鋼側(cè)堆焊一層高 V、Nb、 Ti 含量的堆焊層， 提高耐熱鋼的熱強(qiáng)性。 堆焊后要熱處理， 溫度按低合金耐 熱鋼選擇；3. 采用較小的焊接規(guī)范和工藝參數(shù)；4. 可以采用較大角度的坡口，減少熔合比。5. 需要預(yù)熱和焊后熱處理的部件。 第八節(jié)，鐵素體鋼與奧氏體鋼的焊接要點(diǎn)（基本同 PA 的焊接）1. 和 PA 的焊接相同，在 F 體鋼側(cè)有脫碳層和 A 體鋼側(cè)發(fā)生馬氏體產(chǎn)物的 轉(zhuǎn)變，接頭性能變壞；2. 焊材選擇一般用 Cr-Ni 含量高的焊條；3. 焊前可以不預(yù)熱，焊后有的要熱處理；4. 焊后熱處理是為了消除殘余應(yīng)力和因為二者不同的熱膨脹系數(shù)引起的附 加應(yīng)力，但熱膨脹系數(shù)引起的附加應(yīng)力是消除不掉的，只能加以改善或重新 分布。第九節(jié)，高鉻馬氏體鋼、高鉻鐵素體鋼與鐵素體 -