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發布時間:2024-10-12 瀏覽次數:45507次
焊接是一項關鍵的制造工藝,涵蓋了廣泛的應用領域,從航空航天到汽車工業,再到電子設備和建筑工程。它不僅為各行各業提供了堅固、可靠的連接,還對產品的性能和質量產生深遠的影響。為了幫助您更好地理解焊接工藝并提高您的專業知識,我們為您精心策劃了一系列焊接工藝知識文章。
不論您是初學者還是經驗豐富的焊接工程師,這些文章都將為您提供寶貴的見解和知識。焊接是一個不斷演進的領域,持續學習和更新知識至關重要。我們希望這些文章能夠幫助您更好地應對焊接工藝中的挑戰,提高您的職業技能,并取得更出色的成就。
01 One
焊接機器人常見缺陷
1.出現焊偏問題
可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時出現問題。這時,要考慮TCP(焊槍中心點位置)是否準確,并加以調整。如果頻繁出現這種情況就要檢查一下機器人各軸的零位置,重新校零予以修正。
2.出現咬邊問題
可能為焊接參數選擇不當、焊槍角度或焊槍位置不對,可適當調整。
3.出現氣孔問題
可能為氣體保護差、工件的底漆太厚或者保護氣不夠干燥,進行相應的調整就可以處理。
4.飛濺過多問題
可能為焊接參數選擇不當、氣體組分原因或焊絲外伸長度太長,可適當調整機器功率的大小來改變焊接參數,調節氣體配比儀來調整混合氣體比例,調整焊槍與工件的相對位置。
5.焊縫結尾處冷卻后形成一弧坑問題
可編程時在工作步中添加埋弧坑功能,可以將其填滿。
02 Two
機器人系統故障
6.發生撞槍
可能是由于工件組裝發生偏差或焊槍的TCP不準確,可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。
7.出現電弧故障,不能引弧
可能是由于焊絲沒有接觸到工件或工藝參數太小,可手動送絲,調整焊槍與焊縫的距離,或者適當調節工藝參數。
8.保護氣監控報警
冷卻水或保護氣供給存有故障,檢查冷卻水或保護氣管路。
03 Three
焊接機器人的編程技巧
9.選擇合理的焊接順序
以減小焊接變形、焊槍行走路徑長度來制定焊接順序。
10.焊槍空間過渡要求移動軌跡較短、平滑、安全。
11.優化焊接參數
為了獲得最 佳的焊接參數,制作工作試件進行焊接試驗和工藝評定。
12.采用合理的變位機位置、焊槍姿態、焊槍相對接頭的位置。
工件在變位機上固定之后,若焊縫不是理想的位置與角度,就要求編程時不斷調整變位機,使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達到水平位置。同時,要不斷調整機器人各軸位置,合理地確定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。工件的位置確定之后,焊槍相對接頭的位置必須通過編程者的雙眼觀察,難度較大。這就要求編程者善于總結積累經驗。
13.及時插入清槍程序
編寫一定長度的焊接程序后,應及時插入清槍程序,可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴和導電嘴,保證焊槍的清潔,提高噴嘴的壽命,確保可靠引弧、減少焊接飛濺。
14.編制程序一般不能一步到位
要在機器人焊接過程中不斷檢驗和修改程序,調整焊接參數及焊槍姿態等,才會形成一個好程序。
04 Four
減小焊接殘余變形的設計措施
15.合理選擇焊件尺寸
