分享 | 常用金屬材料的焊接
2023-01-10 來自: 沈陽(yáng)市中聯(lián)銅鋁業(yè)有限公司 瀏覽次數(shù):1134
1 什么是焊接性 焊接性是指材料在限定的施工條件下焊接成按規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件,并滿足預(yù)定服役要求的能力。焊接性受材料 碳鋼是以鐵元素為基礎(chǔ)的 表1 碳鋼焊接性與含碳量的關(guān)系 名 稱 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%) 典型硬度 典型用途 焊接性 低碳鋼 ≤0.15 60HRB 特殊板材和型材薄板 優(yōu) 0.15~0.25 90HRB 結(jié)構(gòu)用型材 良 中碳鋼 0.25~0.60 25HRC 機(jī)器部件和工具 中(需預(yù)熱 高碳鋼 ≥0.60 40HRC 彈簧,模具,鋼軌 劣(需預(yù)熱、后熱,必需使用低氫焊接方法) 2 什么是碳當(dāng)量?碳鋼的碳當(dāng)量如何計(jì)算? 把鋼中合金元素(包括碳)的含量按其作用換自成碳的相當(dāng)含量,稱為該種鋼材的碳當(dāng)量,可作為評(píng)定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)。 碳鋼中的元素除C外,主要是Mn和Si,它們的含量增加,焊接性變差 隨著碳當(dāng)量值的增加,鋼材的焊接性會(huì)變差 3 利用碳當(dāng)量值評(píng)價(jià)鋼材焊接性有何局限性? 碳當(dāng)量值只能在范圍內(nèi) 1)如果兩種鋼材的碳當(dāng)量值相等 2)碳當(dāng)量計(jì)算值只表達(dá)了化學(xué)成分對(duì)焊接性的影響,沒有考慮到冷卻速度不同 3)影響焊縫金屬組織從而影響焊接性的因素,除了化學(xué)成分和冷卻速度外,還有焊接循環(huán)中的最高加熱溫度和在高溫停留時(shí)間等參數(shù),在碳當(dāng)量值計(jì)算公式中均沒有表示出來。 因此,碳當(dāng)量值的計(jì)算公式只能在鋼種范圍內(nèi),概括地、相對(duì)地評(píng)價(jià)鋼材的焊接性,不能作為準(zhǔn)確的評(píng)定指標(biāo)。 4 試述低碳鋼的焊接性。 由于低碳鋼含碳量低,錳、硅含量也少,所以,通常情況下不會(huì)因焊接而產(chǎn)生嚴(yán)重硬化組織或淬火組織。低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好,焊接時(shí),一般不需預(yù)熱、控制層間溫度和后熱,焊后也不必采用熱處理改善組織,整個(gè)焊接過程不必采取特殊的工藝措施,焊接性優(yōu)良。 但在少數(shù)情況下,焊接時(shí)也會(huì)出現(xiàn)困難: 1)采用舊冶煉方法生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐鋼含氮量高,雜質(zhì)含量多,從而冷脆性大,時(shí)效敏感性增加,焊接接頭質(zhì)量降低,焊接性變差。 2)沸騰鋼脫氧不完全,含氧量較高,P等雜質(zhì)分布不均 3)采用質(zhì)量不符合要求的焊條,使焊縫金屬中的碳、硫含量過高,會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。如某廠采用酸性焊條焊接Q235-A鋼時(shí),因焊條藥皮中錳鐵的含碳量過高,會(huì)引起焊縫產(chǎn)生熱裂紋。 4)某些焊接方法會(huì)降低低碳鋼焊接接頭的質(zhì)量。如電渣焊,由于線能量大,會(huì)使焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)晶粒長(zhǎng)得十分粗大,引起沖擊韌度的嚴(yán)重下降,焊后必需進(jìn)行細(xì)化晶粒的正火處理,以提高沖擊韌度。 