❶ 影響可焊性的因素
1、影響鋼材可焊性的抄因襲素主要是它的化學組分。而其中影響最大的是碳元素,也就是說金屬含碳量的多少決定了它的可焊性。
2、焊接性,是指金屬材料在採用一定的焊接工藝包括焊接方法、焊接材料、焊接規范及焊接結構形式等條件下,獲得優良焊接接頭的難易程度。 一種金屬,如果能用較普通又簡便的焊接工藝獲得優質接頭,則認為這種金屬具有良好的焊接性能。
3、鋼中碳元素之外的其他合金元素大部分也不利於焊接,但其影響程度一般都比碳小得多。鋼中含碳量增加,淬硬傾向就增大,塑性則下降,容易產生焊接裂紋。通常,把金屬材料在焊接時產生裂紋的敏感性及焊接接頭區力學性能的變化作為評價材料可焊性的主要指標。所以含碳量越高,可焊性越差。常把鋼中含碳量的多少作為判別鋼材焊接性的主要標志。含碳量小於0.25%的低碳鋼和低合金鋼,塑性和沖擊韌性優良,焊後的焊接接頭塑性和沖擊韌性也很好。焊接時不需要預熱和焊後熱處理,焊接過程普通簡便,因此具有良好的焊接性。隨著含碳量增加,大大增加焊接的裂紋傾向。
❷ 影響雙相不銹鋼焊接質量的因素都有哪些
影響雙相不銹鋼焊接質量的因素主要體現在以下幾方面:
1、含N量影響
GómezdeSalazarJM等人研究了保護氣體中N2的不同含量對雙相不銹鋼性能的影響。結果表明,隨著混合氣體中N2分壓PN2的增加,焊縫中氮的質量分數ω(N)開始迅速增加,然後變化很小,焊縫中的鐵素體相含量φ(α)隨ω(N)增加呈線性下降,但φ(α)對抗拉強度和伸長率的影響與ω(N)的影響剛好相反。同樣的鐵素體相含量φ(α),母材的抗拉強度和伸長率均高於焊縫。這是由於顯微組織的不同所造成的。雙相不銹鋼焊縫金屬中含N量提高後可以改善接頭的沖擊韌性,這是由於增加了焊縫金屬中的γ相含量,以及減少了Cr2N的析出。
2、熱輸入影響
與焊縫區不同,焊接時熱影響區的ω(N)是不會發生變化的,它就是母材的ω(N),所以此時影響組織和性能的主要因素是焊接時的熱輸入。根據文獻,焊接時應選擇合適的線能量。焊接時如果熱輸入太大,焊縫熱影響區范圍增大,金相組織也趨於晶粒粗大、紊亂,造成脆化,主要表現為焊接接頭的塑性指標下降。如焊接熱輸入太小,造成淬硬組織並易產生裂紋,對HAZ的沖擊韌性同樣不利。此外,凡影響冷卻速度的因素都會影響到HAZ的沖擊韌性,如板厚、接頭形式等。
3、σ相脆化
國外文獻介紹了再熱引起的雙相不銹鋼及其焊縫金屬的σ相脆化問題。母材和焊縫金屬的再熱過程中,先由α相形成細小的二次奧氏體γ*,然後析出σ相。結果表明,脆性開裂都發生於σ相以及基體與σ相的界面處,對母材斷口觀察表明,在σ相周圍區域內都為韌窩,由於α相區寬,大量生成的σ相才會使韌性降低,然而在焊縫中α相區是細小的,斷口仍表現為脆性斷裂,只要少量的σ相生成就足以引起焊縫金屬韌性的降低,因此,焊縫金屬中的σ相脆化傾向比母材要大得多。
4、氫致裂紋
雙相不銹鋼焊接接頭的氫脆通常發生於α相,且氫脆的敏感性隨焊接時峰值溫度的升高而增加。其微觀組織的變化為:峰值溫度增加,γ相含量減少,α相含量增加,同時由α相邊界和內部析出的Cr2N量增加,故極易發生氫脆。
5、應力腐蝕開裂
母材和焊縫金屬中的裂紋都起始於α/γ界面的α相一側,並在α相內擴展。奧氏體(γ)由於其固有的低氫脆敏感性,因此,可起到阻擋裂紋擴展的作用。由於DSS中含有一定量的奧氏體,所以其應力腐蝕開裂傾向性較小。
6、點蝕問題
耐點蝕是雙相不銹鋼的一個重要特性,與其化學成分和微觀組織有著密切關系。點蝕一般產生於α/γ界面,因此被認為是產生於γ相和α相之間的γ*相。這意味著γ*相中的含Cr量低於γ相。γ*相與γ相的成分不同,是由於γ*相中的Cr和Mo含量低於初始γ相中的Cr、Mo含量。進一步研究表明,含N量較低的鋼,其點蝕電位對冷卻速度較為敏感。因此,在焊接含N量較低的雙相不銹鋼時,對冷卻速度的控制要求更加嚴格。在雙相不銹鋼焊接過程中,合理控制焊接線能量是獲得高質量雙相不銹鋼接頭的關鍵。線能量過小,焊縫金屬及熱影響區的冷卻速度過快,奧氏體來不及析出,從而使組織中的鐵素體相含量增多;如線能量過大,盡管組織中能形成足量的奧氏體,但也會引起熱影響區內的鐵素體晶粒長大以及σ相等有害相的析出。一般情況下,焊條電弧焊(ShiededMetalArcWelding,SMAW)、鎢極氬弧焊(GasTungstenArcWelding,GTAW)、葯芯焊絲電弧焊(Flux-CoredWireArcWelding,FCAW)和等離子弧焊(PlasmaArcWelding,PAW)等焊接方法均可用於雙相不銹鋼的焊接,且在焊前一般不需要採取預熱措施,焊後也不需進行熱處理。
