金屬材料的焊接有哪些特點
1. 金屬的焊接分哪三類,其各自的特點是什麼
【金屬焊接的種類】
普通焊接與硬釺焊(brazing)和軟釺焊(soldering)的區別在於軟釺焊通過融化熔點較低(低於工件本身的熔點)的焊料來形成連接,無需加熱熔化工件本身。 焊接的能量來源有很多種,包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。除了在工廠中使用外,焊接還可以在多種環境下進行,如野外、水下和太空。無論在何處,焊接都可能給操作者帶來危險,所以在進行焊接時必須採取適當的防護措施。焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線照射過度等。 19世紀末之前,唯一的焊接工藝是鐵匠沿用了數百年的金屬鍛焊。最早的現代焊接技術出現在19世紀末,先是弧焊和氧燃氣焊,稍後出現了電阻焊。20世紀早期,第一次世界大戰和第二次世界大戰中對軍用設備的需求量很大,與之相應的廉價可靠的金屬連接工藝受到重視,進而促進了焊接技術的發展。戰後,先後出現了幾種現代焊接技術,包括目前最流行的手工電弧焊、以及諸如熔化極氣體保護電弧焊、埋弧焊、葯芯焊絲電弧焊和電渣焊這樣的自動或半自動焊接技術。20世紀下半葉,焊接技術的發展日新月異,激光焊接和電子束焊接被開發出來。今天,焊接機器人在工業生產中得到了廣泛的應用。研究人員仍在深入研究焊接的本質,繼續開發新的焊接方法,並進一步提高焊接質量。
編輯本段【金屬焊接的方法】
金屬焊接方法有40種以上,主要分為熔焊、壓焊和釺焊三大類:
1.熔焊
熔焊是在焊接過程中將工件介面加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件介面處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻後形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。 在熔焊過程中,如果大氣與高溫的熔池直接接觸,大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,還會在隨後冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質量和性能。 為了提高焊接質量,人們研究出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣,以保護焊接時的電弧和熔池率;又如鋼材焊接時,在焊條葯皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免於氧化而進入熔池,冷卻後獲得優質焊縫。
2.壓焊
壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態下實現原子間結合,又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當加熱至塑性狀態時,在軸向壓力作用下連接成為一體。 各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程,因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損,和有害元素侵入焊縫的問題,從而簡化了焊接過程,也改善了焊接安全衛生條件。同時由於加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區小。許多難以用熔化焊焊接的材料,往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優質接頭。
