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焊接合金應具備的性能有哪些

發布時間: 2021-01-08 21:36:06

① 鋁合金不適合哪些焊接方式

鋁合金不適合壓焊系列的工頻交流電阻點焊焊接。
1、焊點質量不穩定。
(1)噴濺與飛濺。
與低碳鋼相比,鋁合金具有很好的導電、導熱性能,其電阻率僅為鋼的三分之一,而導熱率卻為鋼的2-4倍。所以為獲得合格的焊點,在相同的條件下鋁合金就需要更大的焊接電流以獲得足夠熱量。鋁元素非常活潑,在鋁合金材料表面非常容易形成氧化膜,這層氧化膜組織緻密,熔點極高,導電性能極差,這就使得接觸電阻比較大。在規定焊接條件下,接觸面上產生較多的熱量;另一方面,鋁合金材料熔點低,加熱熔化時的塑性溫度區間窄,所以很容易在工件間接觸面上造成噴濺,在電極-工件間造成飛濺。噴濺和飛濺的產生會帶走部分熱量和熔化金屬,影響了熔核直徑的大小,對焊質量極為不利。
(2)焊點表面質量差。
鋁合金容易形成低熔點(547℃)共晶物,這種低熔點共晶物的電阻率比較大。鋁合金工件較大的熱導率及接觸面上較大的熱量產生使得電極-工件接觸面上產生局部熔化並發生共晶反應,以致出現電極與工件的粘連,影響了焊點的表面質量。電極與工件的粘連破壞了電極表面的連續性,進而惡化了後續焊點焊接時電極與工件間的接觸狀態,使電極-工件間的接觸由起始連續接觸變為不連續接觸。在規定焊接條件下,這種不連續接觸將加劇飛濺、局部熔化及粘連的產生,對焊點的表面質量更為不利。
(3)熔核尺寸波動大。
電極-工件表面上的局部熔化、飛濺及電極與工件的粘連,破壞了電極表面的連續性;並且在連續點焊過程中電極表面的不連續性具有較強的隨機性,這使得電極-工件間的接觸狀態不穩定。另外,點焊過程又受工件表面狀態、電極壓力、焊接電流等因素的影響。鋁合金點焊對以上各因素的變化非常敏感,因此連續點焊中熔核尺寸波動較大。
(4)熔核內部易產生缺陷。
與弧焊相比,鋁合金在點焊時金屬的熔化量較少,其導熱系數比較大,故而熔核的冷卻速度非常快;另一方面,由於鋁合金是非導磁材料,液態熔核區的流動速度非常小,熔核在凝固時極易形成縮孔、氣孔。雖然這些缺陷對接頭強度影響不大,但對接頭的疲勞性能卻有顯著影響。
2、電極燒損嚴重,使用壽命短。
由於電極-工件間的接觸電阻較大,鋁合金工件的導熱率也較大,而鋁合金點焊又是採用規定條件進行焊接,所以電極-工件間接觸面上的溫度較高,且鋁與銅之間存在著強烈的合金化傾向,以上情況導致鋁合金點焊時銅電極的燒損嚴重。銅鋁合金化反應生成合金層的主要成分為CuAl2
金屬間化合物,其電阻率為銅的5倍左右。由於該合金層粘附在電極表面,在後續焊點的焊接過程中,合金層的存在增大了電極-工件間的接觸電阻,即增加電極-工件間的產熱量。在連續點焊過程中,電極表面不連續程度的增加也加劇了電極-工件間局部熔化和飛濺的產生,同時也加劇了銅鋁合金化反應的程度。上述因素使得鋁合金點焊時電極的燒損速度增加,使用壽命縮短。

② 焊接性能好,強度高的合金鋼是什麼

鋼材有抄很多種的焊接性能好不好這要看碳當量的。
國際焊接學會推薦的碳當量公式CE(IIW):
CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)
(式中的元素符號均表示該元素的質量分數,下同。)該式主要適用於中、高強度的非調質低合金高強度鋼(σb=500~900
MPa。當板厚小於20
mm,CE(IIW)<0.40%時,鋼材淬硬傾向不大,焊接性良好,不需預熱;CE(IIW)=0.40%~0.60%,特別當大於0.5%時,鋼材易於淬硬,焊接前需預熱。