焊件的長度、寬度和厚度等尺寸對焊接變形有明顯的影響。例如,板的厚度對于角焊縫的角變形影響較大,當厚度達到某一數值(鋼約9mm)時角變形最 大。在制造T形或工形焊接梁時,由于焊件細長,以致于焊接區收縮變形引起焊件彎曲變形是一個突出問題。解決這一問題的最好辦法就是要精心設計結構尺寸參數,(如板厚、板寬、板長和肋板間距等)和焊接參數(如單位線能量等)。
16.合理選擇焊縫尺寸和坡口形式
焊縫尺寸的大小,不僅關系到焊接工作量,而且還對焊接變形產生較大的影響。焊縫尺寸大,焊接量也大,填充金屬消耗量多,造成焊接變形大。因此在設計焊縫尺寸時,在保證結構承載能力的條件下,應采用較小的焊縫尺寸。片面加大焊縫尺寸對減小焊接變形極其不利。所以對并不承受很大工作應力的焊縫,不必采用大尺寸焊角,只要能滿足其強度要求就好。
另外,還要合理設計坡口型式。例如對接接頭要采用角變形為零的最 佳X形坡口尺寸。對于受力較大的T形接頭和十字接頭,在保證相同強度的條件下,采用開坡口的焊縫比不開坡口焊縫動載強度高,焊縫金屬量少,而且對減小焊接變形也是有利的,尤其對厚板而言,更在意義。
17.盡量減少不必要的焊縫
在焊接結構設計中,應該力求使焊縫數量減至最少。一般在設計中常采用加肋板來提高結構的穩定性和剛度,特別是有時為減輕主體結構重量而采用較薄板,勢必增加肋板數量,從而大大增加裝配和焊接的工作量,其結果是不但不經濟,而且焊縫致使焊接變形過大。所以實踐證明合理選擇板厚,適當減少肋板,使焊縫減少,即使結構可能稍重,還是比較經濟的。
18.合理安排焊縫位置
為避免焊接結構彎曲變形,在結構設計中,應力求使焊縫位置對稱于料接構件的中性軸或接近于中性軸。因為焊縫對稱于中性軸,有可能使中性軸兩側焊縫軸產生的彎曲變形完全抵消或大部抵消。因為焊縫接近中性軸,使焊縫收縮引起的彎曲力矩減小,從而使構件彎曲變形也減小。所以在焊接結構時應力求使結構對稱。對于一些截面形狀無法改變的非對稱結構件,可在保持截面形狀不變的情況下,采用調整焊縫重心軸與中性軸距離的方法減小變形。
05 Five
減小焊接殘余變形的工藝措施
19.反變形法
焊接前裝配時根據經驗預估變形的大小,給構件一個與焊接變形方向相反的變形,以此與焊接變形相抵消,使結構在焊接后能達到技術要求。反變形有兩種方法:①塑性反變形;②彈性反變形。在實際生產中,彈性反變形比塑性反變形更可靠些。因為即使彈性反變形的預應變量不夠準確,也總是可以減小角變形。若采用塑性反變形,所選取的塑性預彎量必須非常精確,否則得不到良好的效果。
20.在外拘束條件下焊接
將焊件剛性固定在夾具中,以限制構件在焊接過程中產生變形。對減小焊件的角變形有很好的效果,可使焊接變形減少,但焊接應力較高。
21.合理選擇焊接方法和焊接規范
為減小焊接變形,應盡可能采用高能量密度的焊接方法。如電子束焊、激光焊接、窄間隙焊接等。它們有較低的焊接線能量,焊接變形極小。在一般生產中,CO2氣體保護焊來取代手工電弧焊,不但效率高,而且還能明顯地減小焊接變形。焊接薄板時,可采用鎢極脈沖氬弧焊或電阻焊,縫焊,都可防止壓曲變形。
如果在生產中沒有條件采用低線能量的方法,又不降低焊接規范時,可采用直接水冷或采用水冷銅塊來改變熱場分布,以達到減小變形的目的。但是對于淬硬性高的金屬材料,此方法慎用。
22.選擇合理的裝配焊接順序和焊接方向
裝配焊接順序的設計,主要考慮先期焊縫產生的焊接應力和變形對后續焊縫的影響,還要考慮后續焊縫產生的應力和變形是怎樣與先期焊縫的影響相互作用的。
實踐證明,正確選擇裝配焊接順序,是防止焊接變形的有力措施。
