各种材料的焊接性能
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金属材料的焊接性能(2014.2.27)摘要:对各种常用金属材料的焊接性能进行研究,通过参考各类焊接丛书及焊接前辈多年的经验总结,对常用金属材料的焊接工艺可行性起指导作用。
关键词:碳当量;焊接性;焊接工艺参数;焊接接头1 前言随着中国特种设备制造业的不断发展,我们在制造产品时所用到的金属材料种类也在不断增加,相应地所必须掌握的各种金属材料的焊接性能也在不断研究和更新中,为了实际产品制造的焊接质量,熟悉金属材料的焊接性能,以制定正确的焊接工艺参数,从而获得优良的焊接接头起到至关重要的指导作用。
2 金属材料的焊接性能2.1 金属材料焊接性的定义及其影响因素2.1.1 金属材料焊接性的定义金属材料的焊接性是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下,获得优良焊接接头的能力。
一种金属,如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头,则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。
工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下,获得优良,无缺陷焊接接头的能力。
它不是金属固有的性质,而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行的评定。
所以金属材料的工艺焊接性与焊接过程密切相关。
使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。
使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技术要求。
通常包括力学性能、抗低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨性能等。
例如我们常用的S30403,S31603不锈钢就具有优良的耐蚀性能,16MnDR,09MnNiDR低温钢也有具备良好的抗低温韧性性能。
从理论上,凡是在熔化状态下相互能形成固熔体或共晶的两种金属或合金,原则上都可以实现焊接,即具有所谓原则焊接性,又叫物理焊接性,然而,这种原则焊接性仅仅为材料实现焊接提供依据,并不等于该材料用任何焊接方法,都能获得满足使用性能要求的优质焊接接头。
金属材料的焊接性能(1)焊接性能良好的钢材主要有:低碳钢(含碳量<0.25);低合金钢(合金元素含量1~3、含碳量<0.20);不锈钢(合金元素含量>3、含碳量<0.18)。
(2)焊接性能一般的钢材主要有:中碳钢(合金元素含量<1、含碳量0.25~0.35);低合金钢(合金元素含量<3、含碳量<0.30);不锈钢(合金元素含量13~25、含碳量£0.18)(3)焊接性能较差的钢材主要有:中碳钢(合金元素含量<1、含碳量0.35~0.45);低合金钢(合金元素含量1~3、含碳量0.30~0.40);不锈钢(合金元素含量13、含碳量0.20)。
(4)焊接性能不好的钢材主要有:中、高碳钢(合金元素含量<1、含碳量>0.45);低合金钢(合金元素含量1~3、含碳量>0.40);不锈钢(合金元素含量13、含碳量0.30~0.40)。
焊条和焊丝选择的基本要点如下:同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素:考虑工件的物理、机械性能和化学成分;考虑工件的工作条件和使用性能;考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等;考虑焊接设备情况;考虑改善焊接工艺和环保;考虑成本。
