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為了改善焊接接頭的性能,必須從以下幾個(gè)方面加
時(shí)間: 2019-02-18 04:10:40
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為了改善焊接接頭的性能,必須從以下幾個(gè)方面加以控制: 焊接材料 不同的焊接材料與母材搭配,將影響焊縫金屬的化學(xué)成分和性能,但不影響熱影區(qū)的組織和性能。對(duì)于低碳鋼、低合金高
為了改善焊接接頭的性能,必須從以下幾個(gè)方面加以控制:
焊接材料
不同的焊接材料與母材搭配,將影響焊縫金屬的化學(xué)成分和性能,但不影響熱影區(qū)的組織和性能。對(duì)于低碳鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、低溫鋼,一般不要求焊縫金屬與母材成分一樣,而是要求力學(xué)性能與母材相近。為了提高焊分的抗裂性,減少焊縫中C、S、P、等雜質(zhì)元素的含量。為提高焊縫的塑性和韌性,一般在焊接材料中加入碳化物或氮化物的形成元素,如Mo、Nb、V、Ti、Al等,以細(xì)化焊縫組織。
對(duì)于耐熱鋼和不銹鋼等特殊性能的鋼材,為了保證焊縫具有與母材相接近的特殊性能,如高溫性能和耐腐蝕性能等,其焊接材料的化學(xué)成分應(yīng)與母材大致相同。
熔合比
熔合比是熔焊時(shí),被熔化的母材在焊道金屬中所占的體積百分比。也就是熔化的母材金屬占據(jù)整個(gè)焊縫金屬的百分比。熔合比影響焊縫金屬的性能是因?yàn)樗麑?duì)焊縫金屬的化學(xué)成分產(chǎn)生影響。當(dāng)焊接材料與母材相同時(shí),熔合比對(duì)焊縫和熔合區(qū)的性能無明顯影響。當(dāng)母材中合金元素較少,焊接材料中合金元素較多時(shí),在這些合金元素對(duì)改善焊縫性能起關(guān)鍵作用的情況下,應(yīng)減少焊縫中母材金屬的含量,避免焊縫性能下降,這時(shí)應(yīng)控制熔合比小一些。當(dāng)母材中焊合金元素較多,而焊接材料中合金元素較少時(shí),如果這些元素對(duì)改善焊縫性能有利,則應(yīng)增加熔合比可提高焊縫性能。另外,當(dāng)母材中C、S、P含量較多時(shí),應(yīng)減少熔合比,以減少C、S、P成分進(jìn)入焊縫,可提高焊縫的塑性和韌性,以防止產(chǎn)生裂紋。在實(shí)際施工中,常通過調(diào)節(jié)焊接坡口的大小來控制熔合比。不開坡口是熔合比最大;坡口越大,熔合比越小。
焊接方法
焊接方法對(duì)焊接接頭的影響見圖1
焊接材料
不同的焊接材料與母材搭配,將影響焊縫金屬的化學(xué)成分和性能,但不影響熱影區(qū)的組織和性能。對(duì)于低碳鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、低溫鋼,一般不要求焊縫金屬與母材成分一樣,而是要求力學(xué)性能與母材相近。為了提高焊分的抗裂性,減少焊縫中C、S、P、等雜質(zhì)元素的含量。為提高焊縫的塑性和韌性,一般在焊接材料中加入碳化物或氮化物的形成元素,如Mo、Nb、V、Ti、Al等,以細(xì)化焊縫組織。
對(duì)于耐熱鋼和不銹鋼等特殊性能的鋼材,為了保證焊縫具有與母材相接近的特殊性能,如高溫性能和耐腐蝕性能等,其焊接材料的化學(xué)成分應(yīng)與母材大致相同。
熔合比