在生產中通常采用以小拼大的焊接結構進行生產,先焊成若干部件和組件,然后裝配焊接成整體結構。由于焊件的裝配和焊接順序不同,在生產過程中結構剛性的遞增以及對焊接變形的影響也不相同,因此要對其進行分析比較,選擇變形最小的合理裝配焊接順序。
一般情況下,應先焊收縮量大的焊縫,后焊收縮量小的焊縫。當同時存在對接焊縫和角焊縫時,一般應先焊對接焊縫,后焊角接焊縫;當同時存在橫向焊縫和縱向焊縫時,應先焊橫向焊縫,后焊縱向焊縫;當同時存在厚板焊縫和薄板焊縫時,一般應先焊厚板焊縫,后焊薄板焊縫;當結構中同時存在斷續焊縫和連續焊縫時,一般應先焊連續焊縫,后焊斷續焊縫。
23.預熱
焊接不均勻熱場是產生焊接變形的主要原因。因此采用適當的預熱;使焊接溫度分布趨于均勻,也是一種減小焊接殘余變形的有效措施。
24.用拉伸法和加熱法減小焊接薄板的平面外變形
用機械法或預熱法使被焊壁板進行拉伸或伸長,與此同時將壁板焊到結構的框架上,焊完后,去掉拉伸載荷。此時壁板的收縮受到被焊框架的拘束,從而在壁板上只有小量的平面外變形產生。這時在焊接后壁板內存有殘余拉伸應力,而在框架內則存有殘余壓應力。這種方法對減小焊接薄板的壓曲變形具有良好的效果。
06 Six
預防焊接熱裂紋的方法
25.正確地選材
選用堿性低氫型焊條和焊劑,減少焊縫金屬中擴散氫的含量;搞好母材和焊材的選擇匹配;在技術條件許可的前提下,可選用韌性好的材料(如低一個強度等級的焊材),或施行“軟”蓋面,以減小表面殘余應力;必要時,在制造前對母材和焊材進行化學分析、機械性能及可焊性、裂紋敏感性試驗。
26.嚴格地按照試驗得出的正確工藝規范進行焊接操作
主要包括:嚴格地按規范進行焊條烘干;選擇合適的焊接規范及線能量,合理的電流、電壓、焊接速度、層間溫度及正確的焊接順序;對點焊進行檢查處理;搞好雙面焊的清根等;仔細清理坡口和焊絲,除去油、銹和水分。
27.選擇合理的焊接結構
避免拘束應力過大;正確的坡口形式和焊接順序;降低焊接殘余應力的峰值。
28.焊前預熱、焊后緩冷、控制層間溫度和焊后熱處理
是可焊性較差的高強度鋼和不可避免的高拘束結構形式,防止冷裂紋行之有效的方法。
預熱和緩冷可減緩冷卻速度(延長△t 800~500℃停留時間),改善接頭的組織狀態,降低淬硬傾向,減少組織應力;焊后熱處理可消除焊接殘余應力,減少焊縫中擴散氫的含量。在多數情況下,消除應力熱處理應在焊后立即進行。
29.焊后立即錘擊,使殘余應力分散,避免造成高應力區是局部補焊時防止冷裂紋行之有效的方法之一。
30.在焊縫根部和應力比較集中的焊縫表面
(熱影響區受到的拘束應力較低),采用強度級別較低的焊條,往往在高拘束度下取得良好的效果。
31.采用惰性氣體保護焊
能最 大地控制焊縫含氫量,降低冷裂紋敏感性,所以,應大力推廣TIG、MIG焊接。
07 Seven
預防焊接熱裂紋的方法
32.限制鋼材和焊材中,易產生偏析的元素和有害雜質的含量,特別是S、P、C的含量,因為它們不僅形成低熔點共晶,而且還促進偏析。C≤0.10%熱裂紋敏感性可大大降低。必要時對材料進行化學分析、低倍檢驗(如硫印等)。
33.調節焊縫金屬的化學成分
改善組織、細化晶粒,提高塑性,改變有害雜質形態和分布,減少偏析,如采用奧氏體加小于6%的鐵素體的雙相組織。
34.提高焊條和焊劑的堿度
以減低焊縫中雜質的含量,改善偏析程度。
35.選擇合理的坡口形式
焊縫成型系數ψ=b/h>1,避免窄而深的“梨形”焊縫,(焊接電流過大也會形成“梨形”焊縫),防止柱狀晶在焊道中心會合,產生中心偏析形成脆斷面;采用多層多道焊,打亂偏析聚集。
36.采用較小(適當)的焊接線能量
