27SiMn這種材料的焊接性

27SiMn這種材料的焊接性如何，工藝如何采用低強(qiáng)匹配原則，采用507焊條即可。關(guān)鍵是預(yù)熱及保持層間溫度。其屬于中碳調(diào)質(zhì)鋼，焊接性能不算好，焊接強(qiáng)度要看你所需要的，一般要求不高時(shí)，用J606

進(jìn)行焊接即可1、碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量0.23%超過時(shí)，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。2、 硅（SI）:在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮(zhèn)靜鋼含有0.15—0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，故廣泛用于作彈簧鋼。在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中加入1.0—1.2%的硅，強(qiáng)度可提高15—20%。硅和鑰、鎢、銘等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含硅1—4%的低碳鋼，具有極高的導(dǎo)磁率，用于電器工業(yè)做矽鋼片。硅量增加，會(huì)降低鋼的焊接性能。3、 錳（MN）:在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30—0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時(shí)就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16MN鋼比A3屈服點(diǎn)高40%。含錳11—14%的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機(jī)鏟斗，球磨機(jī)襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。4、 磷（P）:在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045%，優(yōu)質(zhì)鋼要求更低些。5、 硫（S）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055%，優(yōu)質(zhì)鋼要求小于0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。6、 銘（CR）:在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，銘能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。銘又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。7、 鎳（NI）：鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳銘鋼。8、鑰（MO）：鑰能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力（長期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變）。結(jié)構(gòu)鋼中加入鑰，能提高機(jī)械性能。還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。9、 鈦(TI)：鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；降低時(shí)效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在銘18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟?，可避免晶間腐蝕。10、 釩(V)：釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。11、 鎢(W)：鎢熔點(diǎn)高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。12、 鈮(NB)：鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。13、 鉆(CO)：鉆是稀有的貴重金屬，多用于特殊鋼和合金中，如熱強(qiáng)鋼和磁性材料。14、 銅(CU):武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當(dāng)銅含量小于0.50%對焊接性無影響。15、 鋁(AL):鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08AL鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與銘、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點(diǎn)是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。16、 硼(B)：鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密性和熱軋性能，提高強(qiáng)度。17、 氮(N):氮能提高鋼的強(qiáng)度，低溫韌性和焊接性，增加時(shí)效敏感性。18、 稀土(XT)：稀土元素是指元素周期表中原子序數(shù)為57-71的15個(gè)鑭系元素。這些元素都是金屬，但他們的氧化物很象“土”，所以習(xí)慣上稱稀土。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態(tài)、分布和性質(zhì)，從而改善了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土，可提高耐磨性。16Mn鋼與27SiMn鋼的焊接高云青摘要在對16Mn鋼與27SiMn鋼的焊接性進(jìn)行分析探討的基礎(chǔ)上，采取焊前預(yù)熱、選用較低強(qiáng)度焊條和焊后保溫等措施，成功地進(jìn)行了勻化床的異種材質(zhì)端蓋和床體的焊接。主題詞鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝方法效果我廠為中國礦業(yè)大學(xué)制造的勻化床，其端蓋采用16Mn鋼、床體采用27SiMn鋼(中碳合金鋼)。由于27SiMn鋼的焊接性差，保證床體的焊接質(zhì)量就成為一個(gè)難點(diǎn)。通過對27SiMn鋼進(jìn)行分析，針對問題癥結(jié)之所在，參考有關(guān)資料，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況制訂了焊接工藝，并采取可靠的預(yù)熱保溫措施，圓滿地解決了勻化床的焊接問題。1焊接性分析勻化床床體用鋼的化學(xué)成分見表1。表127SiMn鋼化學(xué)成分二元素CSiMnCrNiCuPS含量(％)0.22?0.321.10?1.401.10?1.40<0.30<0.30<0.30<0.035<0.035該鋼含碳量高，合金元素含量亦多。根據(jù)各合金元素含量其碳當(dāng)量計(jì)算應(yīng)依據(jù)美國焊接學(xué)會(huì)提供的公式：Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/15+Cr/5+Mo/4+Cu/13+P/2(%)通過計(jì)算可知，27SiMn鋼的碳當(dāng)量在0.58%?0.82%之間。碳當(dāng)量如此之高，表明母材有相當(dāng)大的淬硬性，如無特殊控制措施，則焊接裂紋很難避免；加之端蓋(厚60mm)、床體(厚26mm)壁厚勻較厚，拘束度較大，易出現(xiàn)較大的拘束應(yīng)力，這同樣會(huì)造成焊接熱影響區(qū)容易產(chǎn)生硬脆的高碳馬氏體，發(fā)生脆化現(xiàn)象。2焊接工藝的確定據(jù)以上分析，端蓋與床體焊接的主要問題是設(shè)法避免焊接裂紋。為此，我們從降低熱影響區(qū)的淬硬性，減少焊縫的擴(kuò)散氫含量，以及降低焊接區(qū)的拘束應(yīng)力等幾個(gè)方面入手，制定了以下焊接工藝：(1)針對27SiMn鋼淬硬傾向很大的特點(diǎn)，我們采取小線能量施焊，同時(shí)采取預(yù)熱、緩冷和后熱措施。因?yàn)椴捎眯【€能量減少了高溫停留時(shí)間，避免了奧氏體晶粒的過熱，增加了奧氏體成分的不均勻性，從而降低了奧氏體的穩(wěn)定性，并通過預(yù)熱和緩冷來降低冷卻速度，避免了馬氏體的形成，以降低焊接熱影響區(qū)的淬硬性?？紤]現(xiàn)場的實(shí)際情況，將預(yù)熱溫度定為250?330°C。(2)接頭尺寸及焊接參數(shù)分別見圖1和表2(使用直徑4mm的E5015焊條、電源直流反接)。圖1接頭與坡口尺寸

表2焊接參數(shù)焊接順序電流(A)電壓(V)根焊170?19027?30填充焊170?19027?30蓋面焊150?17025?30(3)27SiMn鋼的抗拉強(qiáng)度為980MPa,而16Mn鋼的抗拉強(qiáng)度為470?590MPa。若按照等強(qiáng)度原則選擇焊條，則會(huì)增加焊接接頭的實(shí)際拘束應(yīng)力，易導(dǎo)致焊接區(qū)出現(xiàn)裂紋，故選擇了低匹配接頭形式，選用了抗拉強(qiáng)度為490MPa的E5015焊條作為焊接材料。這樣，既控制了焊縫的擴(kuò)散氫含量，又有效地降低了焊接區(qū)的實(shí)際拘束應(yīng)力，有效地控制了冷裂紋的出現(xiàn)。3施焊方法和效果焊條使用前應(yīng)在烤箱內(nèi)烘烤到350?400C并保溫1?2h，使用時(shí)放在保溫筒內(nèi)，隨用隨取。焊前應(yīng)將端蓋與床體接頭坡口及邊緣20mm以內(nèi)的油、銹等雜物除凈。用氧乙炔焰對工件進(jìn)行預(yù)熱范圍為坡口兩側(cè)150?200mm。主要