各种材料的焊接性能

《各种材料的焊接性能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《各种材料的焊接性能（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、金属材料的焊接性能（1）焊接性能良好的钢材主要有：低碳钢（含碳量 ）;低合金钢（合金元素含量13、含碳量 ）；不锈钢（合金元素含量3、含碳量）。（2）焊接性能一般的钢材主要有：中碳钢（合金元素含量1、含碳量）；低合金钢（合金元素含量3、含碳量）；不锈钢（合金元素含量1325、含碳量）（3）焊接性能较差的钢材主要有：中碳钢（合金元素含量1、含碳量）；低合金钢（合金元素含量13、含碳量）；不锈钢（合金元素含量 13、含碳量）。（4）焊接性能不好的钢材主要有：中、高碳钢（合金元素含量1、含碳量）；低合金钢（合金元素含量 13、含碳量）；不锈钢（合金元素含量 13、含碳量）。焊条和焊丝选择的基本要点如

2、下： 同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素： 考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能； 考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位 置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况： 一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢 板的焊接。焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（ GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980984-76）等有关国家标准。#15CrMoR 的换热器的热处理工艺 *当板厚超

3、过筒体内径的 3时，卷板后壳体须整体热处理。*15CrMoR焊接性能良好。手工焊用E5515-B2 （热307）焊条，焊前预热至200-250C（小口 径薄壁管可不预热），焊后650-700C回火处理。自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。 #压力容器用钢的基本要求 压力容器用钢的基本要求：较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。改善钢材性能的途径：化学成分的设计,组织结构的改变,零件表面改性。本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。一、化学成分钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。1、碳:碳含量增加时，钢的强度增大，可焊性下降，焊接时易在热影响区出现裂纹。因此压力容器用钢

4、的含碳量一般不应大于%。2、钒、钛、铌等：在钢中加入钒、钛、铌等元素，可提高钢的强度和韧性。3、S、P 是钢中最主要的有害元素: 硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性。将硫和磷等有害元素含量控制在很低水平，即大大提高钢材的纯净度，可提高钢材的韧性、 抗应变时效性能、抗回火脆化性能、抗中子辐照脆化能力和耐腐蚀性能。因此，与一般结构钢相比，压力容器用钢对硫、磷、氢等有害杂质元素含量的控制更加严格。例如，中国压力容器用钢的硫和磷含量分别应低于%和%。随着冶炼水平的提高，目前已可 将硫的含量控制在%以内。化学成分对热处理也有决定性的影响，如果

5、对成分控制不严，就达不到预期的热处理效果。二、力学性能材料的力学行为由于载荷（如载荷种类、作用方式等）和应力状态的不同，以及钢材在受力状态下它所处的工作环境的不同，钢材受力后所表现出的不同行为，称为材 料的力学行为。钢材的力学行为，不仅与钢材的化学成分、组织结构有关，而且与材料所处的应力状态和环 境有密切的关系。力学性能决定力学行为。 钢材的力学性能主要是表征强度、韧性和塑性变形能力的判据， 是机械设计时选材和强度计算的主要依据。a、压力容器设计中，常用的强度判据：包括抗拉强度6 b,屈服点6 s,持久极限，蠕变极限，疲劳极限6-1。b、压力容器设计中，常用的塑性判据：断后伸长率5,断面收缩率

6、。c、压力容器设计中，常用的韧性判据：冲击吸收功Akv,韧脆转变温度，断裂韧性。韧性:临界裂纹尺寸的大小主要取决于钢的韧性和拉伸应力。如果钢的韧性高，压力容器所允许的临界裂纹尺寸就越大，安全性也越高。为防止发生脆性断裂和裂纹快速扩展，压力容器常选用韧性好的钢材。Akv:夏比V型缺口冲击吸收功Akv，能较好地反映材料的韧性，与断裂韧性有较好的数值 联系，世界各国压力容器规范标准都对Akv提出了要求。如16MnR钢板，要求在00C时的横向（指冲击试件的取样方向）Akv不小于31J。当使用温 度低于或等于-200C时，需要考虑低温冲击韧性，并根据应力水平、设计温度和厚度，确定 夏比V型缺口冲击试验温