對于奧氏體(鎳基)不銹鋼應盡量采用小的焊接線能量(不預熱、不擺動或少擺動、快速焊、小電流)、嚴格掌握層間溫度,以縮短焊縫金屬在高溫區的停留時間;
37.注意收弧時的保護
收弧要慢并填滿弧坑,防止弧坑偏析產生熱裂紋;
38.盡量避免多次返修
防止晶格缺陷聚集產生多邊化熱裂紋;
39.采取措施盡量降低接頭應力
避免應力集中,并減少焊縫附近的剛度,妥善安排焊接次序,盡量使大多數焊縫在較小的剛度下焊接,使其有收縮的余地。
08 Eight
預防再熱裂紋的方法
40.選材時應注意能引起沉淀析出的碳化物形成元素
尤其是V的含量。必須采用高V鋼材時,焊接及熱處理時要特別加以注意。
41.熱處理時避開再熱敏感區
可減少再熱裂紋產生的可能性,必要時熱處理前做熱處理工藝試驗。
42.盡量減少殘余應力和應力集中
減少余高、消除咬邊、未焊透等缺陷,必要時將余高和焊趾打磨圓滑;提高預熱溫度,焊后緩冷,降低殘余應力。
43.適當的線能量,防止熱影響區過熱,晶粒粗大。
44.在滿足設計要求的前提下
選用低一個強度等級的焊條,讓其釋放一部分由熱處理過程消除的應力,(讓應力在焊縫中松弛),對減少再熱裂紋有好處。
09 Nine
預防未焊透的方法
45.控制好坡口尺寸:間隙、鈍邊、角度及錯口等;
46.控制電流、極性和焊速;使接頭充分預熱,建立好第一個熔池;
47.控制焊條直徑和焊接角度;克服電弧偏吹;
48.雙面焊清根一定要徹底;
49.坡口及鈍邊上的油、銹、渣、垢一定要清理干凈。
10 Ten
焊接性及其試驗評定
50.焊接:
通過加熱或加壓,加或不加填充材料,使兩個物體進行原子間的結合形成不可分割的整體的工藝過程。
51.焊接性:
指同質材料或異質材料在制造工藝條件下,能夠焊接形成完整接頭并滿足預期使用要求的能力。
52.影響焊接性的四大因素是:
材料,設計,工藝及服役環境。
53.評定焊接性的原則主要包括:
①評定焊接接頭產生工藝缺陷的傾向,為制定合理焊接工藝提供依據;
②評定焊接接頭能否滿足結構使用性能的要求;設計新的焊接試驗方法就符合下述原則:可比性,針對性,再現性和經濟性。
54.碳當量:
把鋼中合金元素的含量按相當于若干碳含量折算并疊加起來,作為粗略評定鋼材冷裂紋傾向的參數指標。
55.斜Y型坡口對接裂紋試驗:
目的是主要用于鑒定低合金高強鋼第一層焊縫和HAZ形成冷裂紋傾向,也可用于擬定焊接工藝。
1)試件制備,被焊鋼材板厚δ=9-38mm。對接接頭坡口用機械方法加工,試板兩端各在60mm范圍內施焊拘束焊縫,采用雙面焊。注意防止角變形和未焊透。保證中間待焊試樣焊縫處有2mm間隙。
2)試驗條件:試驗焊縫選用的焊條就與母材相匹配,所用焊條應嚴格烘干,焊條直徑4mm,焊接電流(170±10)A,焊接電壓(24±2)V,焊接速度(150±10)mm/min。試驗焊縫可在各種不同溫度下施焊,試驗焊縫只焊一道,不填滿坡口。焊后靜置和自然冷卻24h后截取試樣和進行裂紋檢測。
3)檢測與裂紋條率計算。用肉眼或手持5-10倍放大鏡來檢測焊縫和熱影響區的表面和斷面是否有裂紋。一般認為低合金鋼“小鐵研”試驗表面裂紋率小于20%時,一般不產生裂紋。
56.插銷試驗:
目的,主要評定鋼材的氫致延遲裂紋傾向,附加其他設備,也可以測定再熱裂紋敏感性和層狀敏感性。
1)試件制備,將被焊鋼材加工或圓柱的插銷試棒,沿軋制方向取樣并注明插銷在厚度方向的位置。試棒上端附近有環形或螺形缺口。將插銷試棒插入底板相應的孔中,使帶缺口一端與底板表面平齊。對于環形缺口的插銷試棒,缺口與端面的距離a應使焊道熔深與缺口根部所截平面相切或相交,但缺口根部圓周被熔透的部分不得超過20%。對于低合金鋼,a值在焊接熱輸入為E=15KJ/cm時為2mm。