异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况:一般碳钢和低合金钢间的焊接;低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接;不锈钢复合钢板的焊接。
焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号(GB 980-76)、焊条的性能和用途(GB 980~984-76)等有关国家标准。
###15CrMoR的换热器的热处理工艺***当板厚超过筒体内径的3%时,卷板后壳体须整体热处理。
***15CrMoR焊接性能良好。
手工焊用E5515-B2(热307)焊条,焊前预热至200-250℃(小口径薄壁管可不预热),焊后650-700℃回火处理。
自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。
焊接材料的性能及其影响因素分析焊接是一种常见的金属连接方法,通过熔化金属材料并使其冷却后重新凝固,实现金属工件的连接。
而焊接材料的性能对焊接质量和连接强度有着重要的影响。
本文将对焊接材料的性能及其影响因素进行分析。
首先,焊接材料的性能包括力学性能、化学性能和物理性能等方面。
力学性能是指焊接材料在外力作用下的变形和破坏特性,如强度、韧性和硬度等。
焊接材料的强度是指其抵抗外力破坏的能力,而韧性则是指焊接材料在受力时的塑性变形能力。
硬度则是指焊接材料的抗压能力,通常用于评估焊接接头的耐磨性。
化学性能是指焊接材料在不同环境下的耐腐蚀性能,如抗氧化性、耐酸碱性等。
物理性能则包括焊接材料的导热性、导电性和热膨胀系数等。
其次,焊接材料的性能受多种因素影响。
首先是焊接材料的成分。
焊接材料通常由基体金属和填充金属组成,其成分对焊接接头的性能有着重要影响。
例如,填充金属的成分可以调整焊接接头的强度和韧性。
其次是焊接材料的热处理状态。
焊接材料经过热处理可以改变其晶体结构和性能,如提高强度和韧性。
此外,焊接过程中的热输入也会对焊接材料的性能产生影响。
过高的焊接温度可能导致焊接材料发生烧结、热裂纹等缺陷,从而影响焊接接头的质量。
再次,焊接材料的性能还受焊接工艺的影响。
焊接工艺包括焊接方法、焊接参数和焊接环境等。
不同的焊接方法对焊接材料的性能有着不同的要求。
例如,氩弧焊适用于焊接不锈钢等高合金材料,而电阻焊适用于焊接低碳钢等材料。
焊接参数,如焊接电流、焊接速度和焊接压力等,也会对焊接材料的性能产生影响。
过高或过低的焊接参数可能导致焊接接头的质量下降。
焊接环境的气氛对焊接材料的化学性能有着重要的影响。
例如,在氧气存在下进行焊接可能导致氧化反应,从而降低焊接接头的质量。
最后,焊接材料的性能评价方法多种多样。
常用的评价方法包括金相显微镜观察、拉伸试验、冲击试验和硬度测试等。
金相显微镜观察可以用于观察焊接接头的显微组织和缺陷情况。
常用金属材料的焊接性焊接是指将两个或多个金属材料通过加热或施加压力等方式连接在一起的工艺。
常用的金属材料包括钢铁、铝、铜、镍、钛等。
这些金属材料在焊接时拥有不同的特性和焊接性能。
下面将针对常见金属材料的焊接性进行详细介绍。
1.钢铁焊接性钢铁是最常见的金属材料之一,其焊接性能较好。
在钢铁焊接中常用的方法包括电弧焊、气焊、激光焊等。
其中,电弧焊是最常见的焊接方法,在焊接钢铁时通常使用熔化电极和熔化极性相同的焊条。
钢铁的焊接性能取决于其成分、组织结构以及焊接方法等因素。
2.铝焊接性铝是一种常见的轻金属,其焊接性能较差。
由于铝的氧化膜容易形成,这会降低焊接接头的强度和质量。
为了提高铝的焊接性能,可以采用预处理、焊接保护气体等方法。
常见的铝焊接方法有气焊、TIG焊等。
在气焊中需要使用钡剂等预处理剂来清除氧化膜,而TIG焊则可以通过惰性气体的保护来减少氧化膜的生成。
3.铜焊接性铜是一种良好的导电材料,其焊接性能较好。