3.釺焊
釺焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釺料,將工件和釺料加熱到高於釺料熔點、低於工件熔點的溫度,利用液態釺料潤濕工件,填充介面間隙並與工件實現原子間的相互擴散,從而實現焊接的方法。
2. 金屬焊接的特點有哪些
1)異種金屬焊接特點,主要在於熔敷金屬和焊縫的合金成分明顯的差異,隨著焊版縫的形狀、母材厚度、焊條權葯皮或焊劑,保護氣體種類的不同,焊接熔池的行為也不一致,因此,母材的融化量也也不一樣,熔敷金屬與母材融化區域的化學成分的濃度相互稀釋的作用也將發生變化,由此可見,異種金屬焊接接頭各隨區域化學成分的不均勻程度不僅取決於焊件和填充材料各自的原始成分同時也焊接工藝不同而變化。
2)組織的不均勻性,經歷了焊接熱循環後,焊接接頭各區域將出現不同的金相組織,它與母材和填充材料的化學成分、焊接方法、焊接層次、焊接工藝及熱處理有關。
3)性能的不均勻性,由於接頭的化學成分,金屬組織的不同,造成了接頭力學性能的不同,沿接頭各區域的強度、硬度、塑性、韌性等都有很大的差別,在焊縫兩側熱影響區,其沖擊值甚至有幾倍的差異,高溫下的蠕變極限和持久強度也會因成分和組織的不同而相差較大。
4)應力場分布的不均勻性,異種金屬接頭中的殘余應力分布是不均勻的,這主要是因為接頭各區域具有不同的塑性而決定的。
3. 什麼是焊接它有哪些優點
焊接:是一種以加熱、加壓或二者並用辦法,填充或不填充焊接材料,使兩種或兩種以上同種或異種金屬通過原子之間的結合和擴散,達到連接成一體結構的一種加工方式。 焊接通過下列三種途徑達成接合的目的。
焊接分為三類:熔焊、壓焊、釺焊。
1、熔焊——加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷卻凝固後便接合,必要時可加入熔填物輔助,它是適合各種金屬和合金的焊接加工,不需壓力。焊條手弧焊、二保焊、埋弧焊等都屬於熔焊。
2、壓焊——焊接過程必須對焊件施加壓力,屬於各種金屬材料和部分金屬材料的加工。電阻點焊、凸焊、縫焊等屬於壓焊。
3、釺焊——採用比母材熔點低的金屬材料做釺料,利用液態釺料潤濕母材,填充接頭間隙,並與母材互相擴散實現鏈接焊件。適合於各種材料的焊接加工,也適合於不同金屬或異類材料的焊接加工。電烙鐵釺焊、氧乙炔火焰釺焊等屬於釺焊。
焊接具有以下優點:
1、連接性能好。可以方便地將板材、型材或鑄鍛件根據需要進行組合焊接,因而對於製造大型、特大型結構(如機車、橋梁、輪船、火箭等)有重要意義。同時,焊接還可以將不同形狀及尺寸(板厚、直徑)甚至不同材料(異種材料)連接起來,從而達到降低重量,節約材料,資源優化等目的。
2、焊接結構剛度大,整體性好。同時又容易保證氣密性及水密性,所以特別適合製造高強度、大剛度的中空結構(如壓力容器、管道、鍋爐等)。
3、焊接方法種類多,焊接工藝適應性廣。焊接生產可適應不同要求及批量的生產。另外,由於焊接規范參數的電信號容易控制,所以焊接自動化比較容易實現(如汽車製造業中廣泛使用了點焊機械手、弧焊機器人)等。
4. 金屬材料的焊接性能包含哪些內容
1:預熱:可改變復焊接接頭各區的冷制卻速度,減小焊接區溫度梯度,擴大焊接區的溫度場。有利於減小和遏制淬硬組織的形成,減低焊接接頭內應力,延長焊接區在100攝氏度以上溫度的停留時間,有利於氫從焊縫金屬中逸出。
2:控制焊接能力參數
3:多層焊和多道焊
4:緊急後熱
5:焊條烘乾和坡口清理
5. 焊接的分類和特點
金屬的焊接,按其工藝過程的特點分有熔焊,壓焊和釺焊三大類.
