第十章 异种钢焊接讲解
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异种钢的焊接规范异种钢是指在钢铁生产中,在成分、金相、力学性能等方面均不同于同级别同类型钢材的钢材。
钢材的异质性给焊接加工带来了一定的挑战,如果不注意到这些问题会导致焊接效果不佳,影响其使用寿命和安全性。
一、焊接材料选择在焊接异种钢时,需要根据其化学成分及力学性能等因素,合理选择焊材。
焊材的选择需要考虑焊接材料的规格和特性,选材应该比母材强,或者至少等于母材的强度。
建议选择品质好的焊材,例如合适的高硬度、耐磨性好的钢。
当焊接碳钢、铁镍合金、不锈钢、铜合金等不同材质结构时,应选择相应的焊接材料,不能乱搭配。
二、焊接工艺要求在选择好合适的焊接材料之后,需要严格按照焊接工艺规范进行焊接。
不同的焊接工艺对于焊接材料的特性要求不同,如焊接温度、支撑剂和后续处理等都需要严格遵守。
在进行异种钢的焊接时,应该采用预先热处理的方法,通过热处理可以有效的消除焊接热应力和组织的变化,提高焊接接头的强度和对抗变形的能力。
三、焊接质量控制焊接是一项很精密的技艺,要保证焊接质量,首先要严格控制焊接的工艺。
异种钢的焊接在焊接过程中需要采用无砂洗工艺,清洗焊接材料表面的污渍、油污和水分。
焊接接头的角度和偏差也要控制在一定的范围之内。
在焊接过程中,还需要采用仔细评估和检测技术,包括焊接缺陷的检测、接头微观监测和验证以及保护气体的控制。
这些控制不仅可以确保焊接质量,还可以有效减少焊接污染和异常变化。
四、保持焊接人员的专业性焊接乃至于钢材加工都是一个需要专业技能和经验的行业,如果焊接人员没有足够的经验和技能,在焊接异种钢时就很容易出现一些问题。
因此,为了确保异种钢的焊接质量,焊接人员应该经过专业培训,在实际工作中积累经验。
总之,异种钢的焊接规范需要遵循一系列的技术、规格和标准等要求,需要专业技能和严格的焊接质量控制。
好的焊接质量需要从焊接过程开始,需要一步一步地做好每一道焊接工序,确保焊接接头的强度和耐用性。
异种钢焊接规范钢材是目前建筑、制造业中应用最广泛的金属材料,它的优强特性成为其优于其他金属材料的原因。
但是,钢材的不同种类直接导致了它们在焊接时的表现也不同。
异种钢的焊接是比较棘手的问题,也是焊接技术的一个重点和难点。
1.什么是异种钢异种钢是指成分不同或属于不同材料的两种或以上钢种,如钢和铝、钢和铜、镍合金等。
钢珠镍等异种材料都是比较常见的异种钢。
2. 异种钢焊接的挑战异种钢焊接相较于同种钢焊接更具挑战性且难度较高,这是由两种不同材料、不同基态、不同熔点和热膨胀系数的相互作用引起的。
错误的焊接可能会导致焊接处的裂纹、变形、裂纹延伸等问题。
3. 异种钢焊接规范(1)在异种钢焊接之前,应该先确定两种钢的成分和基本性能,选择适合的焊接材料和焊接工艺。
选择合适的焊接机器和工具也是非常重要的。
(2)钢材表面的准备也非常关键。
焊接前应更注重表面处理,使其充分磨光,清理外表涂层和污垢。
特别是异质焊接时,清理非常重要。
不清洁有可能会导致不良的焊缝。
(3)在焊接之前,应进行试验和实验,选择合适的焊接工艺。
对于较为复杂的焊接工艺,建议多进行一些试验,并在小规模范围内进行操作实验。
(4)在焊接过程中,焊工应该仔细观察焊缝的成形和变形,及时调整焊接参数,保持稳定的焊接条件。
焊接完成后,热处理和冷却也需要仔细处理。
(5)在焊接完成后,进行微观机械和化学分析。
