影响焊缝性能的四大因素

昆山捷程检测:影响焊缝性能的四大因素

2020-04-02 08:29:36热度:作者:来源:http://www.coach0outLet.com

影响焊缝性能的四大因素

焊接接头包括焊缝和热影响区两部分,热影响区的力学性能与焊接工艺,焊后热处理有关。焊缝的力学性能主要取决于焊缝金属的化学成分和所处的组织状态。在焊接材料、焊接工艺一定时焊后是否进行热处理以及热处理的种类都是影响焊缝性能的主要因素,今天我们就影响焊缝性能的四大因素分析一下。

一、影响焊缝性能的因素-焊缝金属分析焊缝金属由熔化的母材和填充金属组成,它不仅取决于焊接材料、焊丝和焊剂的组合,还与母材熔入的数量和熔合比有很大关系。采用I型坡口或X型坡口焊接中板时,熔合比高达70%-80%。焊缝化学成分由熔敷金属和熔化的母材金属共同决定。此时焊缝金属以母材熔化金属为主,含碳量较高,表现出较高的强度,拉伸试样常断裂在母材上。在低匹配条件下,指熔敷金属强度低于母材强度,不论焊态、退火或正火,焊接接头的性能均能满足要求。对于强度用钢,焊缝的化学成分并不要求与母材一致(合金体系和成分范围)。若焊缝金属与母材一致,焊态焊缝金属表现出很高的强度,塑性、韧性很低,影响焊接过程的顺利进行。较高的含碳量将导致焊缝气孔、增加飞溅和焊接裂纹倾向。二、影响焊缝性能的因素-母材分析母材的强化方式主要依靠碳、锰进行固溶强化以及强碳化物、氮化物的沉淀强化,由于电弧焊接的特殊性,一般情况下焊缝金属的含碳量都低于母材。就埋弧焊而言,标准钢号焊丝(GB/T14957)要求含碳量大多低于0.13,加上焊接时的烧损,焊缝金属的实际含碳量就更低了。因此,要获得与母材相近的力学性能,必须进行合金化。埋弧焊接时,焊缝合金化的途径有2种:一种是通过焊剂向焊缝过渡有限的合金元素,如Si,Mn,焊接低碳钢或碳锰钢;另一种是通过合金焊丝向焊缝过渡合金元素,适用于低合金钢和合金钢的焊接。大厚度钢板焊接时,常开VU型组合坡口或带垫板V形坡口,坡口尺寸较大;母材熔入量很小,焊缝金属基本上由熔敷金属组成,其平均含碳量较中板焊接时低,接头强度往往偏低。即使采用焊态等强度的焊接材料,接头拉伸试样仍然断裂在焊缝。焊缝的化学成分取决于焊丝的成分以及由焊剂性能决定的合金过渡能力。比如,用焊接低碳钢,在焊态可获得相近的力学性能,表明焊缝具有相近的化学成分含C、Cn、Mn,高锰焊剂向焊缝过渡锰的能力较强,而中锰焊剂会烧损锰。三、影响焊缝性能的因素-焊缝组织分析从金属学可知,焊缝的化学成分决定它可能具有的组织状态。同样的化学成分,由于所处的组织状态不同金属的性能存在较大差异。焊接时,冷却速度快,完全破坏了平衡状态,使焊缝具有一个特殊的过饱和铸态组织,如果焊缝化学成分与母材相同或相近,则焊缝金属呈现出高强度,低塑性,低韧性,影响焊接接头的预期使用性能,在多层多道焊接时,层道间的热处理可以部分改善焊缝的组织,焊缝的性能得到提高,通过合理的焊接工艺,充分利用层间相互热处理来改善焊缝金属性能,特别是韧性。四、影响焊缝性能的因素-热处理分析在焊接材料确定后,焊态时焊缝的性能取决于焊接材料。焊接工艺所决定的熔合比和冷却速度。焊接材料和熔合比决定焊缝所具有的化学成分,冷却速度反映了焊缝组织的过饱和程度。焊后热处理能改善焊缝的组织状态,从而改善力学性能。消除应力热处理可以提高焊缝塑性。韧性,焊缝强度略有下降。试验条件下焊接接头的强度变化并不明显,总体呈下降趋势。正火后焊缝组织趋近于平衡组织,对中厚板强度略微下降,大厚度焊接时下降十分显著,一般达到100MPa左右。总结分析改进焊缝性能的方式:相同焊接条件的焊接接头在不同的热处理状态下,力学性能差异较大。焊接材料应根据母材化学成分、力学性能、焊接性能、焊接厚度 、使用条件以及制造中的热处理过程来选择首先是熔合比,中板熔合比较高, 一般在焊态下使用;焊材的强度指熔敷金属强度或化学成分相同情况下, 可以低一些;其次是焊接厚度,厚板多层焊接时熔合比很低, 后层焊道对先焊的焊缝金属有局部热处理的作用,焊后一般要退火;焊材的强度用得高一些。