❸ 常用的鋼材五大元素影響鋼材焊接性能主要元素是
碳():鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,但塑性和沖擊性降低,當碳量0.23%超過時,鋼的焊接性能變壞,因此用於焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場的高碳鋼就易銹蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
2、硅(Si):在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑,所以鎮靜鋼含有0.15-0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和抗拉強度,故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0-1.2%的硅,強度可提高15-20%。硅和鉬、鎢、鉻等結合,有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用,可製造耐熱鋼。含硅1-4%的低碳鋼,具有極高的導磁率,用於電器工業做矽鋼片。硅量增加,會降低鋼的焊接性能。
3、錳(Mn):在煉鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算「錳鋼」,較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性,且有較高的強度和硬度,提高鋼的淬性,改善鋼的熱加工性能,如16Mn鋼比A3屈服點高40%。含錳11-14%的鋼有極高的耐磨性,用於挖土機鏟斗,球磨機襯板等。錳量增高,減弱鋼的抗腐蝕能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%,優質鋼要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利,降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小於0.055%,優質鋼要求小於0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼。
❹ 不銹鋼焊接開裂的原因是什麼
不銹鋼是指主加元素Cr高於12%,能使鋼處於鈍化狀態、又具有不銹鋼特性的鋼。奧氏體不銹鋼的焊縫在高溫(375-875 度)加熱一段時間以後,常會出現沖擊韌性下降的現象,稱為脆化。不銹鋼焊接容易出現熱裂紋,主要原因是:
1、奧氏體不銹鋼的導熱系數大約是低碳鋼的一半,而線膨脹系數卻大得多,所以焊後在接頭中會產生較大的焊接內應力。
2、奧氏體不銹鋼中的成分如碳、硫、磷、鎳等會在熔池中形成低熔點共晶。
3、奧氏體不銹鋼的液、固相線的距離較大,共晶時間較長,且奧氏體結晶的枝晶方向性強,所以雜志偏析現象比較嚴重。
(4)焊接韌性跟什麼有關擴展閱讀
奧氏體不銹鋼的焊接性比較好,但在焊接過程中,奧氏體從高溫冷卻到室溫時,隨著C、Cr、Ni、Mo含量的不同,金相組織轉變的差異及穩定化元素Ti、Nb的變化,焊接材料與工藝的不同,焊接接頭各部位可能出現一些熱裂紋、耐蝕性差以及焊接接頭脆化等問題。
在焊接的持續加熱過程中,0Cr25Ni20鋼的焊接接頭會發生σ相脆變,其在800~850℃溫度下σ相析出的敏感性最大。加速σ相形成的元素有Mo、Si、Nb等,故在選擇時應選擇這些元素含量較低的焊材,還應適當控制焊接熱輸入,不預熱、控制層溫不過高,以減少高溫停留時間。
奧氏體不銹鋼焊接時,如果不能有效避免焊接缺陷,焊後對這些缺陷進行返修時則極易出現焊接熱裂紋,主要是奧氏體材料導熱差,且返修處應力比一次焊接時應力大,多次返修則應力更大。
多層焊接時即使層間溫度得到有效控制,焊接時輸入的熱量加上拘束應力,則足以在焊縫區或熱影響區出現熱裂紋,控制熱裂紋的措施除了焊縫成形以外,最重要的就是溫度和應力。
當溫度也能得到有效控制後,應力就是最主要的原因,這一點在多次返修易出裂紋特別是縱縫和環縫相交的丁字口附近最易出現,返修難度大,足以說明應力對熱裂紋的影響,應嚴格控制溫度。