常见的铜焊接方法有气焊、TIG焊、电弧焊等。
在铜焊接中,氧化膜的清除很重要,可以使用钝化剂等预处理剂来清除氧化膜。
TIG焊和电弧焊是常用的铜焊接方法,可以通过选择合适的焊接材料和控制焊接参数来获得理想的焊接接头。
4.镍焊接性镍是一种耐腐蚀性较好的金属材料,其焊接性能较好。
常见的镍焊接方法有电弧焊、TIG焊等。
镍焊接时,需要注意选择合适的焊接材料和适当的焊接参数来获得理想的焊接接头。
在镍焊接中,尤其需要注意焊接电缆和接地端之间的电气连接,以避免电弧腐蚀。
5.钛焊接性钛是一种重要的结构材料,其焊接性能较好。
常用的钛焊接方法有电弧焊、激光焊等。
在钛焊接中,需要注意选择合适的焊接材料和适当的焊接参数,以避免产生气泡和裂纹等缺陷。
此外,钛焊接还需要进行保护气体的控制,以避免氧化等不良影响。
综上所述,常用金属材料的焊接性能因成分、组织结构以及焊接方法等因素的不同而有所差异。
了解和掌握这些材料的焊接性能对于实际应用和工程设计具有重要意义,能够确保焊接接头的质量和可靠性。
详解典型焊接材料的焊接性典型焊接材料的焊接性是指在焊接过程中所表现出的特性和性能。
焊接性是影响焊接工艺和焊缝质量的重要因素之一、下面将详细介绍常见焊接材料(包括金属和非金属材料)的焊接性。
1.钢材焊接性:钢材是最常见的金属材料之一,具有广泛的应用领域。
钢材的焊接性取决于其成分、钢种和热处理状态。
一般来说,碳含量低的低碳钢和碳含量高的高碳钢都具有良好的焊接性。
焊接低碳钢时,焊接热影响区域(HAZ)容易发生退火,引起冷脆性的问题,需要采取适当的措施进行预热和后热处理。
高碳钢焊接时容易出现冷裂纹和热裂纹,需要选择适合的焊接材料和控制焊接参数。
2.铝合金焊接性:铝合金是一种轻质、高强度的金属材料,广泛用于航空、汽车和建筑等领域。
铝合金的焊接性取决于合金化元素、成分和热处理状态。
一般来说,一些铝合金易于焊接,如铝镁合金和铝锂合金,而一些铝合金焊接性较差,如硬化铝合金。
焊接铝合金时,容易发生氧化和热裂纹等问题,需要采取保护气体和合适的焊接工艺参数。
3.不锈钢焊接性:不锈钢是一种抗腐蚀性能良好的金属材料,被广泛用于食品加工、化工和医疗器械等领域。
不锈钢的焊接性受到合金元素、成分和热处理状态的影响。
普通奥氏体不锈钢(如304和316等)焊接性较好,而马氏体不锈钢焊接性较差。
焊接不锈钢时,易发生气孔和焊接晶间腐蚀等问题,需要控制焊接参数和采用适当的焊接试剂。
4.铜及铜合金焊接性:铜和铜合金是常见的导电材料,被广泛应用于电气、电子和管道等行业。
铜及铜合金的焊接性好,容易焊接。
焊接铜合金时,一般采用气焊、电弧焊或电阻焊等方法。
需要注意的是,铜及铜合金焊接时易发生氧化和高温脆性等问题,需要采取保护措施。
5.非金属材料的焊接性:非金属材料如塑料、陶瓷和橡胶等也可以进行焊接。
其中,塑料焊接性好,常用的焊接方法有热板焊接、高频焊接和超声波焊接等。
陶瓷和橡胶等材料的焊接性较差,难以进行常规焊接,常采用粘接、烧结和激光焊接等特殊方法。
第三节 金属材料的焊接性1. 焊接性的概念—定焊接技术条件下,获得优质焊接接头的难易程度,即金属材料对焊接加工的适应性称为金属材料的焊接性。
2.焊接性的评价1) 碳当量法碳当量是把钢中的合金元素(包括碳)的含量,按其作用换算成碳的相对含量。
国际焊接学会推荐的碳当量(CE)公式为:%)++++++=10015)Cu ()Ni (5)V ()Mo ()Cr (6)Mn ()C ([CE ⨯ωωωωωωω 式中,ω(C)、ω(Mn)等-碳、锰等相应成分的质量分数(%)。
当CE<0.4%时,钢材的塑性良好,淬硬倾向不明显,焊接性良好。
在一般的焊接技术条件下,焊接接头不会产生裂纹,但对厚大件或在低温下焊接,应考虑预热;当CE 在0.4~0.6%时,钢材的塑性下降,淬硬倾向逐渐增加,焊接性较差。
焊前工件需适当预热,焊后注意缓冷,才能防止裂纹;当CE>0.6%时,钢材的塑性变差。
