低、中合金耐熱鋼的焊接性如何?焊接時容易出現哪些問題?
低、中合金耐熱鋼的焊接性與低碳低合金調質鋼相近。這類鋼焊接時的主要問題是裂紋、接頭產生的脆化和軟化問題。
1、裂紋問題
1冷裂紋 為了提高鋼的耐熱性,鋼中加入了一定量的cr、mo、v、w、nb、ti等元素。這些元素中有許多元素能---提高鋼的淬硬性,例如,主加元素cr的淬硬性比較大,主加元素mo的淬硬作用比cr還要大,差不多大50倍,因此,這類鋼具有一定的冷裂傾向,尤其是中合金耐熱鋼有相當的空淬傾向,其冷裂傾向一些。
2再熱裂紋 鋼中常加入的cr、mo、v、ti、nb等合金元素均是碳化物形成元素,焊接時,在熱影響區的粗晶區內,由這些元素形成的碳化物固溶到金屬中,焊后,由于冷卻速度比較大,不能充分析出,當接頭再次受到高溫加熱時,這些元素重新形成沉淀相在晶內彌散析出,5052鋁焊價格,使晶內得到強化,因而易在相對薄弱的晶界產生再熱裂紋。
此外,如果焊縫中碳的含量偏高,也會產生熱裂紋。
2、焊接接頭的回火脆性問題 許多鉻鉬鋼及其焊接接頭在350~500℃溫度范圍長期運行過程中,產生缺口沖擊韌度劇烈降低現象,這是由回火脆性引起的。產生回火脆性的原因現已查明,主要是由于在回火脆性溫度范圍長時間加熱后,p、as、sn、sb等雜質元素在奧氏體晶界偏析并引起晶界弱化所致。此外,以促進回火脆化性的mn、si元素也有關系。因此,嚴格控制鋼材和焊縫中有害雜質的含量和降低mn、si的含量是解決回火脆性問題的有效措施。
3、焊接接頭軟化問題
焊接接頭軟化區主要產生在經正火加回火或經調質處理的鋼的熱影響區中,其部位在峰值溫度超過原始回火溫度的區域。鋼的強度越高,焊后軟化程度越大。這個部位常常是某些耐熱鋼在長期高溫工作時產生斷裂的部位。在宏觀金相試片上可以看到這個部位是一條明顯的“白帶”,而在光學顯微鏡和電鏡下觀察,該部位除了大部分是鐵素體外,有已發生---的碳化物,還有奧氏體分解產物,也可以看到微細的嵌鑲塊,從而使這一部位的硬度明顯降低。為了減小軟化程度,應盡量減小接頭在ac1 附近停留的時間。
鋁及鋁合金零件焊接方法及特點有哪些呢?下面由明星機械老焊工講出的一些方法和特點
1鋁合金材料特點
鋁是銀白色的輕金屬,具有---的塑性、較高的導電性和導熱性,同時還具有抗yang化和抗腐蝕的能力。鋁極易氧化產生三氧化二鋁薄膜,在焊縫中容易產生夾雜物,從而破壞金屬的連續性和均勻性,降低其機械性能和耐腐蝕性能。常見鋁合金母材和焊絲的化學成分及機械性能見表1。
2鋁合金材料的焊接難點
1極易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜厚度約0.1-0.2μm,熔點高約2050℃,遠---過鋁及鋁合金的熔點約600℃左右。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時,它阻礙基本金屬的熔合,極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。
2易產生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產生氣孔的主要原因是氫,由于液態鋁可溶解大量的氫,而固態鋁幾乎不溶解氫,因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時,氫來不及逸出,容易在焊縫中---形成氣孔。氫氣孔目前難于完全避免,氫的來源很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面吸附空氣中的水分等。實踐證明,即使氣按gb/t4842標準要求,純度達到99.99%以上,但當水分含量達到20ppm時,也會出現大量的致密氣孔,當空氣相對濕度超過80%時,焊縫就會明顯出現氣孔。
3焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數和結晶收縮率約比鋼大兩倍,易產生較大的焊接變形的內應力,對剛性較大的結構將促使熱裂紋的產生。
4鋁的導熱系數大純鋁0.538卡/cm.s.℃。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時,比焊鋼要消耗更多的熱量。
5合金元素的蒸發的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素如鎂、鋅、錳等,在高溫電弧作用下,極易蒸---損,從而改變焊縫金屬的化學成分,使焊縫性能下降。
6高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現象。
7無色彩變化。鋁及鋁合金從固態轉為液態時,無明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度。
3鋁合金材料焊接的工藝方法
1焊前準備
采用化學或機械方法,嚴格清理焊縫坡口兩側的表面氧化膜。
化學清洗是使用堿或酸清洗工件表面,該法既可去除氧化膜,還可除油污,具體工藝過程如:體積分數為6%~10%的溶液,在70℃左右浸泡0.5min***水洗***體積分數為15%的硝蒜在常溫下浸泡1min進行中和處理***水洗***溫水洗***干燥。洗好后的鋁合金表面為無光澤的銀白色。
機械清理可采用風動或電動銑刀,還可采用銼刀等工具,對于較薄的氧化膜也可用0.25mm的銅絲刷打磨清除氧化膜。
清理好后立即施焊,如果放置時間超過4h,應重新清理。
2確定裝配間隙及定位焊間距
施焊過程中,鋁板受熱膨脹,致使焊縫坡口間隙減少,焊前裝配間隙如果留得太小,焊接過程中就會引起兩板的坡口重疊,增加焊后板面不平度和變形量;相反,裝配間隙過大,則施焊困難,并有燒穿的可能。合適的定位焊間距能---所需的定位焊間隙,因此,選擇合適的裝配間隙及定位焊間距,是減少變形的一項有效措施。根據經驗,不同板厚對接縫較合理的裝配工藝參數如表2。
3選擇焊接設備
目前市場上焊接產品種類較多,一般情況下宜采用交流鎢極弧焊即tig焊。它是在氣的保護下,利用鎢電極與工件問產生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種焊接方法。該焊機工作時,由于交流電流的極性是在周期性的變換,在每個周期里半波為直流正接,半波為直流反接。正接的半波期間鎢極可以發射足夠的電子而又不致于過熱,有利于電弧的穩定。反接的半波期間工件表面生成的氧化膜很容易被清理掉而獲得表面光亮美觀、成形---的焊縫。
4選擇焊絲
一般選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。
5選取焊接方法和參數
一般以左焊法進行,焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上時,以右焊法進行,焊炬和工件成90°角。
焊接壁厚在3mm以上時,開v形坡口,夾角為60°~70°,間隙不得大于1mm,以多層焊完成。壁厚在1.5mm以下時,不開坡口,不留間隙,不加填充絲。焊固定管子對接接頭時,當管徑為200mm,壁厚為6mm時,應采用直徑為3~4mm的鎢極,以220~240a的焊接電流,直徑為4mm的填充焊絲,以1~2層焊完。
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