7、度和Akv的指标。三、制造工艺性能冷加工的要求制造过程中进行冷卷、冷冲压加工的零部件要求钢材有良好的冷加工成型 性能和塑性，其断后伸长率5应在1520%以上。为检验钢板承受弯曲变形能力，一般应 根据钢板的厚度，选用合适的弯心直径，在常温下做弯曲角度为1800的弯曲实验。试样外 表面无裂纹的钢材方可用于压力容器制造。焊接的要求可焊性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。钢材的可 焊性主要取决于它的化学成份。碳其中影响最大的是含碳量。含碳量愈低，愈不易产生裂纹,可焊性愈好。合金元素一一影响通常是用碳当量Ceq来表示。国际焊接学会所推荐的公式为:中国“锅炉压力容器制造许可条件”中的公

8、式为:式中的元素符号表示该元素在钢中的百分含量。一般认为，Ceq小于时，可焊性优良；Ceq大于时，可焊性差。中国目前对压力容器用 钢尚未规定碳当量要求，但上述计算碳当量的公式对分析焊接裂缝的敏感性具有一定的参考 价值。按上式计算的碳当量不得大于%。#压力容器焊接中防止冷裂纹的措施有哪些 *根据冷裂纹产生的原因，避免出现淬火组织，减少氢的来源，使熔化金属中的氢有机会 逸出，是防止和减少出现冷裂纹的原则。具体可采用下述措施。（1）严格控制焊接材料 一般焊接淬火倾向较大的钢种多选用低氢型焊条，个别情况下亦可选用奥氏体电焊条。焊前要仔细烘干焊条。控制焊接材料中的含氢量在%以下。（2）采用合适的焊接工艺

9、及规范 应尽量采用小电流多层焊。采用大电流虽然具有降低近缝区冷却速度的作用，但易过热，而 粗晶组织反而增加了淬火的倾向，促进冷裂。1）焊前进行预热。焊前预热这不仅能降低冷却速度，防止产生淬火组织，另外也有除 氢处理的作用。根据钢种不同，预热温度可在100300C之间。2）焊后保温缓冷。工件焊完后立即用石棉布或石棉灰盖上，以减慢冷却速度防止淬火。 对结构比较复杂，而钢种又易淬火的工件，除采取上述措施外，有时还要及时进行焊后热处 理，以消除应力、脆化相和除氢。#不锈钢焊接要点及注意事项不锈钢焊接要点及注意事项 1.采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性（焊丝接负极）2. 一般适合于 6mm 以下薄

10、板的焊接，具有焊缝成型美观，焊接变形量小的特点3. 保护气体为氩气，纯度为。当焊接电流为50150A时，氩气流量为810L/min,当 电流为150250A时，氩气流量为1215L/min。4. 钨极从气体喷嘴突出的长度，以45mm为佳,，在角焊等遮蔽性差的地方是23mm, 在开槽深的地方是56m m,喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。5. 为防止焊接气孔之出现，焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。6. 焊接电弧长度，焊接普通钢时，以 24mm 为佳，而焊接不锈钢时，以 13mm 为佳， 过长则保护效果不好。7. 对接打底时，为防止底层焊道的背面被氧化，背面也需要实施气体保护。8. 为使氩

11、气很好地保护焊接熔池，和便于施焊操作，钨极中心线与焊接处工件一般应保 持 8085角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小，一般为10左右。9. 防风与换气。有风的地方，务请采取挡网的措施，而在室内则应采取适当的换气措施。不锈钢 MIG 焊要点及注意事项1. 采用平特性焊接电源，直流时采用反极性（焊丝接正极）2. 一般采用纯氩气（纯度为）或Ar+2%02，流量以2025L/min为宜。3. 电弧长度，不锈钢的 MIG 焊接，一般都在喷射过渡的条件下来施焊，电压要调整到 弧长在 46mm 的程度。4. 防风。MIG焊接容易受到风的影响，有时微风而产生气孔，所以风速在0.5m/sec以 上的地方，都