淬硬倾向和冷裂倾向大,焊接性更差。
工件必须预热到较高的温度,要采取减少焊接应力和防止开裂的技术措施,焊后还要进行适当的热处理。
2)冷裂纹敏感系数法 冷裂纹敏感系数的其计算式为:%++++++=100]60060]H [)B (510)V (15)Mo (60)Ni (20)Cu ()Mn ()Cr (30)Si ()C ([⨯++++h P W ωωωωωωωωω式中P W -冷裂纹敏感系数;h -板厚;[H]-100g 焊缝金属扩散氢的含量(mL)。
冷裂纹敏感系数越大,则产生冷裂纹的可能性越大,焊接性越差。
3.低碳钢的焊接低碳钢的CE 小于0.4%,塑性好,一般没有淬硬倾向,对焊接热过程不敏感,焊接性良好。
4.中、高碳钢的焊接中碳钢的CE 一般为0.4%~0.6%,随着CE 的增加,焊接性能逐渐变差。
高碳钢的CE 一般大于0.6%,焊接性能更差,这类钢的焊接—般只用于修补工作。
为了保证中、高碳钢焊件焊后不产生裂纹,并具有良好的力学性能,通常采取以下技术措施:1)焊前预热、焊后缓冷 焊前预热和焊后缓冷的主要目的是减小焊接前后的温差,降低冷却速度,减少焊接应力,从而防止焊接裂纹的产生。
各种材料的焊接性能焊接是一种将两个或更多的材料连接在一起的工艺。
焊接性能是指材料在焊接过程中的抗热裂纹、焊接接头的强度、抗脆性、耐腐蚀性等方面的表现。
各种材料的焊接性能有相应的特点。
金属材料是最常见的焊接材料之一、常见的金属材料包括钢铁、铝合金、铜合金、镍合金等。
这些材料具有良好的可焊性,通过适当的焊接工艺和焊接材料的选择,可以得到较高的焊接接头强度。
其中,钢铁是最常见的焊接材料,焊接性能较好,可用多种焊接方法进行焊接,例如电弧焊、气体保护焊等。
铝合金和铜合金由于具有良好的导电性和导热性,在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用,这些材料的焊接性能对接头质量和工件整体性能影响较大。
镍合金具有优异的耐腐蚀性和高温强度,广泛用于航空发动机、核反应堆等领域,其焊接性能对材料的使用寿命和安全性有重要影响。
非金属材料如陶瓷、塑料、纤维等也有一定的焊接性能。
陶瓷一般以粘结剂形式焊接,焊接强度较低,常用于压电陶瓷和绝缘陶瓷制品的焊接。
塑料材料的焊接主要采用热焊和超声波焊接等方法,焊接强度较高,广泛应用于塑料管道、汽车内饰等领域。
纤维材料的焊接主要是指碳纤维、玻璃纤维等复合材料的焊接,一般采用粘合剂或热焊接的方法,焊接性能一般较好。
无机非金属材料如玻璃、石墨等的焊接性能较差。
玻璃的焊接需要采用特殊的焊接工艺,焊接接头强度低,且易发生热裂纹。
石墨材料是具有良好导电和导热性能的材料,但其本身结构特殊,焊接性能较差。
总体而言,各种材料的焊接性能受材料本身性质、焊接工艺和焊接材料等因素的影响。
为了获得良好的焊接性能,需根据具体材料的特点选择合适的焊接方法和焊接材料,并严格控制焊接工艺参数,以确保焊接接头的质量和性能。
常用金属及焊接材料选择引言在工程、制造和建筑等行业中,焊接是一项常见且重要的工艺。
选择合适的金属和焊接材料对于焊接质量和连接强度起着关键作用。
本文将介绍一些常用的金属和焊接材料选择准则,以帮助您做出正确的选择。
常用金属选择在焊接过程中,我们经常会遇到各种金属材料,如钢铁、铝、铜等。
以下是一些常用金属的特点和适用范围:1. 钢铁:钢铁是一种常见且广泛使用的金属材料。
它具有较高的强度和耐热性,适用于制作结构件和承受重压的零件。
2. 铝:铝是一种轻质金属,具有良好的导热和导电性能。
它常用于制造航空器、汽车零件和电子产品。
3. 铜:铜是一种导电性能极佳的金属材料,常用于电气工程和通信设备制造。
4. 不锈钢:不锈钢具有抗腐蚀性和耐高温性能,适用于制作需防止腐蚀的部件,如管道和。
焊接材料选择选择适合的焊接材料可以确保焊缝的质量和连接的牢固性。