③ 焊接合金的性能有哪些

鈦及鈦合金的焊接性能,具有許多顯著特點,這些焊接特點是由於鈦及鈦合金的物理化學性能決定的。其中氣體及雜質污染對焊接性能的影響
在常溫下,鈦及鈦合金是比較穩定的。但試驗表時,在焊接過程中,液態熔滴和熔池金屬具有強烈吸收氫、氧、氮的作用,而且在固態下,這些氣體已與其發生作用。隨著溫度的升高,鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升,大約在250℃左右開始吸收氫,從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,這些氣體被吸收後,將會直接引起焊接接頭脆化,是影響焊接質量的極為重要的因素。
(1)氫的影響
氫是氣體雜質中對鈦的機械性能影響最嚴重的因素。焊縫含氫量變化對焊縫沖擊性能影響最為顯著,其主要原因是隨縫含氫彈量增加,焊縫中析出的片狀或針狀TiH2增多。TiH2強度很低,故片狀或針狀衛HiH2的作用例以缺口,合沖擊性能顯著降低;焊縫含氫量變化對強度的提高及塑性的降低的作用不很時顯。
(2)氧的影響
氧在鈦的α相和β想中都有有較高的熔解度,並能形成間隙固深相,使用權鈦的晶傷口嚴重扭曲,從而提高鈦及鈦合金的硬度和強度,使塑性卻顯著降低。為了保證焊接接應的性能,除了在焊接過程中嚴防焊縫及焊按熱影響區發主氧化外,同時還應限制基本金屬及焊絲中的含氧量。
(3)氮的影響
在700℃以上的高溫下,氮和鈦發生劇作用,形成脆硬的氮化鈦(riN)而且氮與鈦形成間隙固溶體時所引起的晶格歪挪程度,比是量的氧引起的後果更為嚴重,因此,氮對提高工業純鈦焊縫的抗拉強度、硬度,降低焊縫的塑性性能比氧更為顯著。
(4)碳的影響
碳也是鈦及鈦合金中常見的雜質,實驗表明,當碳含量為0.13%時,碳因深在α鈦中,焊縫強度極限有些提高,塑性有些下降,但不及氧氮的作用強烈。但是當進一步提高焊縫含碳量時,焊縫卻出現網狀TiC,其數量隨碳含量增高而增多,使焊縫塑性急劇下降,在焊接應力作用下易出現裂紋。因此,鈦及鈦合金母材的含碳量不大於0.1%,焊縫含碳量不超過母材含碳量。

④ 鑄鋁合金的材料焊接性能咋樣

鑄鋁的焊接性一般較之拉升和擠壓的鋁合金要差很多的主要存在如下的專一些問題:
1、容易產生氣孔,屬可以採用WE53低溫焊條氬弧焊直接蓋住表面氣孔
2、焊接性非常差,強度差,焊接出來做破壞焊口成粉末狀
3、焊接的過程中泛渣。
如果在焊接鑄鋁的過程中出現如上的這些問題可以用低溫的WE53焊條採用傳統的氣修復,WE53是氣焊和氬弧焊兩用的材料,修復焊接的操作視頻可以在網上搜索「WE53焊接操作視頻學習」學習了解操作過程

⑤ 焊接合金的性能有哪些

鈦及鈦合金的焊接性能,具有許多顯著特點,這些焊接特點是由於鈦及鈦合金的物理化學性能決定的。其中氣體及雜質污染對焊接性能的影響
在常溫下,鈦及鈦合金是比較穩定的。但試驗表時,在焊接過程中,液態熔滴和熔池金屬具有強烈吸收氫、氧、氮的作用,而且在固態下,這些氣體已與其發生作用。隨著溫度的升高,鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升,大約在250℃左右開始吸收氫,從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,這些氣體被吸收後,將會直接引起焊接接頭脆化,是影響焊接質量的極為重要的因素。
(1)氫的影響 氫是氣體雜質中對鈦的機械性能影響最嚴重的因素。焊縫含氫量變化對焊縫沖擊性能影響最為顯著,其主要原因是隨縫含氫彈量增加,焊縫中析出的片狀或針狀TiH2增多。TiH2強度很低,故片狀或針狀衛HiH2的作用例以缺口,合沖擊性能顯著降低;焊縫含氫量變化對強度的提高及塑性的降低的作用不很時顯。
(2)氧的影響 氧在鈦的α相和β想中都有有較高的熔解度,並能形成間隙固深相,使用權鈦的晶傷口嚴重扭曲,從而提高鈦及鈦合金的硬度和強度,使塑性卻顯著降低。為了保證焊接接應的性能,除了在焊接過程中嚴防焊縫及焊按熱影響區發主氧化外,同時還應限制基本金屬及焊絲中的含氧量。
(3)氮的影響 在700℃以上的高溫下,氮和鈦發生劇作用,形成脆硬的氮化鈦(riN)而且氮與鈦形成間隙固溶體時所引起的晶格歪挪程度,比是量的氧引起的後果更為嚴重,因此,氮對提高工業純鈦焊縫的抗拉強度、硬度,降低焊縫的塑性性能比氧更為顯著。
(4)碳的影響 碳也是鈦及鈦合金中常見的雜質,實驗表明,當碳含量為0.13%時,碳因深在α鈦中,焊縫強度極限有些提高,塑性有些下降,但不及氧氮的作用強烈。但是當進一步提高焊縫含碳量時,焊縫卻出現網狀TiC,其數量隨碳含量增高而增多,使焊縫塑性急劇下降,在焊接應力作用下易出現裂紋。因此,鈦及鈦合金母材的含碳量不大於0.1%,焊縫含碳量不超過母材含碳量。