在熔焊的過程中,如果大氣與高溫的熔池直接接觸的話,大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,還會在隨後冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質量和性能。
為了提高焊接質量,人們研究出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣,以保護焊接時的電弧和熔池率。
又如鋼材焊接時,在焊條葯皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免於氧化而進入熔池,冷卻後獲得優質焊縫。
各種壓焊方法的共同特點,是在焊接過程中施加壓力,而不加填充材料。多數壓焊方法,如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程,因而沒有像熔焊那樣的,有益合金元素燒損和有害元素侵入焊縫的問題,從而簡化了焊接過程,也改善了焊接安全衛生條件。
同時由於加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區小。許多難以用熔化焊焊接的材料,往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優質接頭。
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焊接注意事項:
一、電弧的長度
電弧的長度與焊條塗料種類和葯皮厚度有關系。但都應盡可能採取短弧,特別是低氫焊條。電弧長可能造成氣孔。短弧可避免大氣中的O2、N2等有害氣體侵入焊縫金屬,形成氧化物等不良雜質而影響焊縫質量。
二、焊接速度
適宜的焊接速度是以焊條直徑、塗料類型、焊接電流、被焊接物的熱容量、結構開頭等條件有其相應變化,不能作出標準的規定。
保持適宜的焊接速度,熔渣能很好的覆蓋著熔潭。使熔潭內的各種雜質和氣體有充分浮出時間,避免形成焊縫的夾渣和氣孔。在焊接時如運棒速度太快,焊接部位冷卻時,收縮應力會增大,使焊縫產生裂縫。
6. 有色金屬的焊接都有哪些特點
壓力容器設備中,除廣泛使用碳鋼、低合金鋼及不銹鋼外,有色金屬如鈦及鈦合金、鎳及鎳基合金、銅及銅合金、鋁及鋁合金的應用也日益增多。由於這些有色金屬具有不銹鋼所不能比的優點,所以在一些特殊的重要場合已佔有主導地位。
一、鎳基耐蝕合金的焊接
鎳及鎳基合金具有特殊的物理、力學及耐腐蝕性能,鎳基耐蝕合金在200℃~1090℃范圍內能耐各種腐蝕介質的侵蝕,同時具有良好的高溫和低溫力學性能。在一些苛刻腐蝕條件下是一般不銹鋼無法取代的優良材料。純鎳一般在工業中應用較少,但在鎳中添加入鉻、銅、鐵、鉬、鋁、鈦、鈮、鎢等元素後,通過固溶強化,不但改善其力學性能,而且可適應於各種腐蝕介質下侵蝕,使其具有優良的耐腐蝕性。
1、鎳基耐蝕合金的焊接特點
①易產生焊接熱裂紋
由於鎳基合金為單相奧氏體組織,所以與不銹鋼相比,具有高的焊接熱裂紋敏感性,特別是焊縫易產生多邊化晶間裂紋。這種裂紋一般為微裂紋,焊後對焊縫進行著色檢查時,短時間都發現不了,但經過一段時間後,才顯露出來。這說明裂紋非常微細,但有時也能發展為較寬的宏觀裂紋。如果在單相奧氏體焊縫中加人固溶強化的鉬、鎢、錳、鉻、鈮等元素,就可有效地抑制鎳基合金焊縫多邊化結晶的發展,從而顯著提高抗熱裂紋能力。限制線能量,避免採用大線能量焊接也有利於防止熱裂紋的產生。此時注意,如果線能量過小,會加速焊縫的凝固結晶速度,更易形成多邊化晶界,在一定應力下有助於多邊化裂紋的產生。
②液態金屬流動性差,焊縫熔深淺
這是鎳基合金的固有特性。靠加大焊接電流不是解決此問題的辦法,因為電流增加會引起裂紋和氣孔,降低接頭的耐蝕性能,所以為了獲得良好的焊縫成形,應採用小擺動工藝,另外要加大坡口角度,減小坡口鈍邊。
