低,、中合金耐熱鋼的焊接性如何?焊接時(shí)容易出現(xiàn)哪些問(wèn)題?
低,、中合金耐熱鋼的焊接性與低碳低合金調(diào)質(zhì)鋼相近,。這類鋼焊接時(shí)的主要問(wèn)題是裂紋、接頭產(chǎn)生的脆化和軟化問(wèn)題,。
1,、裂紋問(wèn)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(dāng)?shù)目沾銉A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(shí),,在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)內(nèi),,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(dāng)接頭再次受到高溫加熱時(shí),,這些元素重新形成沉淀相在晶內(nèi)彌散析出,,5052鋁焊價(jià)格,使晶內(nèi)得到強(qiáng)化,,因而易在相對(duì)薄弱的晶界產(chǎn)生再熱裂紋,。
此外,如果焊縫中碳的含量偏高,也會(huì)產(chǎn)生熱裂紋,。
2,、焊接接頭的回火脆性問(wèn)題 許多鉻鉬鋼及其焊接接頭在350~500℃溫度范圍長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,產(chǎn)生缺口沖擊韌度劇烈降低現(xiàn)象,,這是由回火脆性引起的,。產(chǎn)生回火脆性的原因現(xiàn)已查明,主要是由于在回火脆性溫度范圍長(zhǎng)時(shí)間加熱后,,p,、as、sn,、sb等雜質(zhì)元素在奧氏體晶界偏析并引起晶界弱化所致,。此外,以促進(jìn)回火脆化性的mn,、si元素也有關(guān)系,。因此,嚴(yán)格控制鋼材和焊縫中有害雜質(zhì)的含量和降低mn,、si的含量是解決回火脆性問(wèn)題的有效措施,。
3、焊接接頭軟化問(wèn)題
焊接接頭軟化區(qū)主要產(chǎn)生在經(jīng)正火加回火或經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的鋼的熱影響區(qū)中,,其部位在峰值溫度超過(guò)原始回火溫度的區(qū)域,。鋼的強(qiáng)度越高,焊后軟化程度越大,。這個(gè)部位常常是某些耐熱鋼在長(zhǎng)期高溫工作時(shí)產(chǎn)生斷裂的部位,。在宏觀金相試片上可以看到這個(gè)部位是一條明顯的“白帶”,而在光學(xué)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(fā)生---的碳化物,還有奧氏體分解產(chǎn)物,,也可以看到微細(xì)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(yīng)盡量減小接頭在ac1 附近停留的時(shí)間,。
鋁及鋁合金零件焊接方法及特點(diǎn)有哪些呢?下面由明星機(jī)械老焊工講出的一些方法和特點(diǎn)
1鋁合金材料特點(diǎn)
鋁是銀白色的輕金屬,,具有---的塑性,、較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,同時(shí)還具有抗yang化和抗腐蝕的能力,。鋁極易氧化產(chǎn)生三氧化二鋁薄膜,,在焊縫中容易產(chǎn)生夾雜物,,從而破壞金屬的連續(xù)性和均勻性,降低其機(jī)械性能和耐腐蝕性能,。常見(jiàn)鋁合金母材和焊絲的化學(xué)成分及機(jī)械性能見(jiàn)表1,。
2鋁合金材料的焊接難點(diǎn)
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(diǎn)高約2050℃,,遠(yuǎn)---過(guò)鋁及鋁合金的熔點(diǎn)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(shí),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(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因是氫,,由于液態(tài)鋁可溶解大量的氫,,而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫,因此當(dāng)熔池溫度快速冷卻與凝固時(shí),,氫來(lái)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(lái)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(shí)踐證明,,即使氣按gb/t4842標(biāo)準(zhǔn)要求,,純度達(dá)到99.99%以上,但當(dāng)水分含量達(dá)到20ppm時(shí),,也會(huì)出現(xiàn)大量的致密氣孔,,當(dāng)空氣相對(duì)濕度超過(guò)80%時(shí),焊縫就會(huì)明顯出現(xiàn)氣孔,。
3焊縫變形和形成裂紋傾向大,。鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大兩倍,,易產(chǎn)生較大的焊接變形的內(nèi)應(yīng)力,對(duì)剛性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生,。
4鋁的導(dǎo)熱系數(shù)大純鋁0.538卡/cm.s.℃,。約為鋼的4倍,因此,,焊接鋁和鋁合金時(shí),,比焊鋼要消耗更多的熱量。
5合金元素的蒸發(fā)的燒損,。鋁合金中含有低沸點(diǎn)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(xué)成分,,使焊縫性能下降,。
6高溫強(qiáng)度和塑性低。高溫時(shí)鋁的強(qiáng)度和塑性很低,,破壞了焊縫金屬的成形,,有時(shí)還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。
7無(wú)色彩變化,。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí),,無(wú)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(zhǔn)備
采用化學(xué)或機(jī)械方法,,嚴(yán)格清理焊縫坡口兩側(cè)的表面氧化膜。
化學(xué)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(guò)程如:體積分?jǐn)?shù)為6%~10%的溶液,,在70℃左右浸泡0.5min***水洗***體積分?jǐn)?shù)為15%的硝蒜在常溫下浸泡1min進(jìn)行中和處理***水洗***溫水洗***干燥,。洗好后的鋁合金表面為無(wú)光澤的銀白色。
機(jī)械清理可采用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)銑刀,,還可采用銼刀等工具,,對(duì)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(shí)間超過(guò)4h,,應(yīng)重新清理。
2確定裝配間隙及定位焊間距
施焊過(guò)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(guò)程中就會(huì)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(guò)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(xiàng)有效措施,。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),,不同板厚對(duì)接縫較合理的裝配工藝參數(shù)如表2。
3選擇焊接設(shè)備
目前市場(chǎng)上焊接產(chǎn)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(hù)下,利用鎢電極與工件問(wèn)產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種焊接方法,。該焊機(jī)工作時(shí),,由于交流電流的極性是在周期性的變換,在每個(gè)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(fā)射足夠的電子而又不致于過(guò)熱,,有利于電弧的穩(wěn)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(shù)
一般以左焊法進(jìn)行,,焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上時(shí),,以右焊法進(jìn)行,,焊炬和工件成90°角。
焊接壁厚在3mm以上時(shí),,開(kāi)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(shí),,不開(kāi)坡口,,不留間隙,,不加填充絲。焊固定管子對(duì)接接頭時(shí),,當(dāng)管徑為200mm,,壁厚為6mm時(shí),應(yīng)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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