以下是一些常用的焊接材料及其适用范围:1. 焊条:焊条是一种常见的焊接材料,用于手工电弧焊。
根据不同金属材料的需求,可以选择不同类型的焊条。
2. 焊丝:焊丝常用于半自动和全自动焊接。
常见的焊丝材料包括铝焊丝、钢焊丝和铜焊丝,根据具体应用需求选择合适的焊丝。
3. 焊剂:焊剂是一种用于清洁和保护焊缝的材料。
它可以帮助焊接过程中的氧化物和污染物溶解和蒸发,提高焊缝的质量。
4. 辅助材料:除了上述焊接材料外,还有一些辅助材料可以帮助焊接过程中的操作和修补。
例如,焊接帽可以保护焊接点免受外部环境的影响,焊接胶可用于焊接接头的固定等。
结论在进行焊接工作时,正确选择金属和焊接材料是确保焊接质量和连接强度的关键。
了解常用金属的特点和适用范围,以及选择适合的焊接材料,可以帮助您在工程、制造和建筑等领域取得良好的焊接效果。
记住根据具体应用需求做出选择,并遵循相关的安全操作规范,确保焊接过程的安全性和可靠性。
焊条的分类及特点
焊条是一种常见的焊接材料,广泛应用于各种焊接工艺中。
根据不同的焊接需求和工艺要求,焊条可以分为多种不同的类型。
以下是常见的焊条分类及其特点:
1. 碳钢焊条:碳钢焊条是最常见的一种焊条,主要用于焊接普通碳钢结构件。
它的焊接性能稳定,适用范围广,价格也相对较低。
2. 不锈钢焊条:不锈钢焊条主要用于焊接不锈钢构件。
它具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性能,能够保持焊接处的不锈性能。
3. 铝焊条:铝焊条经常用于焊接铝合金结构件。
它具有良好的抗热性和导电性能,同时焊接过程中不易产生氧化物。
4. 镍焊条:镍焊条主要用于高温和腐蚀性环境下的焊接工作。
它具有良好的耐腐蚀性和抗高温性能,适用于化工、航空等领域。
5. 钛焊条:钛焊条主要用于钛合金结构件的焊接。
它的焊接性能稳定、气孔率低,能够保持焊接处的强度和密封性。
总之,不同类型的焊条具有各自独特的特点和适用范围。
在选择焊条时,需要根据具体的焊接需求和工艺要求进行选择。
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各种材料的焊接性能焊接是一种将两个或多个材料连接在一起的工艺,通过加热、加压和加入填充材料,使其在接头处产生强固的连接。
不同材料的焊接性能取决于其化学成分、结构和热处理状态等因素。
下面将就几种常见材料的焊接性能进行介绍。
1.钢材焊接性能:钢材是最常用的焊接材料之一,它具有良好的焊接性能。
一般来说,低合金钢和不锈钢等易焊接的钢材,焊接时一般使用通用电弧焊、气体保护焊和电子束焊等方法。
高强度钢、高合金钢等焊接性能较差的钢材则需要采用专用的焊接工艺,如预热、后热处理和控制焊接变形等。
2.铝材焊接性能:铝材具有良好的导热性和导电性,但其氧化膜易与空气中的氧气发生反应,影响焊接质量。
因此,对于铝材焊接,一般需要采用气体保护焊、TIG焊和激光焊等方法。
同时,由于铝合金的热导率较高,所以焊接时需要更高功率的焊接设备。
3.铜材焊接性能:铜材的导热性和导电性良好,在焊接时容易产生较高的焊接温度,进而导致铜材迅速散热,难以形成良好的焊接池。
因此,铜材的常见焊接方法主要有气体保护焊、TIG焊和电弧焊等。
4.镁合金焊接性能:镁合金具有轻量化和高强度等优点,但其善热导性和易氧化的特性使其在焊接过程中面临一定的挑战。
常见的镁合金焊接方法有TIG焊、气体保护焊和电弧焊等。
此外,由于镁合金容易产生热裂纹,焊接过程中需要注意控制焊接温度和热输入。
5.硬质合金焊接性能:硬质合金是一种复合材料,其焊接性能受到合金成分、颗粒尺寸和焊接工艺的影响。
一般来说,硬质合金的焊接方法有等离子焊、电子束焊和惰性气体焊等,其中等离子焊和电子束焊具有较高的能量密度,适合高硬度和高熔点的硬质合金。
综上所述,不同材料的焊接性能受到多个因素的影响,包括化学成分、结构和热处理状态等。