2、鎳基耐蝕合金的焊接要點
鎳基合金一般可採用與奧氏體不銹鋼相同的焊接方法進行焊接。這里就最常用的鎢極氣體保護焊和焊條電弧焊進行論述。無論是何種焊接方法,焊前一定要徹底清理焊接區表面,鎳基合金對污染物的危害極為敏感,母材應盡可能在固溶狀態下焊接。
①鎢極氣體保護焊是應用最廣泛的,幾乎適合於任何一種可熔焊的鎳基合金,特別適合於薄件和小截面構件。保護氣體最常用的是氬氣,它成本低,密度大,保護效果好。氬氣中加5%氫氣,有還原作用,一般只用於第一層焊道和單道焊,多層焊的其餘焊道可能要產生氣孔。氦氣保護焊應用較少,但有如下特點,氦氣導熱大,向熔池線能量比較大,能提高焊接速度,減少了氣孔的可能性,但氦弧焊,電流小於60A時,電弧不穩定。
鎢極氣體保護焊焊一般使用直流正接,採用高頻引弧以及電流衰減的收弧技術。在保證焊透的條件下,應採用較小的焊接線能量,多層焊時應控制層間溫度,焊接析出強化合金及熱裂紋敏感性大的合金時,更要注意控制層間溫度。弧長盡量短,薄件焊接時焊槍可不作擺動,但厚板多層焊時,為使熔敷金屬與母材及前道焊縫充分熔合,焊槍仍可適當的擺動。為保證單面焊完全焊透需要用帶凹形槽的銅襯墊,通以保護氣體進行反面保護。為加強焊接區的保護效果,也可在焊嘴後側加一輔助輸入保護氣體的拖罩。
②使用焊條電弧焊時焊接鎳基合金時,由於焊條含合金元素多,且要求防止熱裂紋,一般鎳基合金焊條的葯皮類型為鹼性葯皮,採用直流反接。為了防止合金元素的燒損和控制線能量,焊接時要求盡可能採用小規范,與同規格的不銹鋼焊條相比,電流可降低20%~30%。由於液態金屬的流動性差,為防止未熔合和氣孔等缺陷,一般要求在焊接過程中適當擺動,但不能過大。在焊縫介面再引弧時,應採用反向引弧技術,以利調整介面處焊縫平滑並且能有利於抑制氣孔的發生。採用逆向收弧,把弧坑填滿,防止弧坑裂紋,必要時要對弧坑進行打磨。
二、鈦及鈦合金的焊接
鈦及鈦合金具有良好的耐腐蝕性能,在氧化性、中性及有氯離子介質中,其耐腐蝕性優於不銹鋼,有時甚至為普通奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的10倍。工業純鈦塑性好,但強度較低,具有良好的低溫性能,其線膨脹系數和熱導率都不大,這都不會給焊接帶來困難。鈦合金的比強度大,又具有良好的韌性和焊接性,在航天工業中應用最為廣泛。鈦及鈦合金在我國現行標准中按其退火態的組織分為α鈦合金、β鈦合金和α+β鈦合金三類,分別用TA、TB和TC表示。在石化行業中的壓力容器設備中,牌號為TA2這種工業純鈦使用為居多。
1、鈦及鈦合金的焊接特點
①雜質元素的沾污引起脆化
鈦是一種活性元素,特別是在焊接高溫下非常容易吸收氮、氫、氧,從而使焊縫的硬度、強度增加,塑性、韌性降低,引起脆化。碳也會與鈦形成硬而脆的TiC,易引起裂紋。因此,鈦及鈦合金焊接時必須進行有效的保護,防止空氣或其他因素的污染。因此鈦及鈦合金焊接不能採用氣焊或焊條電弧焊方法進行,否則接頭滿足不了焊接質量要求,一般只能採用氬氣保護或在真空下焊接。
②焊接相變引起的接頭塑性下降
常用的工業純鈦為α合金,焊接時由於鈦導熱差、比熱小、高溫停留時間長、冷卻速度慢,易形成粗大結晶;若採用加速冷卻,又易產生針狀α組織,也會使塑性下降。
③產生焊接裂紋
鈦合金焊接時產生的焊接熱裂紋的幾率極小,只有當焊絲或母材質量不問題時才可能產生熱裂紋。由氫引起的冷裂紋是鈦合金焊接時應注意防止的,焊接時熔池和低溫區母材中的氫向熱影響區擴散,引起熱影響區含氫量增加,造成熱影響區出現延遲裂紋。
④氣孔
鈦及鈦合金焊接時氣孔是最常見的焊接缺陷。焊絲或母材表面清理不幹凈或氬氣不純都會造成氣孔產生,因此保護氣-氬氣純度要求在99.99%以上,焊絲及工件表面要酸洗、凈水沖洗後烘乾。
2、鈦及鈦合金的鎢極氬弧焊