總之,低碳鋼是屬于焊接性好、容易焊接的鋼種,所有焊接方法都能適用于低碳鋼的焊接。 5 低碳鋼焊接時(shí),如何正確地選用焊接材料? ⑴手弧焊焊條的選用 常用低碳鋼Q235的抗拉強(qiáng)度平均值為417.5MPa,根據(jù)等強(qiáng)度原則,與之匹配的焊條應(yīng)為E43系列。幾種不同鋼號(hào)的低碳鋼手弧焊時(shí)焊條的選用,見表2。 表2 低碳鋼手弧焊時(shí)焊條的選用 鋼 號(hào) 一般結(jié)構(gòu)選用的 焊條型號(hào) 動(dòng)載荷、復(fù)雜、厚板結(jié)構(gòu),鍋爐受壓容器,低溫焊接 選用的焊條型號(hào) 施 焊 條 件 Q235 E4313,E4303,E4301,E4320,E4311 E4316,E4315 (E5016 一般不預(yù)熱 Q255 一般不預(yù)熱 Q275 E4316,E4315 E5016 厚板結(jié)構(gòu)預(yù)熱150℃以上 08、10 E4303 E4316 (E5016,E5015) 一般不預(yù)熱 25 E4316 E5016 厚板結(jié)構(gòu)預(yù)熱150℃以上 20g,22g E4303 E4316 (E5016,E5015) 厚板結(jié)構(gòu)預(yù)熱100~150℃ 20R E4303,E4301 E4316,E4315 (E5016,E5015) 一般不預(yù)熱 注:表中括弧內(nèi)的焊條型號(hào)表示可以代用。 ⑵埋弧焊焊絲和焊劑的匹配選用 低碳鋼埋弧焊時(shí)焊絲和焊劑的匹配選用,見表3。 表3 低碳鋼埋弧焊焊絲與焊劑的匹配選用 鋼 號(hào) 焊 絲 焊 劑 Q234 H08A HJ430 HJ431 Q255 H08A Q275 H08MnA 15、20 H08A,H08MnA HJ430 HJ431 HJ330 25 H08MnA,H10Mn2 20g,22g H08MnA,H08MnSi,h10Mn2 20R H08MnA ⑶CO2焊絲的選用 實(shí)芯焊絲選用牌號(hào)為H08Mn2Si和H08Mn2SiA兩種,焊后熔敷金屬?gòu)?qiáng)度偏高。藥芯焊絲選用牌號(hào)為YJ502-1、YJ506-2、YJ506-3、YJ506-4。 ⑷電渣焊焊絲和焊劑的匹配選用 電渣焊熔池溫度比埋弧焊低 6 低碳鋼在低溫下如何施焊? 嚴(yán)冬條件下焊接低碳鋼結(jié)構(gòu)時(shí) 1)焊前預(yù)熱 2)采用低氫或超低氫焊接材料。 3)定位焊時(shí)加大焊接電流 4)整條焊縫應(yīng)盡量連續(xù)焊完 5)不應(yīng)坡口面以外的母材上進(jìn)行引弧 6)盡可能不在低溫條件下進(jìn)行彎板、矯正和裝配焊件 各種金屬結(jié)構(gòu)低溫焊接時(shí)的預(yù)熱溫度見表4 表4 低碳鋼金屬結(jié)構(gòu)低溫焊接的預(yù)熱溫度 焊件厚度(mm) 在各種氣溫下的預(yù)熱溫度 <30 31~50 51~70 不低于-30℃時(shí)不預(yù)熱 不低于-10℃時(shí)不預(yù)熱;低于-10℃時(shí)預(yù)熱100~150℃ 不低于0℃時(shí)不預(yù)熱 表5 低碳鋼管道 焊件厚度(mm) 在各種氣溫下的預(yù)熱溫度 <16 17~30 31~40 41~50 不低于-30℃時(shí)不預(yù)熱;低于-30℃時(shí)預(yù)熱100~150℃ 不低于-20℃時(shí)不預(yù)熱 不低于-10℃時(shí)不預(yù)熱 不低于0℃時(shí)不預(yù)熱;低于0℃時(shí)預(yù)熱100~150℃ 產(chǎn)品展示 產(chǎn)品展示