不同材質(zhì)的鋼材焊接注意事項(xiàng)

1、兩種不同金屬金屬如何焊接?目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document .異種金屬焊接存在的問題1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document .不同焊接方法焊接異種金屬時(shí)的特點(diǎn)2 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 2. 1.熔焊2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2. 2.壓焊3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 2. 3.其他方法33.焊

2、接異種金屬的考前須知43.1.考慮焊件的物理、力學(xué)性能和化學(xué)成分4 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 3. 2.考慮焊件的工作條件和使用性能43. 3.考慮焊件的集合形狀復(fù)雜程度，剛度大小，焊接破口的制備情況和焊接位置4 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 3. 4.考慮施焊工地設(shè)備5 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 3. 5.考慮改善焊接工藝和保護(hù)工人的身體健康5.異種金屬焊接存在的問題異種金屬焊接所存在的一些固有問題也阻礙了它的開展，如異種金

3、屬熔合區(qū) 的構(gòu)成和性能，異種金屬焊接結(jié)構(gòu)的破壞多半發(fā)生在熔合區(qū)，由于靠近熔合區(qū)各 段上焊縫結(jié)晶特點(diǎn)不同，又易形成性能不好的，成分變化的過渡層。另外，由于處在高溫的時(shí)間長(zhǎng)，這一區(qū)域的擴(kuò)散層會(huì)擴(kuò)大，會(huì)進(jìn)一步使金屬 的不均勻性增加。而且異種金屬焊接時(shí)或焊后經(jīng)熱處理或經(jīng)高溫運(yùn)行后，經(jīng)常發(fā) 現(xiàn)低合金一側(cè)的碳通過焊縫邊界向高合金焊縫中“遷移”的現(xiàn)象，分別在熔合線 兩側(cè)形成脫碳層和增碳層，在低合金一側(cè)母材形成脫碳層，在高合金焊縫一側(cè)形 成增碳層。防礙和阻止異種金屬結(jié)構(gòu)的使用和開展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)在室溫下，異種金屬焊接接頭區(qū)的機(jī)械性能(如拉伸、沖擊、彎曲等)一般 優(yōu)于被焊母材的性能，但高溫下或高

4、溫長(zhǎng)期運(yùn)行后，接頭區(qū)的性能劣于母材。在奧氏體焊縫與珠光體母材之間存在一個(gè)馬氏體過渡區(qū)，該區(qū)韌性較低, 是一個(gè)高硬度脆性層，也是導(dǎo)致構(gòu)件失效破壞的薄弱區(qū)，它會(huì)降低焊接結(jié)構(gòu)的使 用可靠性。(3)焊后熱處理或高溫運(yùn)行過程中碳遷移會(huì)導(dǎo)致在熔合線兩側(cè)分別形成增碳 層和脫碳層。一般認(rèn)為脫碳層由于碳的減少而導(dǎo)致該區(qū)域組織、性能發(fā)生較大變 化(一般是劣化)，從而使得該區(qū)域容易在服役過程中發(fā)生早期失效。很多服役中 的高溫管線或者試驗(yàn)中的高溫管線的失效部位都集中在脫碳層。(4)失效與時(shí)間，溫度和交變應(yīng)力等條件有關(guān)。(5)焊后熱處理不能消除接頭區(qū)的剩余應(yīng)力分布?；瘜W(xué)成分的不均勻性。異種金屬焊接的時(shí)候，由于焊縫兩側(cè)的

5、金屬和焊縫的合金成分有著明顯的差 別，焊接過程中，母材和焊材都會(huì)熔化并相互混合，混合的均勻程度隨著焊接工 藝的改變而改變，而且焊接接頭不同的位置，混合均勻程度也有很大差異，這就 造成了焊接接頭化學(xué)成分的不均勻性。金相組織的不均勻性。由于焊接接頭化學(xué)成分的不連續(xù)，經(jīng)歷了焊接熱循環(huán)后，焊接接頭各個(gè)區(qū)域 出現(xiàn)不同的組織，往往在某些區(qū)域出現(xiàn)極其復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)。(8)性能的不連續(xù)性。焊接接頭的化學(xué)成分和金相組織的差異，帶來了焊接接頭力學(xué)性能的不同。 沿焊接接頭的各個(gè)區(qū)域強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、沖擊性能、高溫蠕變、持久性 能都有很大差異。這種顯著的不均勻性使得焊接接頭不同區(qū)域在相同的條件下, 表現(xiàn)出來的行

6、為有很大的差異，出現(xiàn)弱化區(qū)域和強(qiáng)化區(qū)域，尤其是在高溫的條件 下，異種金屬焊接接頭在服役過程中經(jīng)常出現(xiàn)早期失效。.不同焊接方法焊接異種金屬時(shí)的特點(diǎn)大多數(shù)焊接方法都可用于異種金屬的焊接，但在選擇焊接方法及制定工藝措 施時(shí)，仍應(yīng)考慮異種金屬焊接時(shí)的特點(diǎn)。根據(jù)母材和焊接接頭不同的要求，熔焊、 壓焊及其他焊接方法在異種金屬焊接中都有所應(yīng)用，但也都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。1.熔焊異種金屬焊接中應(yīng)用較多的是熔焊方法，常用的熔焊方法有焊條電弧焊、埋 弧焊、氣體保護(hù)電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等。為了減少 稀釋，降低熔合比或控制不同金屬母材的熔化量，通?？蛇x用熱源能量密度較高 的電子束焊、激光焊、等離子弧