鈦及鈦合金焊接時採用最多的就是鎢極氬弧焊,對於較厚的工件也可採用熔化極氬弧焊,對於技術要求嚴格的航天工業中一些重要設備經常也採用真空電子束焊接。
①焊絲的選用。焊絲的選用應使在正常焊接工藝下的焊縫在焊後狀態的抗拉強度不低於母材退火狀態的標准抗拉強度下限值,焊縫焊後狀態的塑性和耐蝕性能不低於退火狀態下的母材或與母材相當,焊接性能良好,能滿足鈦容器製造和使用的要求。
焊絲中的氮、氧、碳、氫、鐵等雜質元素的標准含量上限值應大大低於母材中雜質元素的標准含量上限值。不允許從所焊母材上裁條充當焊絲,應採用JB/T4745-2002《鈦制焊接容器》中附錄D中的焊絲用作鈦容器用焊絲。雜質元素含量不高於JB/T4745-2002中附錄D的其他標準的焊絲也可使用。
一般情況下可按表根據所焊母材牌號來選擇相應的焊絲牌號,並通過JB/T4745-2002中附錄B的焊接工藝評定驗證。
不同牌號的鈦材相焊時,一般按耐蝕性能較好和強度級別較低的母材去選擇焊絲材料。
②保護氣體的選用。焊接用氬氣純度不應低於99.99%,露點不應高於-50℃,且符合GB4842-1984的規定。當瓶裝氬氣的壓力低於0.5MPa時不宜使用。
③鎢極。鎢極氬弧焊時推薦採用鈰鎢電極。電極直徑應根據焊接電流大小選擇,電極端部應為圓錐形。
鈦及鈦合金氬弧焊時,最關鍵的是要將焊接高溫區與空氣隔離開,為了有效地進行保護,焊炬噴嘴、拖罩和背面保護裝置通以適量流量的氬氣是極其重要的。焊縫及近縫區顏色是衡量保護效果的標志,銀白色、淺黃色表示保護效果好,深黃色為輕微氧化,一般情況下還是允許的,金紫色表示中度氧化,深藍色表示嚴重氧化,至於灰白色是不允許的,表示焊縫已經變質,必須報廢重焊。
三、鋁及鋁合金的焊接
壓力容器中常用純鋁、鋁-錳合金和鋁-鎂合金。鋁錳合金僅可變形強化,其強度比純鋁略高,成形工藝及耐蝕性、焊接性好。鋁鎂合金僅可變形強化,其ω(Mg)一般為0.5%~7.0%,與其他鋁合金相比,鋁鎂合金具有中等強度,其延性、焊接性能、耐蝕性良好。
鋁在空氣和氧化性水溶液介質中,表面產生緻密的氧化鋁鈍化膜,因而在氧化性介質中具有良好的耐蝕性。鋁在低溫下與鐵素體鋼不同,不存在脆性轉變,鋁容器的設計溫度可達-269℃。
1、鋁及鋁合金焊接特點
鋁極易氧化,在常溫空氣中即生成緻密的A12O3薄膜,焊接時造成夾渣,氧化鋁膜還會吸附水分,焊接時會促使焊縫生成氣孔。焊接時,對熔化金屬和高溫金屬應進行有效的保護。
鋁的線膨脹系數約為鋼的2倍,鋁凝固時的體積收縮率也比鋼大得多,鋁焊接時熔池容易產生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的內應力。
鋁及鋁合金液體熔池易吸收氫等氣體,當焊後冷卻凝固過程中來不及析出,在焊縫中形成氣孔。
當母材為變形強化或固溶時效強化時,焊接熱影響區強度將下降。
2、焊接方法
鋁及鋁合金適用的方法很多,壓力容器上施焊時,經常採用鎢極氬弧焊和熔化極氣體保護焊,這兩種焊接方法熱量比較集中,電弧燃燒穩定,由於採用隋性氣體,保護良好,容易控制雜質和水分來源,減少熱裂紋和氣孔的發生,焊縫質量優良,鎢極氬弧焊一般用於薄板,熔化極氣體保護焊用於厚板。
3、焊絲材料
選用的焊絲應使焊縫金屬的抗拉強度不低於母材(非熱處理強化鋁為退火狀態,熱處理強化鋁為指定值)的標准抗拉強度下限值或指定值,並使焊縫金屬的塑性和耐蝕性不低於或接近於母材,或滿足圖樣要求。
為保證焊縫的耐蝕性,在焊接純鋁時宜用純度與母材相近或純度比母材稍高的焊絲。在焊接鋁鎂合金或鋁錳合金等耐蝕鋁合金時,宜採用含鎂量或含錳量與母材相近或比母材稍高的焊絲。
焊絲可從GB/T10858-1989《鋁及鋁合金焊絲》中選取,也可從化學成分與變形鋁及鋁合金相同(符合GB/T3190-1996《變形鋁及鋁合金化學成分》)的絲材中選取,如按(GB/T3197-2001《焊條用鋁合金線》。
