材料焊接性ppt课件
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27SiMn这种材料的焊接性如何,工艺如何
采用低强匹配原则,采用507焊条即可。关键是预热及保持层间温度。
其属于中碳调质钢,焊接性能不算好,焊接强度要看你所需要的,一般要求不高时,用J606进行焊接即可
1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(SI):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(MN):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16MN钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
斜Y型坡口焊接裂纹实验
实验指导书
一、 实验目的
1、通过实验,使学生了解评价金属材料可焊性的常用实验方法。
2、认识冷裂纹产生的三个条件。
3、了解焊接冷裂纹断口的典型形貌。
二、 实验设备及材料
1、 材料
试板:Q235 6块
焊条:E4303、E5015 Φ4.0
2、 设备
直流焊机 1台
砂轮切片机 1台
角向磨光机 1台
放大镜、秒表、手锤等各 1个
腐蚀液 若干
三、 实验原理
本实验方法产生的裂纹多出现于焊根尖角处的热影响区。当焊缝金属的抗裂性不好时,裂纹可能扩展到焊缝金属,甚至贯穿焊缝表面。裂纹可能在焊后立即出现,也可能在焊后数分钟乃至数小时才出现。因此本实验方法主要适合于钢材焊接接头冷裂纹实验,也可做热裂纹实验,还可做母才和焊条组合的裂纹实验。
四、 实验步骤
(一)试件制备 1、 将一定厚度的试样钢板按图1尺寸下料,并按图要求加工坡口。
2、 组对试件焊接拘束焊缝,组对好试件,按图上尺寸留好间隙,并用石笔划好分界线。
3、 焊满固定焊缝,均用E4303焊条,从中间向两边焊,几层不限,焊满为止。但要注意要焊透,不能存在夹渣、未焊透以及角变形。
(二)焊接实验焊缝
1、 调整焊接规范:E5015 Φ4.0焊条,电流170±10A,电压24±1V,焊速150±10mm/min,并先在废钢板上试焊以便掌握焊速。
2、 焊接试验焊道,分别用烘干好的焊条,以规定焊速施焊一道。
3、 试件焊后,在室温放置48H后,检查裂缝情况。
A—A B—B
图1试件的形状和尺寸加工示意图
可焊性的影响因素
可焊性是指金属材料在焊接过程中的焊接性能,主要包括焊缝的质量、连接的强度以及焊接过程中材料的变形等。可焊性的影响因素主要有以下几个方面:
1.材料的化学成分:材料的化学成分对可焊性有很大的影响。例如,含有大量氧化物的材料容易在焊接过程中产生氧化层,阻碍了焊缝的形成;含硫和含磷杂质的材料容易产生气孔,降低焊接接头的强度。
2.材料的热导率和热容量:材料的热导率和热容量决定了焊接过程中的热传导速度和热影响区的大小。热导率高的材料,热传导速度快,容易产生温度梯度过大的问题;热容量大的材料,吸收的热量多,容易引起材料的热膨胀和变形。
3.材料的热稳定性:材料的热稳定性指的是材料在高温下的性能稳定性。热稳定性差的材料容易在焊接过程中发生相变、晶界溶解和晶粒长大等现象,使焊接接头易产生裂纹和变形。
4.材料的晶粒度和晶界特征:材料的晶粒度和晶界特征对可焊性也有较大的影响。晶粒度小且均匀的材料,晶界的强度高,抗拉强度和焊接接头的强度会相对较高;晶粒度大和非均匀的材料,晶界的强度低,容易在焊接过程中发生晶界断裂和晶粒生长,导致焊接接头的强度降低。
5.材料的冷热变形性能:材料的冷热变形性能对焊接过程中的变形量和残余应力有很大的影响。冷热变形性能好的材料,在焊接过程中的变形量较小,残余应力较低,能够保持较好的工件形状和尺寸稳定性。 6.焊接工艺参数:焊接工艺参数对可焊性也有很大的影响。包括焊接电流、电压、焊接速度、焊接角度等。不同的焊接工艺参数会产生不同的热输入和冷却速率,从而影响焊缝的形成和焊接接头的质量。
7.表面预处理:材料的表面预处理对可焊性也有重要影响。例如,在焊接过程中,如果材料表面存在油污、氧化物或其他杂质,会阻碍焊缝的形成和焊接接头的强度。
综上所述,可焊性的影响因素是多方面的,包括材料的化学成分、热导率和热容量、热稳定性、晶粒度和晶界特征、冷热变形性能、焊接工艺参数和表面预处理等。只有综合考虑这些因素并采取相应的措施,才能够保证焊接接头的质量和强度。
焊接冶金学-材料焊接性
名词解释:;;
1、焊接性:焊接;性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下,能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。
2、碳当量:把;钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来,作为粗略评定钢材料冷裂纹倾向的参数指标。;;
3、焊接性的间;接评定:①碳当量法;②焊接冷裂纹敏感性指数法;③消除应力裂纹敏感性指数法;④热裂纹敏感性指数;法;⑤层;状撕裂敏感性指数法;⑥焊接热影响区最高硬度法。
第三;章 合金结构钢的焊接
1、热;轧钢HA;Z过热区脆化
原因:;采用过;大的焊接热输入,粗晶区将因晶粒长大或出现魏氏组织而降低韧性;采用过小的焊接热输入,粗晶区中的马;氏体组;织所占的比例增大而降低韧性。
2、正火;钢HA;Z过热区脆化
原因:1;、晶粒;长大2、沉淀相Ti和Vc发生高温溶解,溶入奥氏体基体,在冷却过程中来不及析出,保留在铁集体内,使其;变脆;。过热区脆化与魏氏组织无关;采用过大的焊接输入,导致晶粒粗大,主要是1200高温下其沉淀强化作用的碳;化物;和氮化物质点分解并溶于奥氏体,在随后的冷却过程中来不及析出而固溶在基体中,Nb等推迟铁素体的产生,;上贝;氏体的产生,上贝氏体增多,导致韧性下降;采用过小的焊接热输入,冷却速度加快,淬硬组织马氏体增多,导致;韧性下降。
3、分析热;轧;钢和正火钢的强化方式及主要强化元素有何不同,二者焊接性有何差异,在制定工艺时应注意什么?
答:⑴强化;;方式:热轧钢用Mn、Si等合金元素固溶强化,加入V、Nb以细化晶粒和沉淀强化;正火钢在固溶强化的基础上加;;入一些碳、氮化合物形成元素C、V、Nb、Ti、Mo进行沉淀强化和晶粒细化。⑵裂纹-热轧钢对冷、热裂纹都不敏;;感,不出现再热裂纹,出现层状撕裂;正火钢冷裂纹倾向大于热轧钢,对热裂纹不敏感出现再热裂纹和层状撕裂。;;⑶热影响区性能变化:热轧钢脆化、晶粒粗大和粗晶脆化;正火钢粗晶脆化和组织脆化。⑷制定工艺时应注意:热;;轧钢线能量需要适中,正火钢应选较小线能量。