如有异常或问题需要重新进行焊接。
4. 总结异种钢的焊接对焊工来说是比较有挑战的。
正确处理好准备和选择合适的焊接工艺,可以大大减少焊接过程中的问题,并最终获得高质量、稳定和可靠的焊接结构。
焊接工人要严格遵守规范,确保焊接质量,为工业制造贡献力量。
一.异种钢焊接的定义一般情况下,异种钢焊接是指将多种材质的钢材,通过焊接的方式进行连接,使其熔融在一起,比如最为常见的异种钢焊接有马氏体钢与珠光体刚焊接、非奥氏体钢与奥氏体钢焊接和贝氏体钢与珠光体钢焊接等。
二.异种钢焊接的接头特点就焊接的本质而言,异种钢焊接接头与同种钢焊接接头之间存在着差异性,这种现象出现的原因,归根结底是两侧位置的焊接热影响区域、熔敷金属热影响区域以及母材不均匀。
第一,化学成分不够均匀。
在焊接钢材期间,加热时两侧位置的母材融化量、母材融化区和融敷金属的各类成分受到稀释作用的影响而出现不同程度的变化,导致化学成分存在着严重的不均匀现象。
第二,组织成分不够均匀。
接头内部的所有组织因为受到焊接时的热循环影响而出现不均匀的问题。
另外,在极个别的区域范围内,还将会出现具有复杂性的组织结构。
第三,应力场分布不够均匀。
异种钢焊接接头位置的导热系数和膨胀系数受到成分和组织变化等因素影响,呈现出差异性。
塑性区域也因为热膨胀系数的不同而不同。
热应力也因受到导热系数的影响而出现不同。
当热应力和组织应力共同产生作用的时候,将会在异种钢焊接的接头位置形成应力峰值,导致接头发生断裂。
三.异种钢焊缝技术成分与组织控制因为焊接异种钢时母材与焊材不同,需要对焊接金属的性能、组织以及成分进行推算。
对稀释率产生影响的因素有以下4种:第一,预热情况的影响。
若是预热的温度增加,那么将会因为熔深增加而增大其稀释率。
若是预热的温度下降,那么将会因为熔深减少而降低稀释率。
所以在进行处理的时候,合理控制预热温度,适中处理。
第二,焊接参数影响。
当电流量越大时,稀释率也就越大,当焊接速度降低时,稀释率也就越低。
焊接参数值受到母材熔化单位面积的大小影响。
第三,焊接接头形式。
当坡口增大时,将会降低稀释率。
当坡口减小时,稀释率变化将基本保持稳定。
第四,焊接方法。
四.异种钢焊接时的碳元素处理问题火电厂管道异种钢焊接期间,施工者将面临着碳迁移问题,若是处理措施不当,势必会造成熔合线周围位置有扩散带出现,同时在珠光体一侧位置出现脱碳层。
管板异种钢的焊接我厂为河南油田制造一台大型列管式冷凝器,管材材质为OCr18Ni10Ti,管板材质为16MnDR,厚80mm。
若采用常规手工电焊条或手工氩弧焊,管板接头的焊接质量很难保证,只有采用先进的焊接设备和合理的焊接工艺,才能有效地保证焊缝质量。
因此,我厂采用了全位置自动管板焊机,并制定出了切实可行的焊接工艺。
1 焊接性分析两种母材的含碳量基本相近,并且16MnDR含有少量的合金元素,与不锈钢焊接时,稀释量较小,产生马氏体组织倾向相对较小,焊接性较好。
如焊接工艺不当,在焊缝及热影响区容易出现淬硬组织及裂纹。
经过对母材的焊接性分析,决定采用下列有效措施,以获得良好的焊缝:①采用镍基焊材,以减小马氏组织倾向;②焊时采用短弧、小电流、快速焊接法。
2 焊接工艺试验及评定2.1 焊接工艺试验在试件上进行试焊,以获得合理的焊接工艺参数。
焊丝选用锦州锦泰金属工业公司生产的不锈钢焊丝,直径0.8 mm,该焊丝符合美国AWS标准,牌号为AWS A5.9 ER309。
被焊工件管Φ45 mm×2 mm,材质OCr18Ni10Ti。
