1 埋弧焊的线能量很大 一般的有色金属易于氧化 不能焊接
2 焊接过程主要就是熔池的形成 要求焊件的传热率低 因为传热率高了的话 很难形成熔池 就谈不上焊接了
3 用埋弧焊的焊丝焊接有色金属 要用与母材的金属成分相当的焊丝 但是其成本高不说 而且成型也不好 不利于控制 国内的冶金水平打不到要求
4 此外 在有色金属的焊接过程中一般是薄板焊接 用不到埋弧焊 现阶段 铜合金的焊接一般是使用电阻焊 铝合金一般是摩擦焊 或氩弧焊 不锈钢主要是氩弧焊
异种金属焊接时,如何选择焊接材料
随着现代工业技术的不断发展,对设备的要求越来越高,在不同一设备中,要求各零部件的性能不一样。任何一种材料都不可能全面满足使用要求,这样异种材料的焊接问题就被提了出来。
从材料角度来看,异种金属焊接主要包括三种情况;异种有色金属焊接、钢与有色金属焊接。本书主要讨论不锈钢、耐热钢、镍基铁镍基合金之间异种金属焊接及它们与珠光体钢的焊接。
大多数焊接方法可用于异种金属,如熔焊、压焊、钎焊和扩散焊。熔焊是其中应用较多的也是本题要介绍的。手工电弧焊和气体保护焊是熔焊中应用最广、使用最为方便的两种方法,焊接材料多,便于选择,适应性强,若有异种金属的大构件或批量生产时,可采用机械化的气体保护自动焊或埋弧焊。
由于异种金属的化学成分、金相组织、物理性能及力学性能都有差别,有产差别还很大。所以,焊接异种金属通常要比焊接同种金属困难得多,如两种被焊金属的热膨胀系数相差较大时,在焊接过程中会产生很大的热应力,且这种热应力是不能通过焊后热处理来消除的。另外,由于两种被焊材料不同,其焊接工艺要求也不同,等等。
正确选择焊接材料是异种金属焊接的关键。接头质量和性能与焊接材料关系十分密切。由于有合金元素的被稀释溶解和碳迁等因素的影响,在异种金属接头的焊缝 和合区存在一个过渡区,这区域不但化学成分和金相组织不均匀,而且物理性能也不同,力学性能也有很大差异,这可能引起接头缺陷或严重降低性能。所以,必须按照母材化学成分、性能、接头形式和使用要求,正确地选择焊接材料。一般选择异种金属(这里是指本题涉及的不锈钢、耐热钢、镍基及铁镍基合金之间的异种材料焊接和它们与珠光体钢异种材料焊接)有以下基本原则。
1)保证焊接接头的使用性能。即保证焊缝金属过渡区、热影响区等区域具有良好的力学性能和综合性能,以满足使用要求。如低合金耐热钢与Icr18Ni9Ti焊接,在许多情况下,采用309型奥氏体不锈钢焊接材料,可以满足要求。当设计要求接头有良好的冷热疲劳性能时,若还采用309型奥氏体不锈钢焊接材料,虽然能形成完整的焊接接头,但由于奥氏体焊缝与低合金耐热膨胀系数差别较大,在熔合区两侧产生很大的热应力,随着冷热的变化,热应力也不断交替变化,加之低合金钢一侧的塑性较低。这就降低了接头的冷热疲劳性能。若选用镍基合金焊接材料,可以大大提高其接头冷热疲劳性能。这主要是由于镍基合金的热膨胀系数介于两种被焊接材料之间,且更接近低合金钢,这样把热应力进行分散,而且塑性较差的低合金钢一侧的应力相对较小。另外,镍基合金能有效地阻止碳的迁移,降低了过渡层的危害。
2)保证焊接接头具有良好找工艺性能,即在接头区域不能出现热裂纹和冷裂纹。
3)保证焊缝金属具有一定的致密性,不得有超标的焊接缺陷。
4)保证焊缝金属具有所要求的综合性能,如耐蚀性、耐热性、热强性、抗氧化性等。
5)在焊接工艺(如焊前预热或焊后热处理)受到限制时,要注意选择镍合金或奥氏体不锈钢焊接材料,以提高焊缝金属的塑性及韧性。
6)异种材料焊接时,焊接材料的选择通常是就高不就低。如低合金钢与不锈钢焊接时,选用不锈钢焊接材料;低合金钢与镍基合金焊接、或不锈钢与镍基全金焊接时,选用 镍基合金焊接材料。
异种材料焊接和焊接材料的选择都要基于实验,必须满足使用要求,不要随便轻信某些资料或者结论。要以试验数据为准,进行必要的工艺试验和性能测试。
考虑因素
选用原则
考虑焊件的物理、力学性能和化学成分
1、根据等强度的观点,选择满足母材力学性能的焊条,或结合母材的可焊性,改用非等强度而焊接性好的焊条,但考虑焊缝的结构形式,以满足等强度,等刚度要求。
2、使其合金成分符合或接近母材。
3、母材含C、S、P有害杂质较高时,应选择抗裂性能和抗气孔性能较好的焊条。建议选用氧化钛钙型焊条。如果尚不能解决,可选用低氢钠型焊条。
考虑焊件的工作条件和使用性能
1、在承受动载荷和冲击载荷的情况下,除保证强度外,对冲击韧性、延伸率均有较高要求,应一次选用低氢型、钛钙型和氧化铁型焊条。
2、接触腐蚀介质的,必须根据介质的种类、浓度、工作温度以及区分是一般服饰还是晶间腐蚀等,选用合适的不锈钢焊条。
3、在磨损条件下工作时,应区分是一般还是受冲击磨损,是常温还是高温下磨损。
4、非常温条件下工作时应选用相应的保证低温或高温力学性能的焊条。
考虑焊件的集合形状复杂程度,刚度大小,焊接破口的制备情况和焊接位置
1、形状复杂或大厚度的焊件,焊缝金属在冷却时收缩应力大,容易产生裂纹,必须选用抗裂性能强的焊条,如低氢型焊条,高韧性焊条或氧化铁型焊条。
2、受条件限制不能翻转的焊件,需选用能全位置焊接的焊条。
3、焊接部位难以清理的焊件,选用氧化性强的,对氧化皮和油污不敏感的的算型焊条,以免产生气孔等缺陷。
考虑施焊工地设备
在没有直流焊机的地方,不宜选用限用直流电源的焊条,而应选用交直流电源的焊条。某些钢材(如珠光体耐热钢)需焊后消除热应力,但受设备条件限制(或本身结构限制)不能进行热处理时。应改用非母材金属材料焊条(如奥氏体 不锈钢),可不必焊后热处理。
考虑改善焊接工艺和保护工人的身体健康
在酸性焊条和碱性焊条都可以满足要求的地方,应尽量采用酸性焊条。
考虑劳动生产率和经济合理性
在使用性能相同的情况下,应尽量选用价格较低的酸性焊条,而不用碱性焊条,在酸性焊条中又以钛型、钛钙型为贵,根据我国矿藏资源情况,应大力推广钛铁型药皮的焊条。
因为埋弧焊使用的电流相对较大,还有焊剂和焊丝的局限性