焊接母材材质分析

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1、一、焊接母材材质分析1、Q235钢Q235是普通碳素结构钢，产量大，应用之广。大量用于建筑及工程结构。用以制作厂房房架、高压输电铁塔。桥梁、车辆、锅炉。容器、船舶等，也大量用作对性能要求不高的机械零件。Q235钢的化学成分中，含碳量为0.12%~0.22%。含锰量为0.30%~0.65%，含磷量≤0.045%，含硫量≤0.035%~0.05%,含硅量≤0.30%。在力学性能上表现出的屈服强度235~300MP，抗拉强度380~470MP延伸率25~27%。Q235钢含碳量低，合金元素少，塑性变形降低应力的能力较弱，在一般的焊

2、接中不必预热，焊接性好。2、1Cr18Ni19不锈钢3、1Cr18Ni19不锈钢是奥氏体不锈钢的一种。其化学成分中，碳含量≤0.15%，含硅量≤1.00%，含锰量为≤2.0%，含磷量≤0.035，含硫量≤0.030%，镍含量为8.0~10.0%，鉻含量为17.00~19.00%,抗拉强度550~700Mpa,屈服强度250~300Mpa,延伸率35~50%。①1Cr18Ni19不锈钢的物理性能，它的导热系数大约只有低碳钢的一半，而线膨胀系数却大得多，所以焊后在接头中会产生较大的焊接应力。②1Cr18Ni19奥氏体不锈钢的成分

3、，如碳、硫、镍等会在熔池中形成低熔点共晶。如：硫与镍形成的Ni3S2熔点为645ºC，而Ni-Ni3S2共晶的熔点只有625ºC。③1Cr18Ni19奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大，结晶时间较长，且奥氏体结晶的枝晶方向性强，所以杂质偏析现象比较严重。综合上所述，1Cr18Ni19奥氏体不锈钢焊接时比较容易产生焊接热裂纹，包括焊缝的纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的的层间裂纹等。在焊接时，由于1Cr18Ni19奥氏体不锈钢在焊接时容易产生焊接热裂纹和晶间腐蚀等缺陷。因此，在焊条电弧焊时，应选用焊条EO-1

4、9-10Nb-15或EO-19-10Nb-160.首先该种焊条含碳量低，约为0.05%~0.07%，因为碳是造成晶间腐蚀的主要元素，同时，碳也是造成焊接热裂纹的元素之一，碳在奥氏体不锈钢中易形成低熔点共晶。其次，该焊条中的铌于1Cr18Ni19奥氏体不锈钢中的碳的亲和力比鉻强，能够与碳合成稳定的碳化物，从而避免石奥氏体晶界造成负鉻，对提高抗晶间腐蚀能力起到很好的作用。其三，该种焊条中鉻含量，能在焊缝中形成铁素体组织。其四，该种焊条是碱性焊条低氢型药皮，有利于抗裂性较高，防止焊接热裂纹的产生。二、工艺分析从以上的材质性能分析中

5、可以看出，要石1Cr18Ni19奥氏体不锈钢与Q235钢实施焊接，确保报时保量，还需采取以下几条针对性的工艺措施。1、防止焊缝热裂纹产生和产生脆性层的措施。低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接性主要取决于奥氏体不锈钢。其Q235钢与1Cr18Ni19两者的导热系数、线膨胀系数和化学成分有较大的差异，所以焊接接头的成分和性能的变化很复杂。（1）焊接Q235钢与1Cr18Ni19钢的焊缝，是由于不同类型的母材和填充材料混合而成，由于Q235钢熔入焊缝，则焊缝的合金成分被冲淡，这种现象称为母材对焊缝的稀释作用。在Q235钢与1Cr18Ni1

6、9钢的焊缝中，由于稀释作用，焊缝中奥氏体形成元素含量降低，焊缝出现马氏体组织从而是焊接接头的脆性增大，容易产生裂纹。为了克服母材对焊缝稀释作用，在焊接生产中采取如下措施：①严格控制母材的熔合比，焊接Q235钢与1Cr18Ni19钢时，应将熔合比控制30%以下，这样不但能防止母体材料对焊缝的稀释作用，而且可获得奥氏体+铁素体双相组织，使焊缝执行性能量显著提高。②焊接时采用过渡层焊接Q235钢与1Cr18Ni19钢时，可选在Q235钢的坡口表面，用含鉻镍量高的焊条堆焊一层奥氏体过度层，然后将过渡层再与1Cr18Ni19钢进行焊接

7、，过渡层的厚度在5-6mm即可。（2）焊接Q235钢与1Cr18Ni19钢时，由于熔池边缘液态金属较低，流动性较差，受到的机械力搅拌作用也比较小，因此在熔池边缘外，熔化的母材和填充金属不能充分的混合，结果母材占的比例较大，而且越靠近熔合线母材比例越大，尤其是小电流焊接时更为明显。这样Q235钢母材一侧熔合区中容易与焊缝内部金属成分不同的脆性层，宽度为0.2-0.6mm,其组织由奥氏体和马氏体组成。这种高硬度马氏体脆性层，使焊缝的塑性和韧性显著下降，甚至导致熔合区的破坏。在焊接生产中，常用下列措施：①在满足工艺要求前提下，选用

8、大电流焊接。焊接Q235钢与1Cr18Ni19钢时，采用大电流焊接，增加熔池的搅拌作用和熔池边缘金属流动性，从而改善了结晶条件，使熔合区脆性层的宽度减小。②选用镍量高的填充材料。生产实践表明，填充材料中含镍量对熔合区的脆性层影响很大，而鉻的影响较小，选用奥氏体能力较强的填充材料脆性层将显著