在选择焊接方法时,需要根据材料的特性和要求,合理选择合适的焊接工艺,以保证焊接接头的质量和性能。
金属材料的焊接性能(1)焊接性能良好的钢材主要有:低碳钢(含碳量<0.25); 低合金钢(合金元素含量1〜3、含碳量<0.20); 不锈钢(合金元素含量>3、含碳量<0.18 )。
(2)焊接性能一般的钢材主要有:中碳钢(合金元素含量<1、含碳量0.25〜0.35); 低合金钢(合金元素含量<3、含碳量<0.30);不锈钢(合金元素含量13〜25、含碳量£ 0.18)(3)焊接性能较差的钢材主要有:中碳钢(合金元素含量<1、含碳量0.35〜0.45); 低合金钢(合金元素含量1〜3、含碳量0.30〜0.40); 不锈钢(合金元素含量13、含碳量0.20)。
(4)焊接性能不好的钢材主要有:中、高碳钢(合金元素含量<1、含碳量>0.45); 低合金钢(合金元素含量1〜3、含碳量>0.40); 不锈钢(合金元素含量13、含碳量0.30〜0.40)。
焊条和焊丝选择的基本要点如下:同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素:考虑工件的物理、机械性能和化学成分;考虑工件的工作条件和使用性能;考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等;考虑焊接设备情况;考虑改善焊接工艺和环保;考虑成本。
异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况:一般碳钢和低合金钢间的焊接;低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接;不锈钢复合钢板的焊接。
焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号(GB 980-76 )、焊条的性能和用途(GB 980〜984-76)等有关国家标准。
###15CrMoR的换热器的热处理工艺***当板厚超过筒体内径的3%时,卷板后壳体须整体热处理。
15CrMoR焊接性能良好。
手工焊用E5515-B2 (热307)焊条,焊前预热至200-250C (小口径薄壁管可不预热),焊后650-700 C回火处理。
自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。
###压力容器用钢的基本要求压力容器用钢的基本要求:较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。
改善钢材性能的途径:化学成分的设计,组织结构的改变,零件表面改性。
本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。
一、化学成分钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。
1、碳:碳含量增加时,钢的强度增大,可焊性下降,焊接时易在热影响区出现裂纹。
因此压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。
2、钒、钛、铌等:在钢中加入钒、钛、铌等元素,可提高钢的强度和韧性。
3、S、P是钢中最主要的有害元素硫一一能促进非金属夹杂物的形成,使塑性和韧性降低。
磷一一能提高钢的强度,但会增加钢的脆性,特别是低温脆性。
将硫和磷等有害元素含量控制在很低水平,即大大提高钢材的纯净度,可提高钢材的韧性、抗应变时效性能、抗回火脆化性能、抗中子辐照脆化能力和耐腐蚀性能。
因此,与一般结构钢相比,压力容器用钢对硫、磷、氢等有害杂质元素含量的控制更加严格。
例如,中国压力容器用钢的硫和磷含量分别应低于0.020%和0.030%。
随着冶炼水平的提高,目前已可将硫的含量控制在0.002%以内。
