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常用金属材料的焊接知识
发表时间:2009-12-21 22:11:03

   培训重点和要求
   1.掌握材料的焊接性概念及估算方法。
   2.掌握低合金钢的焊接性,熟悉焊接方法,掌握低合金钢的焊接工艺及特点。
   3.熟悉珠光体耐热钢的焊接方法,焊接材料的选择,掌握其焊接工艺。
   4.掌握奥氏体不锈钢的焊接性、焊接材料的选择,掌握奥氏体不锈钢的焊接工艺。
   5.了解铁素体不锈钢及马氏体不锈钢的类型及特点,掌握其焊接性及焊接工艺。
   第一节 金属材料的焊接性及其评价
   一、金属材料的焊接性
   焊接性是指材料对焊接加工的适应性,是指材料在一定的焊接工艺条件下(焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数及结构形式等),获得优质焊接接头的难易程度。
   焊接性主要包括两个方面的内容:
   1.结合性能
   在一定的焊接工艺条件下,一定金属形成焊接缺陷的敏感性,主要是指能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的能力。
   2.使用性能
   在一定的焊接工艺条件下,一定金属的焊接接头对使用性要求的适应性。其中包括常规的力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐磨性能以及耐蚀性能等。
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  金属焊接性的内容是多方面的,影响焊接性的因素主要包括焊接方法、构件类型、使用要求、金属材料的种类及化学成分四类。评定焊接性的准则主要包括:一是评定焊接接头产生工艺缺陷的倾向,为制定出合理的焊接工艺提供依据;二是评定焊接接头能否满足结构使用性的要求。对于评定焊接接头工艺缺陷的敏感性,在一般情况下,主要是进行抗裂性试验,包括热裂纹试验、冷裂纹试验、再热裂纹试验和层状撕裂试验等。对于评定焊接接头或结构的使用性能,试验内容更为复杂,主要取决于结构的工作条件和设计上提出的具体要求。
   二、焊接性的评价
   1.碳当量法
   碳是钢中的主要元素之一,随着含碳量的增加,钢的塑性急剧下降,并且在高应力的作用下,产生焊接裂纹的倾向也大大增加。因此钢中含碳量是影响焊接性的主要因素之一。同时,当钢中含有铬、镍、钼、钒、锰、硅、铜等合金元素时,焊接接头的热影响区在焊接过程中产生硬化的倾向也增大,所以这些合金元素对钢焊接性的影响和碳是相同的。根据钢材的化学成分与焊接热影响区的淬硬性关系,把钢中合金元素的含量,按其作用折算成碳的相当含量,作为评价钢材焊接性的一种参考指标。由国际焊接学会推荐的计算碳当量的经验公式如下:

   式中的元素符号表示其在钢中所占的百分比。根据经验,当CE<0.4%时,钢材的淬硬倾向不明显,可焊性优良,焊接时不需余热;当CE=0.4%~0.6%时,钢材的淬硬倾向明显,需要适当的预热、控制线能量等工艺措施;当CE>0.6%时,钢材的淬硬倾向更强,属于难以焊接的材料,需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施。
   利用碳当量来评定钢材的焊接性,只是一种近似的估算,没有考虑到焊接方法、焊接结构及焊接工艺等因素对焊接性的影响。
   2.直接实验法
   正确控制焊接工艺参数,按规定要求焊接工艺试板,检测焊接接头对裂纹、气孔、夹渣等缺陷的敏感性,作为评定焊接性时选择焊接方法和工艺参数的依据。常用方法包括Y形坡口裂纹试验、搭接接头焊接裂纹试验等。
   第二节 低合金结构钢的焊接
   一、低合金结构钢的分类及应用
   凡是用作机械零件和各种工程材料的钢材都称为结构钢。最早使用的结构钢是碳素钢,低合金结构钢是在碳素结构钢的基础上添加一定数量的合金元素来达到所需要求的一些钢材。低合金结构钢中合金元素的含量一般不超过5%,用以提高钢的强度并保证
 

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