2)試驗過程,按選定的焊接方法和嚴格控制的工藝參數,在底板上熔一層堆焊焊道,焊道中心線通過試樣的中心,其熔深應使缺口尖端位于熱影響區的粗晶區,焊道長度L約100-150mm。施焊時應測定800-500℃的冷卻時值t8/5值,不預熱焊接時,焊后冷卻至100-150℃時加載;焊前預熱時,應在高于預熱溫度50-70℃時加載。載荷應在1min之內且在冷卻至100℃或高于預熱溫度50-70℃之前施加完畢。如有后熱,應在后熱之前加載。當試棒加載時,插銷可能在載荷持續時間內發生斷裂,記下承載時間。
11 Eleven
合金結構鋼的焊接性
57.高強鋼:
屈服強度σs≥295MPa的強度用鋼均可稱為高強鋼。
58.Mn的固溶強化作用很顯著
ωMn≤1.7%時,可提高韌性,降低脆性轉變溫度,Si會降低塑性,韌性,Ni既固溶強化又同時提高韌性且大幅度降低脆性轉變溫度的元素,常用于低溫鋼。
59.熱軋鋼(正火鋼):
屈服強度為295-490MPa的低合金高強鋼,一般是在熱軋或正火狀態下供貨使用。
60.高強鋼焊接接頭的設計原則:
高強鋼以其強度作為選用依據,因而焊接接頭的原則為:焊接接頭的強度等于母材的強度(等強原則),分析:①焊接接頭強度大于母材強度,塑韌性降低,②等于時壽命相當③小于時,接頭強度不足。
61.熱軋及正火鋼的焊接性:
熱軋鋼含有少量的合金元素一般情況下冷裂紋傾向不大,正火鋼由于含合金元素較多,淬硬傾向有所增加,隨著正火鋼碳當量及板厚的增加,淬硬性及冷裂紋傾向隨之增大。影響因素:⑴碳當量⑵淬硬傾向:熱軋鋼的淬硬傾向及正火鋼的淬硬傾向⑶熱影響區最高硬度,熱影響區最高硬度是評定鋼材淬硬傾向和冷裂紋感性的一個簡便的方法。
62.SR裂紋(消除應力裂紋,再熱裂紋):
含Mo正火鋼厚壁壓力容器之類的焊接結構,進行焊后消除應力熱處理或焊后再次高溫加熱的過程中,可能出現另一種形式的裂紋。
63.韌性是表征金屬對脆性裂紋產生和擴展難易程度的性能。
64.低合金鋼選擇焊接材料時必須考慮兩個方面的問題:
①不能有裂紋等焊接缺陷②能滿足使用性能要求。
熱軋鋼及正火鋼焊接一般是根據其強度級別選擇焊接材料,其選用要點如下:
①選擇與母材力學性能匹配的相應級別的焊接材料
②同時考慮熔合比和冷卻速度的影響
③考慮焊后熱處理對焊縫力學性能的影響。
65.確定焊后回火溫度的原則:
①不要超過母材原來的回火溫度以免影響母材本身的性能
②對于有回火的材料,要避開出現回火脆性的溫度區間。
66.調質鋼:淬火+回火(高溫)。
67.高強鋼焊接采用“低強匹配”能提高焊接區的抗裂性。
68.低碳調質鋼焊接時要注意兩個基本問題:
①要求馬氏體轉變時的冷卻速度不能太快,使馬氏體有自回火作用,以防止冷裂紋的產生
②要求在800℃-500℃之間的冷卻速度大于產生脆性混合組織的臨界速度。
低碳調質鋼焊接要解決的問題:
①防止裂紋
②在保證滿足高強度要求的同時,提高焊縫金屬及熱影響區的韌性。
69.對于含碳量低的低合金鋼,提高冷卻速度以形成低碳馬氏體,對保證韌性有利。
70.中碳調質鋼合金元素的加入主要起保證淬透性和提高抗回火性能的作用,而真強度性能主要還是取決于含碳量。主要特點:高的比強度和高硬度。
71.提高珠光體耐熱鋼的熱強性有三種方式:
①基體固溶強化,加入合金元素強化鐵素體基體,常用的Cr,Mo,W,Nb元素能顯著提高熱強性
②第二相沉淀強化:在鐵素體為基體的耐熱鋼中,強化相主要是合金碳化物
③晶界強化:加入微量元素能吸附于晶界,延緩合金元素沿晶界的擴散,從而強化晶界。