化学成分对热处理也有决定性的影响,如果对成分控制不严,就达不到预期的热处理效果。
二、力学性能材料的力学行为一一由于载荷(如载荷种类、作用方式等)和应力状态的不同,以及钢材在受力状态下它所处的工作环境的不同,钢材受力后所表现出的不同行为,称为材料的力学行为。
钢材的力学行为,不仅与钢材的化学成分、组织结构有关,而且与材料所处的应力状态和环境有密切的关系。
力学性能决定力学行为。
钢材的力学性能主要是表征强度、韧性和塑性变形能力的判据,是机械设计时选材和强度计算的主要依据。
a、压力容器设计中,常用的强度判据:包括抗拉强度6 b,屈服点6 s,持久极限,蠕变极限,疲劳极限6 -1。
b、压力容器设计中,常用的塑性判据:断后伸长率3 5,断面收缩率。
c、压力容器设计中,常用的韧性判据:冲击吸收功Akv,韧脆转变温度,断裂韧性。
韧性:临界裂纹尺寸的大小主要取决于钢的韧性和拉伸应力。
如果钢的韧性高,压力容器所允许的临界裂纹尺寸就越大,安全性也越高。
为防止发生脆性断裂和裂纹快速扩展,压力容器常选用韧性好的钢材。
Akv:夏比V型缺口冲击吸收功Akv,能较好地反映材料的韧性,与断裂韧性有较好的数值联系,世界各国压力容器规范标准都对Akv提出了要求。
如16MnR钢板,要求在00C时的横向(指冲击试件的取样方向)Akv不小于31J。
当使用温度低于或等于-200C时,需要考虑低温冲击韧性,并根据应力水平、设计温度和厚度,确定夏比V型缺口冲击试验温度和Akv的指标。
三、制造工艺性能◊冷加工的要求制造过程中进行冷卷、冷冲压加工的零部件要求钢材有良好的冷加工成型性能和塑性,其断后伸长率3 5应在15〜20%以上。
为检验钢板承受弯曲变形能力,一般应根据钢板的厚度,选用合适的弯心直径,在常温下做弯曲角度为1800的弯曲实验。
试样外表面无裂纹的钢材方可用于压力容器制造。
◊焊接的要求可焊性是指在一定焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度。
钢材的可焊性主要取决于它的化学成份。
碳一一其中影响最大的是含碳量。
含碳量愈低,愈不易产生裂纹,可焊性愈好。
合金元素一一影响通常是用碳当量Ceq来表示。
国际焊接学会所推荐的公式为:中国“锅炉压力容器制造许可条件”中的公式为:式中的元素符号表示该元素在钢中的百分含量。
一般认为,Ceq小于0.4%时,可焊性优良;Ceq大于0.6%时,可焊性差。
中国目前对压力容器用钢尚未规定碳当量要求,但上述计算碳当量的公式对分析焊接裂缝的敏感性具有一定的参考价值。
按上式计算的碳当量不得大于0.45%。
###压力容器焊接中防止冷裂纹的措施有哪些***根据冷裂纹产生的原因,避免出现淬火组织,减少氢的来源,使熔化金属中的氢有机会逸出,是防止和减少出现冷裂纹的原则。
具体可采用下述措施。
(1)严格控制焊接材料一般焊接淬火倾向较大的钢种多选用低氢型焊条,个别情况下亦可选用奥氏体电焊条。
焊前要仔细烘干焊条。
控制焊接材料中的含氢量在0.001%~0.005%以下。
(2)采用合适的焊接工艺及规范应尽量采用小电流多层焊。
采用大电流虽然具有降低近缝区冷却速度的作用,但易过热,而粗晶组织反而增加了淬火的倾向,促进冷裂。
1) 焊前进行预热。
焊前预热这不仅能降低冷却速度,防止产生淬火组织,另外也有除氢处理的作用。
根据钢种不同,预热温度可在100~300 C之间。
2) 焊后保温缓冷。
工件焊完后立即用石棉布或石棉灰盖上,以减慢冷却速度防止淬火。
对结构比较复杂,而钢种又易淬火的工件,除采取上述措施外,有时还要及时进行焊后热处理,以消除应力、脆化相和除氢。
###不锈钢焊接要点及注意事项不锈钢焊接要点及注意事项1•采用垂直外特性的电源,直流时采用正极性(焊丝接负极)2•—般适合于6mm以下薄板的焊接,具有焊缝成型美观,焊接变形量小的特点3•保护气体为氩气,纯度为99.99%。