熔合比是熔焊時(shí),被熔化的母材在焊道金屬中所占的體積百分比。也就是熔化的母材金屬占據(jù)整個(gè)焊縫金屬的百分比。熔合比影響焊縫金屬的性能是因?yàn)樗麑?duì)焊縫金屬的化學(xué)成分產(chǎn)生影響。當(dāng)焊接材料與母材相同時(shí),熔合比對(duì)焊縫和熔合區(qū)的性能無明顯影響。當(dāng)母材中合金元素較少,焊接材料中合金元素較多時(shí),在這些合金元素對(duì)改善焊縫性能起關(guān)鍵作用的情況下,應(yīng)減少焊縫中母材金屬的含量,避免焊縫性能下降,這時(shí)應(yīng)控制熔合比小一些。當(dāng)母材中焊合金元素較多,而焊接材料中合金元素較少時(shí),如果這些元素對(duì)改善焊縫性能有利,則應(yīng)增加熔合比可提高焊縫性能。另外,當(dāng)母材中C、S、P含量較多時(shí),應(yīng)減少熔合比,以減少C、S、P成分進(jìn)入焊縫,可提高焊縫的塑性和韌性,以防止產(chǎn)生裂紋。在實(shí)際施工中,常通過調(diào)節(jié)焊接坡口的大小來控制熔合比。不開坡口是熔合比最大;坡口越大,熔合比越小。
焊接方法
焊接方法對(duì)焊接接頭的影響見圖1
焊接參數(shù)
焊接參數(shù)直接影響焊縫形狀和焊接熱循環(huán)特征,進(jìn)而影響焊接接頭的組織和性能。采用小的焊接電流、較高的電弧電壓焊接時(shí),可獲得寬而淺的焊縫,結(jié)晶時(shí)最后凝固的低熔點(diǎn)雜質(zhì)被推向焊縫表面,因而可以改善焊縫中心處的力學(xué)性能,并可防止產(chǎn)生熱裂紋。如果采用大電流、低電壓焊接時(shí),焊縫窄而深,凝固時(shí)形成嚴(yán)重的區(qū)域偏析,容易產(chǎn)生熱裂紋。
焊接熱輸入越大,高溫停留時(shí)間越長(zhǎng),焊接熱影響區(qū)越寬,過熱現(xiàn)象越嚴(yán)重,晶粒越粗大,因而塑性和韌性嚴(yán)重下降;焊接熱輸入過小,則焊后冷卻速度增大,易產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織,導(dǎo)致塑性韌性嚴(yán)重下降,甚至產(chǎn)生冷裂紋。對(duì)于脆硬傾向較小的鋼,為了減少過熱,防止晶粒粗化,宜采用小的熱輸入時(shí),冷裂傾向也不大;對(duì)于脆硬傾向較大的鋼,為降低脆硬傾向,防止冷裂紋產(chǎn)生,熱輸入應(yīng)偏大些。但熱輸入過大,又會(huì)增大晶粒脆化傾向,這時(shí)通常采用預(yù)熱等工藝措施配合小的熱輸入來處理。
焊接參數(shù)直接影響焊縫形狀和焊接熱循環(huán)特征,進(jìn)而影響焊接接頭的組織和性能。采用小的焊接電流、較高的電弧電壓焊接時(shí),可獲得寬而淺的焊縫,結(jié)晶時(shí)最后凝固的低熔點(diǎn)雜質(zhì)被推向焊縫表面,因而可以改善焊縫中心處的力學(xué)性能,并可防止產(chǎn)生熱裂紋。如果采用大電流、低電壓焊接時(shí),焊縫窄而深,凝固時(shí)形成嚴(yán)重的區(qū)域偏析,容易產(chǎn)生熱裂紋。
焊接熱輸入越大,高溫停留時(shí)間越長(zhǎng),焊接熱影響區(qū)越寬,過熱現(xiàn)象越嚴(yán)重,晶粒越粗大,因而塑性和韌性嚴(yán)重下降;焊接熱輸入過小,則焊后冷卻速度增大,易產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織,導(dǎo)致塑性韌性嚴(yán)重下降,甚至產(chǎn)生冷裂紋。對(duì)于脆硬傾向較小的鋼,為了減少過熱,防止晶粒粗化,宜采用小的熱輸入時(shí),冷裂傾向也不大;對(duì)于脆硬傾向較大的鋼,為降低脆硬傾向,防止冷裂紋產(chǎn)生,熱輸入應(yīng)偏大些。但熱輸入過大,又會(huì)增大晶粒脆化傾向,這時(shí)通常采用預(yù)熱等工藝措施配合小的熱輸入來處理。
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