⑥ 我想知道鋁合金焊接性能

鋁合金及其焊接性
【摘要】
鋁及鋁合金材料密度低,強度高,熱電導率高,耐腐蝕能力強,具有良好的物理特性和力學性能,因而廣泛應用於工業產品的焊接結構上。鋁合金在車輛部件中的應用情況、發展趨向及其在組焊中存在很多問題。對鋁合金及其異種金屬焊接接頭進行了焊接性試驗研究結果表明,其焊接接頭有滿意的力學性能、抗裂性及抗應力腐蝕性能,適合用於製造輕軌車輛,航空航天領域的廣泛應用。
【關鍵字】
鋁合金 焊接性 氣孔 熱裂紋 等強性
【正文】
雖然已經應用鋁及其合金焊成許多重要產品,但實際上並不是沒有困難,主要的問題有:焊縫中的氣孔、焊接熱裂紋、接頭「等強性」等
鋁合金焊接中的氣孔
氫是鋁及其合金熔焊時產生氣孔的主要原因,已為實踐所證明。弧柱氣氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分都是焊縫氣孔中氫的重要來源。其中,焊絲及母材表面氧化膜的吸附水份,對焊縫氣孔的產生,常常佔有突出的地位。
1.1 弧柱氣氛中水分的影響
弧柱空間總是或多或少存在一定數量的水分,尤其在潮濕季節或濕度大的地區進行焊接時,由弧柱氣氛中水分分解而來的氫,溶入過熱的熔融金屬中,可成為焊縫氣孔的主要原因。這時所形成的氣孔,具有白亮內壁的特徵。
1.2 氧化膜中水分對氣孔的影響
在正常的焊接條件下,焊絲或工件的氧化膜中所吸附的水分將是生成焊縫氣孔的主要原因。而氧化膜不緻密、吸水性強的鋁合金,主要是Al-Mg合金,要比氧化膜緻密的純鋁具有更大的氣孔傾向。因為Al-Mg合金的氧化膜中含有不緻密的MgO,焊接時,在熔透不足的情況下,母材坡口端部未除凈的氧化膜中所吸附的水分,常常是產生焊縫氣孔的主要原因。
1. 3 減少焊縫氣孔的途徑
避免熔池吸氫是消除或減少焊接氣孔的有效方法。為防止焊縫氣孔,可從兩方面著手:第一,限制氫溶入熔融金屬,或者是減少氫的來源,或者減少氫同熔融金屬作用的時間;第二,盡量促使氣孔自熔池逸出。為了在熔池凝固之前使氫以氣泡形式及時排出,這就要改善冷卻條件以增加氫的逸出時間Hidetoshi Fujii等在失重條件下進行焊接試驗,發現氣孔明顯較重力下多。
(1)減少氫的來源
所有使用的焊接材料(包括保護氣體、焊絲、焊條、焊劑等)要嚴格限制含水量,
使用前均需乾燥處理。一般認為,氬氣中的含水量小於0.08%時不易形成氣孔。
(2)控制焊接工藝
焊接工藝參數的影響比較明顯,但其影響規律並不是一個簡單的關系,須進行具體分析。焊接工藝參數的影響主要可歸結為對熔池在高溫存在時間的影響,也就是對氫的溶入時間和氫的析出時間的影響。焊接時,焊接工藝參數的選擇,一方面盡量採用小線能量以減少熔池存在時間,從而減少氣氛中氫的溶入,同時又要能充分保證根部熔合,以利根部氧化膜上的氣泡浮出。所以採用大的焊接電流配合較高的焊接速度是比較有利的。
2. 鋁合金的焊接熱裂紋
鋁及其合金焊接時,焊縫金屬和近縫區所發現的熱裂紋主要是焊縫金屬結晶裂紋,也可在近縫區見到液化裂紋。
2.1 鋁合金焊接熱裂紋的特點