管板16MnDR,厚度δ= 80 mm。
管桥 10 mm,焊丝型号为 ER309,直径为 0.8 mm。
焊接工艺参数(主要工艺参数)如下:预熔电流I21 = 70 A,预熔时间 T21=3 s,峰值电流I22=190 A,峰值时间T22 = 110 ms,基值电流I23= 60 A,基值时间 T23 = 110 ms,送丝位置N20 =370°,基值送丝速度 V43=600 mm/min,峰值送丝速度 V42 = 1100 mm/min,停止送丝位置N40 = 365°,焊接机头旋转速度V32 = 140 mm/min,管伸长度4-7 mm。
2.2 焊接工艺评定焊接工艺评定是编制产品焊接工艺文件的依据,工艺评定试验经 100% PT 探伤,依据 JB4730-94,I级合格,焊接接头的宏观金相无裂纹、未熔合等缺陷,管板拉脱力、焊缝及热影响区金相组织符合要求。
异种钢焊接工艺异种钢焊接,这可真是个有趣又充满挑战的事儿啊!就好像是要让两个性格迥异的人成为最佳搭档一样。
你想想看,不同的钢就像是来自不同世界的“小伙伴”,它们有着各自独特的脾气和特点。
有的钢可能硬得像块石头,有的可能软得像棉花糖。
要把它们焊接在一起,那可得费一番心思呢!焊接异种钢,首先得了解它们的“小脾气”。
就像你了解你的好朋友喜欢什么、不喜欢什么一样。
每种钢的化学成分、力学性能都不一样,这就决定了焊接的方法和工艺也得“因材施教”。
要是不管不顾地乱来,那可就糟糕啦,说不定焊接出来的东西就是个“四不像”,一用就出问题。
然后呢,焊接材料的选择也超级重要!这就好比给它们找个合适的“媒人”,让它们能更好地结合在一起。
选对了焊接材料,就像是给这段“关系”加了一把锁,能让焊接处更加牢固可靠。
要是选错了,那可就麻烦咯,说不定轻轻一碰就散架了。
在焊接的过程中,那可得小心谨慎,就像走钢丝一样。
焊接的温度、速度、电流等等,每一个参数都像是一个小小的“开关”,稍不注意就可能让整个焊接工作功亏一篑。
你说这是不是得打起十二分的精神来?还有啊,焊接之后的处理也不能马虎。
就像一场比赛结束后,还得给运动员们好好放松放松一样。
焊接处可能会有残余应力啊、变形啊什么的,这时候就得想办法去消除它们,让焊接处能舒舒服服地“过日子”。
比如说,有时候可以进行热处理,让焊接处“洗个热水澡”,放松一下;有时候可以进行机械加工,把那些不平整的地方修整修整。
这可都是为了让异种钢焊接的成果更加完美呀!你说异种钢焊接难不难?当然难啦!但这也是它的魅力所在呀。
当你成功地把两种看似不可能在一起的钢焊接得完美无缺的时候,那种成就感,简直无法用言语来形容!总之呢,异种钢焊接就像是一场冒险,充满了未知和挑战。
但只要我们用心去对待,掌握好每一个细节,就一定能在这场冒险中取得胜利。
让我们一起加油,去探索异种钢焊接的奇妙世界吧!。
异种钢焊接简略的谈金相组织相同仅合金化程度不同的异种钢的焊接。
以Q235普通碳素钢与16MnR低合金钢的焊接为例。
在一般的普通碳素钢结构设计上,或在某些资料中,对异种钢的焊接,一般原则是:a.选择焊接(或焊前预热、焊后热处理)工艺:是根据异种钢中合金化程度较高的钢(同时也是焊接性较差的钢);b.选择填充材料:是选择焊缝金属强度不低于异种钢中强度较低的钢的金属作填充材料,其化学成分接近异种钢中合金成分较少的那一种钢。
而对Q235普通碳素钢与16MnR低合金钢的焊接,根据本人的理解、经验和试验,应根据构件的结构和受力情况,选择焊缝金属填充材料。