72.珠光體耐熱鋼焊接中存在的主要問題是冷裂紋,熱影響區的硬化,軟化,以及焊后熱處理或高溫長期使用中的消除應力裂紋。
73.-10到-196℃的溫度范圍稱為“低溫”,低于-196℃時稱為“超低溫”。
12 Twelve
不銹鋼焊接
74.不銹鋼:
不銹鋼是指能耐空氣,水,酸,堿,鹽及其溶液和其他腐蝕介質腐蝕的,具有高度化學穩定性的合金鋼的總稱。
75.不銹鋼的主要腐蝕形式有均勻腐蝕,點腐蝕,縫隙腐蝕和應力腐蝕等。
均勻腐蝕:指接觸腐蝕介質的金屬表面全部產生腐蝕的現象;
點腐蝕:指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微,而分散發生的局部腐蝕;縫隙腐蝕:在電解液中,如在氧離子環境中,不銹鋼間或與異物接觸的表面間存在間隙時,縫隙中溶液流動將發生遲滯現象,以至于溶液局部Cl-,形成濃差電池,從而導致縫隙中不銹鋼鈍化膜吸附Cl-而被局部破壞的現象;
晶間腐蝕:在晶粒邊界附近發生的有選擇性的腐蝕現象;應力腐蝕,指不銹鋼在特定的腐蝕介質和拉應力作用下出現的低于強度極強的脆性開裂的現象。
76.防止點腐蝕的措施:
1)減少氯離子含量和氧離子含量
2)在不銹鋼中加入鉻,鎳,鉬,硅,銅等合金元素
3)盡量不進行冷加工,以減少位錯露頭處發生點腐蝕的可能
4)降低鋼中的含碳量。
77.不銹鋼及耐熱鋼的高溫性能:
475℃脆性,主要出現在Cr>13%的鐵素體,430-480℃之間長期加熱并緩冷,導致在常溫時或負溫時出現強度升高而韌性下降;σ相脆化,是Cr的質量分數的45%的典型,FeCr金屬間化合物,無磁性,硬而脆。
78.奧氏體不銹鋼焊接接頭的耐蝕性:
1)晶間腐蝕
2)熱影響區敏化區晶間腐蝕
3)刀狀腐蝕。
79.防止焊縫發生晶間腐蝕的措施:
1)通過焊接材料,使焊縫金屬或者成為超低碳情況,或者含有足夠的穩定化元素Nb。
2)調整焊縫成分獲得一定δ相。晶間腐蝕理論本質上就是貧鉻理論。
80.熱影響區敏化區晶間腐蝕:
指焊接熱影響區中加熱峰值溫度處于敏化加熱區間的部位所發生的晶間腐蝕。
81.刀狀腐蝕:
在熔合區產生的晶間腐蝕,有如刀削切口形式,故稱為“刀狀腐蝕”。
82. 防止刀狀腐蝕措施:
①選用低碳母材和焊接材料
②采用又相組織的不銹鋼
③采用小電流焊接,減少焊接粗晶區的過熱程度及寬度
④與腐蝕介質接觸的焊縫最后焊接
⑤交叉焊接⑥加大鋼中Ti,Tb含量,使焊接粗晶區的晶粒邊界有足夠的Ti,Tb與碳化合。
83.不銹鋼為什么采用小電流焊接?
以減小焊接熱影響區的溫度,防止焊縫晶間腐蝕的產生,防止焊條,焊絲過熱,焊接變形,焊接應力,可以減少熱輸入等。
84.引起應力腐蝕開裂的三個條件:
環境,選擇性的腐蝕介質,拉應力。
85.防止應力腐蝕開裂的措施:
1)調整化學成分,超低碳有利于提高抗應力腐蝕的能力,成分與介質的匹配問題
2)清除焊接殘余應力
3)電化學腐蝕,定期檢查及時修補等。
86.為提高耐點蝕性能:
1)一方面必須減少Cr,Mo的偏析
2)一方面采用較母材更高Cr,Mo含量的所謂“超合金化”焊接材料。
87.奧氏體不銹鋼焊接時會產生熱裂紋,應力腐蝕裂紋,焊接變形,晶間腐蝕。
88.奧氏體鋼焊接熱裂紋的原因:
1)奧氏體鋼的熱導率小,線膨脹系數大,拉應力致大
2)奧氏體鋼易于聯生結晶形成方向性強的柱狀晶的焊縫組織,有利于有害雜質偏析
3)奧氏體鋼合金組成較復雜,易溶共晶。
89.防止熱裂紋措施:
①嚴格限制母材和焊接材料中的P,S含量
②盡量使焊縫形成雙相組織
③控制焊縫的化學成分
④小電流焊接。
90.18-8型和25-20型在防止熱裂紋時其焊縫組織有何不同?