常用的保護氣體有氬氣和氮氣,其氣體純度應大於99.9%。
由於鈰鎢極化學穩定性好,陰極斑點小,壓降低,燒損少,易於引弧,電弧穩定性好。宜選用鈰鎢極。
三、銅及銅合金的焊接
常用的銅及銅合金有四種:純銅,黃銅,青銅和白銅。在壓力容器中純銅與黃銅使用較多。
純銅是ω(Cu)不低於99.5%的工業純銅,具有良好的導電性、導熱性,良好的常溫和低溫塑性,以及對海水等的耐腐蝕性,純銅中的雜志如氧、硫、鉍等都不同程度地降低純銅的優良性能,增加材料的冷脆性和接頭中出現熱裂紋的傾向。黃銅系銅和鋅組成的二元合金,黃銅與純銅強度、硬度和耐腐蝕能力都高,且具有一定塑性,能很好承受熱加工和冷加工,ω(Zn)在<30%~40%的黃銅具有α相與少量的β相,因而提高了強度、塑性、耐蝕性、但對焊接性不利。
1、銅及銅合金焊接特點
銅及銅合金導熱率高,線脹系數和收縮率大,當焊接線能量不足時,則容易產生未熔合、未焊透,焊後變形也較嚴重,外觀成形差。焊接時,銅能與其中雜質生成多種低熔點共晶,在焊接應力作用下產生熱裂紋,雜質中以氧的危害性最大。
熔焊銅及銅合金時,由於溶解的氫和氧化還原反應引起氣孔,幾乎分布在焊縫的各個部位。同時,由於晶粒嚴重長大,雜質和合金元素的摻人,有用合金元素的氧化、蒸發,使焊接接頭性能發生很大的變化。
2、焊接方法
焊接銅及銅合金需要大功率、高能束的熔焊熱源,熱效率越高,能量越集中愈有利,不同厚度的材料對於不同焊接方法有其適應性,薄板焊接以鎢極氬弧焊、焊條電弧焊和氣焊為好,中板以熔化極氣體保護焊和電子束焊較合適,厚板則建議使用埋弧焊、MIG焊和電渣焊。
3、焊接材料
①焊條
焊條電弧焊用焊條分為純銅、青銅兩類,由於黃銅中的鋅容易蒸發,因而極少採用焊條電弧焊。純銅焊條型號ECu為低氫型葯皮,用於焊接脫氧或無氧銅結構件,在大氣及海水中具有良好的耐腐蝕性。
②埋弧焊用焊絲與焊劑
埋弧焊的特點是電熱效率高,對熔池的保護效果好。大、中厚度銅焊件的焊接工藝與鋼基本相同,可選用高硅高錳焊劑HJ431,但可能發生合金元素向焊縫過渡,對接頭性能要求高的焊件宜選用HJ260、HJ150。焊絲則選用純銅焊絲、青銅焊絲、焊接純銅和黃銅。
③氣體保護焊用焊絲
銅薄板和中板焊接,使用氣保焊逐漸取代氣焊、焊條電弧焊,電極一般採用釷鎢極(EWTh-2)。焊接純銅,一般選用含有ω(Si)0.5%,ω(P)0.15%或ω(Ti)0.3%~0.5%脫氧劑的無氧銅焊絲,如HSCu。焊接普通黃銅,採用無氧銅加脫氧劑的錫青銅焊絲,如HSCuSn。對高強度黃銅則採用青銅加脫氧劑的硅青銅焊絲或鋁青銅焊絲,如:HSCuAl、HSCuSi等。
保護氣體則選用氬氣(Ar)或Ar+He(Ar+He混合比50/50或30/70),採用Ar+He混合氣體的最大優點是可以改善焊縫金屬的潤濕性,提高焊接質量。由於氦氣保護時輸入熱量比氬氣保護時大,故可降低預熱溫度。
4、焊接工藝
①焊前要預熱或在焊接過程中採取同步加熱的措施。
②嚴格限制銅中的雜質含量,通過焊絲加人硅、錳、磷等合金元素,增加對焊縫的脫氧能力,選用能獲得α+β組織的焊絲等措施防止焊接接頭裂紋與減少氣孔。
③控制焊後冷卻速度,防止焊接變形。
7. 焊接的主要特點是什麼2.什麼叫金屬焊接性如何評價金屬焊接性
焊接是通過加熱或加壓,或兩者並用,並且用或不用填充材料,使工件產生原子間結合的一種連接工藝方法。其特點有:
(1)連接性能好 焊縫具有良好的力學性能,能耐高溫、高壓、能耐低溫、具有良好的密 封性、導電性、耐蝕性和耐磨性等。
(2)省料、省工、成本低 採用焊接方法製造金屬結構,一般比鉚接節省金屬材料10%-20%。
(3)重量輕 採用焊接方法製造船舶、車輛、飛機、飛船、火箭等運載工具,可以減輕自 重,提高運載能力。