7、焊等方法。為了減小熔深，可以采取間接電弧、 擺動(dòng)焊絲、帶狀電極、附加不通電焊絲等工藝措施。但無論如何，只要是熔焊， 總有局部母材熔入焊縫而引起稀釋，另外，還會(huì)形成諸如金屬間化合物，共晶體 等。為了減輕這類不利影響，必須控制和縮短金屬在液態(tài)或高溫固態(tài)下的停留時(shí) 間。然而，盡管熔焊方法和工藝措施不斷改進(jìn)和完善，卻仍然難以解決所有異種 金屬焊接時(shí)的問題，因?yàn)榻饘俜N類繁多，性能要求又多種多樣，接頭形式又各不 相同，許多情況下還需要采用壓焊或其他的焊接方法來解決特定的異種金屬接頭 的焊接問題。壓焊大多數(shù)壓焊方法都只將被焊金屬加熱至塑性狀態(tài)或甚至不加熱，而以施加一 定的壓力為基本特征。與熔焊相比，在焊接異

8、種金屬接頭時(shí)壓焊具有一定的優(yōu)越 性，只要接頭形式允許，焊接質(zhì)量又能滿足要求，采用壓焊往往是比擬合理的選 擇。壓焊時(shí)，異種金屬交界外表可以熔化，也可以不熔化，但由于有壓力的作用， 即使外表有熔化金屬存在，也會(huì)被擠壓而排出（如閃光焊和摩擦焊），只有少數(shù) 情況下壓焊后還保存了曾經(jīng)熔化的金屬（如點(diǎn)焊）。壓焊由于不加熱或加熱溫度低，可以減輕或防止熱循環(huán)對(duì)母材金屬性能的不 利影響，防止產(chǎn)生脆性的金屬間化合物。某些形式的壓焊甚至能將已產(chǎn)生的金屬 間化合物從接頭中擠壓出去。止匕外，壓焊時(shí)也不存在因稀釋而引起的焊縫金屬性 能變化問題。不過，大多數(shù)壓焊方法對(duì)接頭形式是有一定要求的，例如點(diǎn)焊、縫焊、超聲 波焊必須用

9、搭接接頭；摩擦焊時(shí)至少有一個(gè)工件必須具有旋轉(zhuǎn)體的截面；爆炸焊 只適用于較大面積的連接等。壓焊設(shè)備目前也還不普及。這些無疑地都限制了壓 焊的應(yīng)用范圍。2. 3.其他方法除熔焊和壓焊外，還有一些可以用于異種金屬焊接的方法。例如釬焊就是釬 料與母材之間的異種金屬焊接方法，不過這里所討論的那么是較特殊的釬焊方法。有一種方法稱作熔焊一一釬焊，即對(duì)異種金屬接頭中低熔點(diǎn)母材一側(cè)為熔焊, 對(duì)高熔點(diǎn)母材一側(cè)為釬焊。而且通常是以低熔點(diǎn)母材相同的金屬為釬料。因此, 釬料與低熔點(diǎn)母材之間就是同種金屬的熔焊過程，不存在特殊困難。釬料與高熔 點(diǎn)母材之間那么是釬焊過程，母材不發(fā)生熔化、結(jié)晶，可以防止許多焊接性方面的 問題，

10、但要求釬料對(duì)母材能良好潤(rùn)濕。另一種方法稱作共晶釬焊或共晶擴(kuò)散釬焊。這是將異種金屬接觸外表加熱到 一定溫度，使兩種金屬在接觸外表處形成低熔點(diǎn)的共晶體，該低熔點(diǎn)共晶體在此 溫度下呈液態(tài)，實(shí)質(zhì)上成了一種不用外加釬料的釬焊方法。當(dāng)然，這要求兩種金 屬之間能夠形成低熔點(diǎn)的共晶體。異種金屬擴(kuò)散焊時(shí)加入中間層材料，在很低壓 力下加熱使中間層材料熔化，或與被焊金屬接觸形成低熔點(diǎn)共晶體，此時(shí)形成的 薄層液體，經(jīng)一定時(shí)間的保溫過程，使中間層材料全部擴(kuò)散到母材中并均勻化, 就能形成沒有中間材料的異種金屬接頭。這類方法在焊接過程中都會(huì)出現(xiàn)少量液 態(tài)金屬O因而又被稱作液相過渡焊，他們的共同特點(diǎn)就是接頭中不存在鑄造組織。

11、3.焊接異種金屬的考前須知考慮焊件的物理、力學(xué)性能和化學(xué)成分1、根據(jù)等強(qiáng)度的觀點(diǎn)，選擇滿足母材力學(xué)性能的焊條，或結(jié)合母材的可焊 性，改用非等強(qiáng)度而焊接性好的焊條，但考慮焊縫的結(jié)構(gòu)形式，以滿足等強(qiáng)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(zhì)較高時(shí)，應(yīng)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。2.考慮焊件的工作條件和使用性能1、在承受動(dòng)載荷和沖擊載荷的情況下，除保證強(qiáng)度外，對(duì)沖擊韌性、延伸 率均有較高要求，應(yīng)一次選用低氫型、鈦鈣型和氧化鐵型焊條。2、接觸腐蝕介質(zhì)的，必須根據(jù)介質(zhì)的種類、濃度、工作溫度以及區(qū)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(shí)，應(yīng)區(qū)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(shí)應(yīng)選用相應(yīng)的保證低溫或高溫力學(xué)性能的焊條。3.考慮焊件的集合形狀復(fù)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(fù)雜或大厚度的焊件，焊縫金屬在冷卻時(shí)收縮應(yīng)力大，容易產(chǎn)生裂 紋，必須選用抗裂性能強(qiáng)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(zhuǎn)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(qiáng)的，對(duì)氧化皮和油污不敏感的 的算型焊條，以免產(chǎn)生氣孔等缺陷