具体分析如下:一、异种钢在焊接过程中化学成分的变化及对机械性能的影响:以图一为例,按上述原则,焊接材料选择T426,论述如下:电弧焊是利用电弧放电时产生的热量,来熔化母材金属和填充金属,在电弧的作用下,被熔化的母材金属和被熔化的填充金属在焊缝部位形成熔池,熔池内温度很高,冶金反应激烈,使金属化学成分发生变化。
熔池金属在经历冶金反应和物理冶金过程之后,熔池金属迅速凝固、结晶,使焊缝金属的化学成分、组织和性能发生变化。
在焊接方法和焊接规范给定的条件下,母材按照一定的熔合比进入熔池,同时使合金元素由密集区域向稀少区域扩散,即16MnR母材被熔化部分中的合金元素被稀释,使焊缝金属的强度高于Q235低于16MnR。
这里要说明的是,由于16MnR母材被熔化部分中的合金元素被稀释,使16MnR母材的强度下降,影响结构的整体强度。
例如:1、以筒体材质为16MnR的压力容器为例,如图二所示:筒体是压力容器的主要受压元件,如果选用T426焊条进行筒体和垫板焊接,根据以上分析,则会使筒体的强度下降,即低于计算值。
所以,在这种情况下填充材料应选择T506,使16MnR母材被熔化部分中的合金元素不被稀释或少被稀释,保证16MnR母材的强度不受影响或少受影响。
2、以筒体材质为16MnR和Q235的塔式压力容器为例,如图三所示:两者均为筒体,皆是压力容器的主要受压元件,但由于上部载荷较小,从经济角度考虑,常将其设计成Q235等普通碳素钢以降低成本。
压力容器中异种钢的焊接一、异种钢焊接概述及其焊接特点两种牌号不同的钢之间的焊接称之为异种钢焊接,它是属于异种金属焊接中应用最为广泛的一类接头。
对于异种钢焊接接头又可分为两种情况,第一类为同类异种钢组成的接头,这类接头的两侧母材虽然化学成分不同,但都属于铁素体类钢或都属于奥氏体类钢;第二类接头为异类异种钢组成,即接头两侧的母材不属于同一类钢,例如一侧为铁素体类钢,另一侧为奥氏体类钢(如奥氏体不锈钢)。
对于母材都属于铁素体类钢,其焊缝采用奥氏体不锈钢焊条或镍基焊条焊接的接头,也属于第二类接头。
由于异种钢接头两侧的母材无论从化学成分上还是物理、化学性能上都存在着差异,因此,焊接时,要比同一种钢自身之间的焊接要复杂得多。
异种钢焊接时存在以下焊接特点:①接头中存在着化学成分的不均匀性异种钢焊接接头的化学成分不均匀性及由此而导致的组织和力学性能不均匀性问题极为突出,特别是对于第二类异种钢接头更是如此。
不仅焊缝与母材的成分往往不同,就连焊缝本身的成分也是不均匀的,这主要是由于焊接时稀释率的存在所造成的。
这种化学成分的不均匀性对接头的整体性能影响较大。
②接头熔合区组织和性能的不稳定性在母材与焊缝金属之间的熔合区由于存在着明显的宏观化学成分不均匀性,因此就引起组织极大的不均匀性,给接头的物理化学性能、力学性能带来很大影响。
比如用奥氏体不锈钢焊条焊接低合金钢与奥氏体不锈钢之间的异种钢接头,在熔合区就存在着“碳迁移”现象,使熔合区靠焊缝一侧形成增碳层,而低合金钢一侧形成脱碳层,在此区域内硬度变化剧烈,同时力学性能下降,甚至引起开裂。
③焊后热处理是较难处理的问题异种钢接头的焊后热处理是一个比较难处置的问题,如果处置不当,会严重损坏异种钢接头的力学性能,甚至造成开裂。
例如对于同类异种钢接头,一侧母材强度较低,要求的焊后热处理温度也较低,而另一侧母材强度及合金元素含量较高,要求的焊后热处理温度较高,此时如果PWHT温度选择不当,会使强度低的一侧母材强度下降过度。