(4)簡化工藝 可以採用焊接方法製造重型、復雜的及其零部件,簡化鑄造和鍛造工藝, 以及簡化切削加工工藝。
金屬焊接性是金屬材料對焊接加工的適應能力,在一定焊接工藝的條件下,能否獲得優質的焊接接頭和焊接接頭能否在使用條件下安全運行的一種評價尺度。
金屬的焊接性是指金屬材料對焊接加工的適應性,主要指在一定的焊接工藝條件下,獲得優質焊接接頭的難易程度。從廣義來說「焊接性」這一概念還包括「可用性』和「可靠性」。焊接性取決於材料的特性和所採用的工藝條件。金屬材料的焊接性不是靜止不變的,而是發展的,例如原來認為焊接性不好的材料,隨著科學技術的發展,有了新的焊接方法而變為易於焊接,即焊接性變好了。因此我們不能離開工藝條件來泛談焊接性問題。
焊接性包括兩方面的內容:一是接合性能,即在一定的焊接工藝條件下,形成焊接缺陷的敏感性;二是實用性能,即在一定焊接工藝條件下,焊接接頭對使用要求的適應性。
工藝焊接性是指在一定焊接工藝條件下,能否獲得優質、緻密、無缺陷焊接接頭的能力。
分析研究金屬的工藝焊接性時,必然要涉及到焊接過程。對於熔化焊來講,焊接過程一般都要經歷傳熱的冶金反應。因此,把工藝焊接性又分為熱焊接性和冶金焊接性。
(1)熱焊接性:熱焊接性是指在焊接熱過程中,對焊接熱影響區組織性能產生缺陷的影響程度。用它來評定被焊金屬對熱的敏感性(晶粒長大和組織性能變化等),熱焊接性主要與被焊材質及焊接工藝條件有關。
(2)冶金焊接性:冶金焊接性是指冶金反應對焊接性能和產生缺陷的影響程度。它包括合金元素的氧化、還原、蒸發。氫、氧、氮的溶解,對氣孔、夾雜物、裂紋等缺陷的敏感性,它們是影響焊縫金屬化學成分和性能的重要方面。
8. 異種金屬材料焊接的特點及焊接要點
考慮因素
選用原則
考慮焊件的物理、力學性能和化學成分
1、根據等強度的觀點,選擇滿足母材力學性能的焊條,或結合母材的可焊性,改用非等強度而焊接性好的焊條,但考慮焊縫的結構形式,以滿足等強度,等剛度要求。
2、使其合金成分符合或接近母材。
3、母材含C、S、P有害雜質較高時,應選擇抗裂性能和抗氣孔性能較好的焊條。建議選用氧化鈦鈣型焊條。如果尚不能解決,可選用低氫鈉型焊條。
考慮焊件的工作條件和使用性能
1、在承受動載荷和沖擊載荷的情況下,除保證強度外,對沖擊韌性、延伸率均有較高要求,應一次選用低氫型、鈦鈣型和氧化鐵型焊條。
2、接觸腐蝕介質的,必須根據介質的種類、濃度、工作溫度以及區分是一般服飾還是晶間腐蝕等,選用合適的不銹鋼焊條。
3、在磨損條件下工作時,應區分是一般還是受沖擊磨損,是常溫還是高溫下磨損。
4、非常溫條件下工作時應選用相應的保證低溫或高溫力學性能的焊條。
考慮焊件的集合形狀復雜程度,剛度大小,焊接破口的制備情況和焊接位置
1、形狀復雜或大厚度的焊件,焊縫金屬在冷卻時收縮應力大,容易產生裂紋,必須選用抗裂性能強的焊條,如低氫型焊條,高韌性焊條或氧化鐵型焊條。
2、受條件限制不能翻轉的焊件,需選用能全位置焊接的焊條。
3、焊接部位難以清理的焊件,選用氧化性強的,對氧化皮和油污不敏感的的算型焊條,以免產生氣孔等缺陷。
考慮施焊工地設備
在沒有直流焊機的地方,不宜選用限用直流電源的焊條,而應選用交直流電源的焊條。某些鋼材(如珠光體耐熱鋼)需焊後消除熱應力,但受設備條件限制(或本身結構限制)不能進行熱處理時。應改用非母材金屬材料焊條(如奧氏體 不銹鋼),可不必焊後熱處理。
考慮改善焊接工藝和保護工人的身體健康
在酸性焊條和鹼性焊條都可以滿足要求的地方,應盡量採用酸性焊條。
考慮勞動生產率和經濟合理性
在使用性能相同的情況下,應盡量選用價格較低的酸性焊條,而不用鹼性焊條,在酸性焊條中又以鈦型、鈦鈣型為貴,根據我國礦藏資源情況,應大力推廣鈦鐵型葯皮的焊條。