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时间:2019-07-31
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1、第一节 焊接接头的特点、成分、和组织的控制一,焊接接头的特点 异种钢焊接接头和同种钢焊接接头有本质差异,主要是熔敷金属与两侧焊接热影响区和母材存在的不均匀性,主要有:1.化学成分不均匀。这是因为在焊接加热过程中,两侧母材的熔化量,熔敷金属和母材熔化区的成分因“稀释”作用会发生变化。接头区的成分不均匀程度不仅取决于母材、填充金属各自的原始成分,也受焊接工艺的影响,易采用小电流、浅熔深。2.组织的不均匀性。在焊接热循环的影响下,接头内的各区域组织是不同的,而且在个别区域内还会出现复杂的组织结构。参见舍夫勒图Nieq--镍当量;Creq—铬当量熔合比(稀释率)θ-在焊缝金
2、属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比。用实验测得的。θ=A/A+B=A1+A2/A1+A2+Bθ取决于焊接方法、规范、接头形式、坡口角度、药皮(焊剂)的性质以及焊条(焊丝)的倾角等因素3.性能的不均匀性。由于组织、成分的变化,代来了性能上的不同,各种变化会呈倍数关系变化,特别是焊缝两侧的热影响区冲击值变化更大,同样高温性能如持久强度、蠕变强度变化也很大。4.应力场分布不均匀。由于组织、成分的不同,接头的热膨胀系数和导热系数也不同,热膨胀系数不同引起塑性区域不同,残余应力不同;导热系数不同会引起热应力不同。在组织应力和热应力的共同作用下发生叠加后会产生应力峰值,导致接头
3、发生断裂。总之,对于异种钢焊接接头,其成分、组织、性能和应力场的不均匀是主要特点。二,异种钢焊缝金属的成分、组织的控制1.焊缝成分与舍夫勒组织图的关系。异种钢焊接时由于选择的焊材与母材不同,要推算焊缝金属的成分、组织及性能。舍夫勒组织图就有这个功能。(图2-3)奥氏体形成元素的镍当量计算公式: Nieq=wNi+30wC+0.5wMn铁素体形成元素的铬当量计算公式: Creq=wCr+wMo+1.5wSi+0.5wNb也可以由母材、填充金属的成分和稀释率求出焊缝金属的成分。2.影响稀释率的因素。2.1预热的影响.预热温度高,稀释率大,因为熔深增加了;反之就小。要
4、适中。2.2焊接参数.电流大,稀释率大;焊接速度小,稀释率小。由于母材熔化的单位面积的大小的影响。见(图2-4)2.3焊接方法.见(图2-5)2.4接头形式.坡口大,稀释率小;坡口窄,稀释率变化不大。见(图2-6)(从母材熔化大小的角度理解)三,不同焊接方法焊接异种金属的特点(优缺点)1.熔化焊:总有部分母材熔入焊缝引起稀释,使接头各区域组织状态不同.通过调整工艺可以控制高温的停留时间和减少熔深降低稀释率。2.压力焊:接热温度不高或不加热,减轻或避免热循环对母材金属性能的不利影响,防止产生脆性的金属间化合物,不存在稀释率引起的接头性能问题。 压力焊设备目前还不普及,限
5、制了应用范围。3.其他方法:母材不发生熔化和结晶过程,对接头影响不大。在重要设备中使用的较少。第二节,异种金属焊接时的焊材和焊接方法选择一,熔合区的特点1.熔合区分为未混合区和半熔化区,填充金属和母材金属的成分差别越大越不容易充分混合,熔合区越明显。2.稀释率大,熔合区越明显。3.熔合区金属液态停留时间长或流动性好,成分越均匀,熔合区有所减少。4.熔合区成分的不均匀性,可以调整焊接参数和热处理工艺加以改善。二,焊接方法选择(满足质量要求为前提)1.效率和经济性;2.了解不同焊接方法的适用性;3.针对不同材料的特点及工艺性;三,焊材的选择异种钢焊接是以金相组织来分的。目前
6、国际上对异种钢的组织分类有三种即: A/F、A/M、F/M;国内分为3类6组, A/M、A/B、A/P;M/B、M/P;B/P。书中介绍了4种选材原则,在此不介绍了。介绍国际的选材原则。AWS和BS工艺规范的指导性意见:1.焊接金属化学成分与低合金一侧的材料一致;(低配)2.焊接金属化学成分与高合金一侧的材料一致;(高配)3.焊接金属化学成分取二种母材的中间成分;(中间配)4.焊缝采用镍基合金材料。第三节,异种钢的焊接要点1.要考虑熔合线附近的韧性下降。该处产生了脆性组织或脆性产物,在应力的作用下易产生裂纹。2.接头可以通过调整焊接方法、焊接工艺及参数、坡
7、口形式、焊条种类等方法加以改善和避免。3.焊缝的稀释率与钢材的合金含量有关,随着合金含量的增多,稀释率增大。P体钢单层对接焊的θ在20~40%,A体钢比P体钢高10~20%。4.被焊件的两侧钢材之一是淬硬钢时必须预热,预热温度按淬硬钢侧选择。用A体焊条焊接时可适当降低温度或不预热。5.合理的焊后热处理非常重要。对于F/M异种钢接头处理时,最高温度不能超过F体钢侧的上限,保证强度。6.A/M(F)异种钢焊接时,可在非A体侧坡口预先堆焊一层高Cr(Ni)的金属,然后再用A体钢焊条焊接,非A侧堆焊时是否预热应视具体钢种确定第四节,低碳与低合金钢
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