18-8型鋼焊縫形成A+δ組織,δ相可以溶解大量的P,S,δ相一般為3%-7%,25-20型鋼焊縫形成A+一次碳化物組織。
91.奧氏體不銹鋼選材時應注意:
①堅持“適用性原則”
②根據所選各焊材的具體成分確定是否適用
③考慮具體應用的焊接方法和工藝參數可能造成的熔合比大小
④根據技術條件規定的全面焊接性要求來確定合金化程度
⑤要重視焊縫金屬合金系統,具體合金成分在該合金系統中的作用,考慮使用性能要求和工藝焊接性要求。
92.鐵素體不銹鋼焊接性分析:
1)焊接接頭的晶間腐蝕
2)焊接接頭的脆化,高溫脆化,σ相脆化,475℃脆化。
13 Thirteen
鑄鐵焊接
93.鑄鐵的三大特點:
減振性,吸油性,耐磨性。
94.鑄鐵的性能主取決于石墨的形狀,大小,數量和分布等,同時基體組織也有一定的影響。
95.球墨鑄鐵:
F基體+圓球狀石墨;灰口鑄鐵:F基體+片狀石墨;蠕墨鑄鐵:基體+蠕蟲狀石墨;可鍛鑄鐵:F基體+團絮狀石墨。
96.低碳鋼焊條是否可以焊接鑄鐵?
不可以,在焊接時,即使小電流,母材在第一道焊縫中所占的比例為25%-30%,若依鑄鐵中C=3%計算,第一道焊縫中的含碳量為0.75%-0.9%,屬于高碳鋼,焊接冷卻后立即出現高碳馬氏體,且焊接HAZ會出現白口組織,機械加工困難。
97.電弧熱焊:
熔鑄件預熱到600-700℃,然后在塑性狀態下進行焊接,焊接溫度不低于400℃,為防止焊接過程中開裂,焊后立即進行消除應力處理及緩冷,此鑄鐵焊補工藝稱為電弧熱焊。
98.半熱焊:
預熱溫度在300-400℃時稱為半熱焊。
14 Fourteen
鎂及鎂合金的焊接性
99.氧化和蒸發
由于鎂的氧化性極強,在焊接過程中易形成氧化膜(MgO),MgO熔點高(2500℃)、密度大(3.2g/cm3),易在焊縫中形成夾雜,降低了焊縫性能。在高溫下,鎂還容易和空氣中的氮發生化學反應生成鎂的氮化物,弱化接頭的性能。鎂的沸點不高,這將導致在電弧高溫下很容易蒸發。
100.晶粒粗大
由于熱導率大,故焊接鎂合金時要用大功率熱源、高速焊接,易造成焊縫和近焊縫區金屬過熱和晶粒長大。
101.熱應力
鎂合金熱膨脹系數較大,約為鋁的1~2倍,在焊接過程中易產生大的焊接變形,引起較大的殘余應力。
102.焊縫金屬下塌
由于鎂的表面張力比鋁小,焊接時很容易產生焊縫金屬下塌,影響焊縫成形質量。
103.氣孔
與焊接鋁合金相似,鎂合金焊接時易產生氫氣孔。氫在鎂中的溶解度隨溫度的降低而減小,而且鎂的密度比鋁小,氣體不易逸出,在焊縫凝固過程中會形成氣孔。
104.熱裂紋
鎂合金易與其他金屬形成低熔點共晶組織,在焊接接頭中易形成結晶裂紋。當接頭處溫度過高時,接頭組織中的低熔點化合物在晶界處會熔化出現空穴,或產生晶界氧化等,即所謂的“過燒”現象。
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