鋁合金屬於典型的共晶型合金,最大裂紋傾向正好同合金的「最大」凝固溫度區間相對應。但是由平衡狀態圖的概念得出的結論和實際情況是有較大出入的。因此,裂紋傾向最大時的合金組元均小於它在合金中的極限溶解度。這是由於焊接時的加熱和冷卻速度都很迅速,使合金來不及建立平衡狀態,在不平衡的凝固條件下,相圖中的固相線一般要向左下方移動,以致在較少的平均濃度下就出現共晶體,且共晶溫度比平衡冷卻過程將有所降低。至於近縫區的「液化裂紋」,同焊縫凝固裂紋一樣,也是與晶間易熔共晶的存在有聯系,但這種易熔共晶夾層並非晶間原已存在的,而是在不平衡的焊接加熱條件下因偏析而熔化形成的,所以稱為晶間「液化」。
2.2 防止焊接熱裂紋的途徑
對於液化裂紋目前還無行之有效的防止措施,一般的辦法是減小近縫區過熱。對於焊縫金屬的結晶裂紋主要是通過合理選定焊縫的合金成分並配合適當的焊接工藝來進行控制。
(1)控製成分
從抗裂角度考慮,調整焊縫合金系統的著眼點在於控制適量的易熔共晶並縮小
結晶溫度區間。由於現有鋁合金均為共晶型合金,少量易熔共晶的存在總是增大凝固裂紋傾向,所以,一般都是使主要合金元素含量超過裂紋傾向最大時的合金成分,以便能產生癒合作用。
(2)在焊絲中添加變質劑
鋁合金焊絲中幾乎都有Ti、Zr、B、V等微量元素,一般都是作為變質劑加入的。不僅可以細化晶粒而改善塑性、韌性,並可顯著提高抗裂性能。Ti、Zr、B、V、Ta等元素的共同特點是都能同鋁形成一系列包晶反應生成細小的難熔質點,可成為液體金屬凝固時的非自發凝固的晶核,從而可以產生細化晶粒的作用。
(3)合理選用焊接工藝參數
焊接工藝參數影響凝固過程的不平衡性和凝固的組織狀態,也影響凝固過程中
的應變增長速度,因而影響裂紋的產生。熱能集中的焊接方法,有利於快速進行焊接過程,可防止形成方向性強的粗大柱狀晶,因而可以改善抗裂性【5】。減小焊接電流、降低拘束度、改善裝配間隙對減小熱裂傾向都是有利的。而焊接速度的提高,促使增大焊接接頭的應變速度,而增大熱裂的傾向。增大焊接速度和和焊接電流,都可促使增大裂紋傾向。
3. 焊接接頭的等強性
時效強化鋁合金,除了Al-Zn-Mg合金,無論是退火狀態下還是時效狀態下焊接,若焊後不經熱處理,強度均低於母材。所有時效強化的鋁合金,焊後不論是否經過時效處理,其接頭塑性均未能達到母材的水平【1】。就焊縫而言,由於是鑄造組織,即使在退火狀態以及焊縫成分同母材基本一樣的條件下,強度可能差別不大,但焊縫塑性一般都不如母材。若焊縫成分不同於母材,焊縫性能將主要決定於所用的焊接材料。為保證焊縫強度與塑性,固溶強化型合金系統要優於共晶型合金系統。一般說來,焊接線能量越大,焊縫性能下降的趨勢也越大【1】。對於熔合區,在時效強化鋁合金焊接時,除了晶粒粗化,還可能因晶界液化而產生顯微裂紋。所以,熔合區的變化主要是惡化塑性。
總之,鋁合金應為具有重量輕、抗腐蝕、易成型等優點;隨著新型硬鋁、超硬鋁等材料的出現使得這類材料的性能不斷提高,因而在航空、航天、高速列車、高速艦艇、汽車等工業製造領域得到了越來越廣泛的應用。同時由於鋁及其合金由於熱膨脹系數大而引起的較大變形;易氧化焊接時需要用惰性氣體保護;易產生氣孔、熱裂紋以及熱影響區的軟化、強度降低問題。為了解決以上問題攪拌摩擦焊作為一種新型的焊接方式逐漸在鋁及其合金的焊接中廣泛之用。深入的研究鋁及其合金的焊接性是開發新型鋁合金及解決其焊接問題的前提。