当焊接电流为50~150A时,氩气流量为8~10L/min,当电流为150~250A时,氩气流量为12~15L/min。
4. 钨极从气体喷嘴突出的长度,以4~5mm 为佳,,在角焊等遮蔽性差的地方是2~3mm,在开槽深的地方是5~6mm,喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。
5. 为防止焊接气孔之出现,焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。
6. 焊接电弧长度,焊接普通钢时,以2~4mm为佳,而焊接不锈钢时,以1~3mm为佳,过长则保护效果不好。
7. 对接打底时,为防止底层焊道的背面被氧化,背面也需要实施气体保护。
8. 为使氩气很好地保护焊接熔池,和便于施焊操作,钨极中心线与焊接处工件一般应保持80~85 °角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小,一般为10°左右。
9. 防风与换气。
有风的地方,务请采取挡网的措施,而在室内则应采取适当的换气措施。
不锈钢MIG焊要点及注意事项1. 采用平特性焊接电源,直流时采用反极性(焊丝接正极)2. 一般采用纯氩气(纯度为99.99% )或Ar+2%02,流量以20~25L/min为宜。
3. 电弧长度,不锈钢的MIG焊接,一般都在喷射过渡的条件下来施焊,电压要调整到弧长在4~6mm的程度。
4. 防风。
MIG焊接容易受到风的影响,有时微风而产生气孔,所以风速在0.5m/sec以上的地方,都应当采取防风措施。
不锈钢药芯焊丝焊接要点及注意事项1. 采用平特性焊接电源,直流焊接时采用反极性。
使用一般的CO2焊机就可以施焊,但送丝轮的压力请稍调松。
2. 保护气体一般为二氧化碳气体,气体流量以20~25L/min较适宜。
3. 焊嘴与工件间的距离以15~25mm为宜。
4. 干伸长度,一般的焊接电流为250A以下时约15mm,250A以上时约20~25mm较为合适。
###焊接裂纹:铸铁焊接时出现的裂纹可分为冷裂纹和热裂纹两类。
1冷裂纹(1)焊缝中的冷裂当焊缝为铸铁型时,较易出现这种裂纹。
当采用异质焊接材料焊接,使焊缝成为奥氏体、铁素体或铜基焊缝时,由于焊缝金属有较好的塑性,配合采用合理的冷焊工艺,焊缝金属不易出现冷裂纹避免措施:对焊件进行整体加热(550〜700C),使温差减小,降低焊接应力;采用加热减应区法降低补焊处所受的应力。
(2)热影响区的冷裂纹该种裂纹多数发生在含有较多渗碳体及马氏体的热影响区,在某些情况下也可能发生在离熔合线稍远的热影响区。
避免措施:对焊件进行整体预热,使温差减小,降低焊接应力;裁丝法2、热裂纹当采用低碳钢与镍基铸铁焊条冷焊时,则焊缝较易出现属于热裂纹的结晶裂纹避免热裂纹的措施:冶金措施:(1)通过调整焊缝化学成分,使其脆性温度区间缩小;(2)加入稀土元素,增强脱S、P反应,以及使晶粒细化等途径,以提高焊缝的抗热裂纹性能。
工艺措施:(1)采用正确的冷焊工艺,使焊接应力降低;(2)使母材中的有害杂质较少熔入焊缝。
***楼主问的应该是金属焊接中的热裂纹和冷裂纹说的比较简单一点热裂纹就是焊接过程中在温度较高、冷却过程中就出现的裂纹,原因主要是晶界产生低熔点物质,在应力作用下开裂,裂纹一般是沿着晶界开裂。
冷裂纹就是焊缝基本冷却以后出现的裂纹,这个时间会很长,有的很多年后才出现裂纹。
主要原因是内部氢(少数也有可能其他气体)析出聚集造成微型高压力空间,在应力作用下延展开裂,裂纹有沿着晶界开裂,也有贯晶开裂,形式多样,有的能在断面上找到细微的点状气孔。
至于详细具体的原因和防治方法,要根据具体金属化学成分来分析。
关于这方面的资料其实很多,你可以找来学习。
最实用的解决办法就是,冷裂纹:采用预热缓冷和尽量降低拘束度;热裂纹则主要控制S、P含量,减少焊缝合金化,再就是使用锤击法缓解焊接应力。