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影响焊接性的因素

广东中环新材     2021-10-23     328

影响焊接性的四大因素是材料、设计,工艺及服役环境。材料因素包括钢的化学成分、冶炼轧制状态、热处理,组织状态和力学性能等。设计因素是指焊接结构设计的安全性,它不但受到材料的影响,而且在很大程度上还受到结构形式的影响。工艺因素包括施工时所采用的焊接方法,焊接工艺规程(如焊接热输入、焊接材料、预热、焊接顺序等)和焊后热处理等。服环境因素是指焊接结构的工作温度、负荷条件(动载、静载、冲击等)和工作环境(化工区、沿海及腐蚀介质等)。

1,材料因素

材料因素包括母材本身和使用的焊接材料,如焊条电弧焊时的焊条、埋弧时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。母材和焊材在焊接过程中直接参与熔池或熔合区的冶金反应,对焊接性和焊接质量有重要影响。母材或焊接材料选用不当时,会造成焊缝成分不合格,力学性能和其他使用性能变差,甚至导致裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷,也就是使工艺焊接性变差。因此,正确选用母材和焊接材料是保证接性良好的重要因素。

2,设计因素

焊接接头的结构设计会影响应力状态,从而对焊接性产生影响。设计结构时应使接头处的应力处于较小的状态,能够自由收缩,这样有利于减小应力集中和防止焊接裂纹产生,接头处的缺口、截而突变、堆高过大、交叉焊缝等都容易引起应力集中,要尽量避免。不必要的增大母材厚度或焊缝体积,会产生多向应力,也应避免。

3,工艺因素

对于同一种母材,采用不同的焊接方法和工艺措施,所表现出来的焊接性有很大的差异。例如,铝及其合金用气焊较难进行焊接,但用氧弧焊就能取得良好的效果;钛合金对氧、氮、氢极为敏感,用气焊和焊条电弧焊不可能焊好,而用氩弧焊或电子束焊就比较容易焊接。所以,发展新的焊接方法和新的工艺措施是改善工艺焊接性的重要途径。

焊接方法对焊接性的影响首先表现在焊接热源能量密度、温度以及热量输入上,其次表现在保护熔池及接头附近区域的方式,如渣保护、气体保护,渣-气联合保护以及在真空中接等。对于有过热敏感性的高强度钢,从防止过热出发,可选用间隙气体保护焊、脉冲电低焊、等离子弧焊等,有利于改善其焊接性。

工艺措施对防止焊接缺陷、提高接头使用性能有重要的作用。最常见的工艺措施是焊前预热、缓冷和焊后热处理,这些工艺措施对防止热影响区淬硬变脆、减小焊接应力、避免氢致冷裂纹等是较有效的措施。合理安排焊接顺序也能减小应力和变形,原则上应使被焊工件在整个焊接过程中尽量处于无拘束而自由膨胀和收缩的状态。焊后热处理可以消除残余应力,也可以使氢逸出而防止延迟裂纹。

 4,服役环境

焊接结构的服役环境多种多样,如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。工作温度高时,可能产生蠕变;工作温度低或载荷为冲击载荷时,容易发生脆性破坏;工作介质有腐蚀性时,接头要求具有耐腐蚀性。使用条件越不利,焊接性就越不保证。

焊接性与材料、设计、工艺和服役环境等因素有密切关系,人们不可能脱离这些因素而简单地认为某种材料的焊接性好或不好,也不能只用某一种指标来概括某种材料的焊接性。为了分析和解决焊接性问题,必须根据焊接结构使用条件的要求,正确选择母材、焊接方法和焊接材料,采取适当的工艺措施,避免各种焊接缺陷产生。


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