⑦ 鋁合金的焊接性能

可以選用適合新手的鋁焊接方法,在網上搜索「威歐丁焊接之WE53低溫鋁焊焊接操作視頻」詳細了解其焊接工作原理及焊接視頻

⑧ 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。

⑨ 5xxx鋁合金焊接性能為什麼好

隨著高速鐵路在中國的迅速發展,高速火車的製造量也越來越大,時速200km以上的高速火車車廂外皮幾乎全是由鋁合金板及大型鋁合金型材焊接而成,因此需要大量的鋁合金焊絲。目前引進的進口焊絲主要是針對時速300km以下的列車,但隨著火車速度的提高(超過300km/h),需要研發具有高強度和更好焊接性能的焊絲來保障列車的安全。 本文通過制備13種合金焊絲,並運用手工交流TIG焊用其焊接厚度為2.8mm的退火態5083鋁合金薄板,利用金相顯微觀察、室溫拉伸力學性能試驗和掃描電子顯微鏡等手段研究焊絲制備過程中不同階段顯微組織和力學性能,研究了原材料、坩堝塗層、Mg元素含量、不同Mn含量下Zr元素和不同Fe含量下Mn元素含量對焊絲性能的影響,得到如下研究成果: (1)證明原材料純度對焊絲的焊後性能有明顯的影響,提高純度能使焊絲獲得更好的性能,另外熔煉工具塗TiO2也可保證合金在熔煉過程不受污染,保證合金具有高的純度。 (2)當Mg含量在4.5%-5.5%之間變化時,Mg含量達到5.5%的焊絲焊接的焊口力學性能有所提高,強度超過母材的90%(達到287.0MPa),其延伸率達到14.0%。 (3)在不同Mn含量條件下,加入Zr元素制備的鋁合金焊絲焊接5083板材時,其焊口均比未加Zr元素制備的鋁合金焊絲焊接的焊口具有更高的力學性能。其中,在高Mn含量條件下,加入Zr元素制備的鋁合金焊絲焊口強度超過母材的93%(達到295.7MPa),其延伸率達到16.4%,而未加Zr元素制備的鋁合金焊絲焊口強度超過母材的90%(達到286.0MPa),其延伸率達到14.5%。 (4)在不同Fe含量條件下,高Mn含量的鋁合金焊絲焊接5083板材時,其焊口均比低Mn含量的鋁合金焊絲焊接的焊口具有更高的力學性能。其中,在高Fe含量條件下,高Mn含量的鋁合金焊絲焊口強度超過母材的92%(達到293.4MPa),其延伸率達到15.9%,而低Mn含量的鋁合金焊絲焊口強度超過母材的90%(達到285.9MPa),其延伸率達到13.8%。
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⑩ 焊接金屬合金化的目的有幾個方面

焊接時,把所需要的合金元素通過焊接材料過渡到焊縫金屬中去的過程,稱為焊版縫金屬合金化。
焊縫權金屬合金化的目的有以下幾個方面:
1、補償焊接過程中由於蒸發、氧化等原因造成的合金元素的損失。
2、消除工藝缺陷,改善焊縫金屬的組織和性能。例如,為了消除因硫引起的熱裂紋,需要向焊縫中加入錳。焊接某些結構鋼時,常向焊縫中加入鈦、鋁等元素,以細化晶粒,提高焊縫的沖擊韌度。
3、獲得具有特殊性能的堆焊金屬。例如,冷加工或熱加工用的工具或其它零件(如切削刀具、熱鍛模、軋輥、閥門等),要求其表面具有耐磨性、紅硬性、耐熱性和耐腐蝕性。可以向焊縫中加入鉻、鉬、鎢、錳等合金元素,形成具有特殊性能的堆焊層。

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