12、应当采取防风措施。不锈钢药芯焊丝焊接要点及注意事项1采用平特性焊接电源，直流焊接时采用反极性。使用一般的CO2焊机就可以施焊，但 送丝轮的压力请稍调松。2. 保护气体一般为二氧化碳气体，气体流量以 2025L/min 较适宜。3. 焊嘴与工件间的距离以 1525mm 为宜。4. 干伸长度，一般的焊接电流为250A以下时约15mm，250A以上时约2025mm较为 合适。#焊接裂纹：铸铁焊接时出现的裂纹可分为冷裂纹和热裂纹两类。1、冷裂纹（1）焊缝中的冷裂当焊缝为铸铁型时，较易出现这种裂纹。当采用异质焊接材料焊接，使 焊缝成为奥氏体、铁素体或铜基焊缝时，由于焊缝金属有较好的塑性，配合采用合理的冷

13、焊 工艺，焊缝金属不易出现冷裂纹避免措施：对焊件进行整体加热（550700C）,使温差减小，降低焊接应力；采用加热减 应区法降低补焊处所受的应力。（ 2）热影响区的冷裂纹该种裂纹多数发生在含有较多渗碳体及马氏体的热影响区，在某些 情况下也可能发生在离熔合线稍远的热影响区。避免措施：对焊件进行整体预热，使温差减小，降低焊接应力；裁丝法2、热裂纹当采用低碳钢与镍基铸铁焊条冷焊时，则焊缝较易出现属于热裂纹的结晶裂纹避免热裂纹的措施：冶金措施：（1）通过调整焊缝化学成分，使其脆性温度区间缩小；（2）加入稀土元素，增强 脱 S、P 反应，以及使晶粒细化等途径，以提高焊缝的抗热裂纹性能。工艺措施：（1）采

14、用正确的冷焊工艺，使焊接应力降低；（2）使母材中的有害杂质较少熔入 焊缝。*楼主问的应该是金属焊接中的热裂纹和冷裂纹.说的比较简单一点热裂纹就是焊接过程中在温度较高、冷却过程中就出现的裂纹，原 因主要是晶界产生低熔点物质，在应力作用下开裂，裂纹一般是沿着晶界开裂。冷裂纹就是焊缝基本冷却以后出现的裂纹，这个时间会很长，有的很多年后才出现裂 纹。主要原因是内部氢（少数也有可能其他气体）析出聚集造成微型高压力空间，在应力作 用下延展开裂，裂纹有沿着晶界开裂，也有贯晶开裂，形式多样，有的能在断面上找到细微 的点状气孔。至于详细具体的原因和防治方法，要根据具体金属化学成分来分析。关于这方面的资 料其实很

15、多，你可以找来学习。最实用的解决办法就是，冷裂纹：采用预热缓冷和尽量降低拘束度；热裂纹则主要控制S、 P含量，减少焊缝合金化，再就是使用锤击法缓解焊接应力。#低合金高强度钢焊接有什么特点 低合金高强度钢焊接有什么特点1）。s=300400MPa级的低合金高强度钢：这些钢材一般是以热轧和正火状态使用，母材组织 为铁素体加珠光体.其碳当量一般在%以下,焊接性良好,故不需要采取特殊的工艺措施,只有 在厚板,接头钢性大或在温度低的情况下焊接时,为防止冷裂纹才需要采取一定的措施,如预 热,适当控制焊接工艺等.2）。 s=450550MPa 级的低合金高强度钢：这些钢正火后,母材组织为细晶粒铁素体加珠光体 或贝氏体。其碳当量较高，CE=%，有较明显的淬硬倾向。这类钢在焊接时，要适当预热和调 整焊接线能量，以控制热影响区的冷却速度，防止冷裂纹的产生。3）os=6001000MPa级的低合金高强度钢:为了使这类钢焊后的机械性能达到设计要求，焊 接时，应保证奥氏体的热影响区有足够的冷却速度，以便顺利获得低碳马氏体或下贝氏体组 织。这类钢的焊接接性差，焊接时除要严格控制氢外，还要采取措施，适当提