Schweißeigenschaften häufig verwendeter Metallwerkstoffe

Die Schweißbarkeit von Metallmaterialien bezieht sich auf die Fähigkeit von Metallmaterialien, unter Bedingungen wie bestimmten Schweißprozessen, einschließlich Schweißmethoden, Schweißmaterialien, Schweißspezifikationen und Schweißstrukturformen, hervorragende Schweißverbindungen zu erzielen. Ein Metall, wenn es häufiger verwendet werden kann und ein einfaches Schweißverfahren hervorragende Schweißverbindungen ergibt, wird davon ausgegangen, dass dieses Metall eine gute Schweißleistung aufweist. Die Schweißbarkeit von Metallwerkstoffen wird im Allgemeinen in zwei Aspekte unterteilt: Prozessschweißbarkeit und Gebrauchsschweißbarkeit.

1. Schweißen von Kohlenstoffstahl

(1) Schweißen von kohlenstoffarmem Stahl

Kohlenstoffarmer Stahl hat einen niedrigen Kohlenstoffgehalt und einen geringen Mangan- und Siliziumgehalt. Unter normalen Umständen kommt es durch das Schweißen nicht zu einer ernsthaften strukturellen Verhärtung oder Abschreckung der Struktur. Diese Art von Stahl weist eine ausgezeichnete Plastizität und Schlagzähigkeit auf und auch die Plastizität und Zähigkeit der Schweißverbindungen sind gut. Extrem gut. Ein Vorwärmen und Nachwärmen ist beim Schweißen in der Regel nicht erforderlich, und es sind auch keine besonderen Verfahrensmaßnahmen erforderlich, um Schweißverbindungen mit zufriedenstellender Qualität zu erhalten. Daher weist kohlenstoffarmer Stahl eine hervorragende Schweißleistung auf und weist unter allen Stählen die beste Schweißleistung auf. Stahlsorten.

(2) Schweißen von Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt

Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt hat einen höheren Kohlenstoffgehalt und seine Schweißbarkeit ist schlechter als die von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Wenn der CE-Wert nahe bei 0,25 % liegt, ist die Schweißbarkeit gut. Mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt nimmt die Verhärtungsneigung zu, und unter dem Einfluss von Wärme lässt sich leicht eine Martensitstruktur mit geringer Plastizität in diesem Bereich erzeugen. Wenn die Schweißverbindung sehr steif ist oder das Schweißmaterial und die Prozessparameter falsch ausgewählt sind, kann es leicht zu Kaltrissen kommen. Beim Mehrlagenschweißen wird die erste Schweißnahtschicht verschweißt, das Grundmetall wird mit der Schweißnaht verschmolzen. Der hohe Kohlenstoffanteil erhöht den Kohlenstoff-, Schwefel- und Phosphorgehalt und erleichtert die Erzeugung von thermischen Rissen. Darüber hinaus erhöht sich bei hohem Kohlenstoffgehalt auch die Porenempfindlichkeit.

(3) Schweißen von Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffreicher Stahl mit einem CE-Wert von mehr als 0,6 % weist eine hohe Härtbarkeit auf. Es ist leicht, harten und spröden Martensit mit hohem Kohlenstoffgehalt herzustellen. Es kommt leicht zu Rissen in der Schweiß- und Wärmeeinflusszone, die das Schweißen erschweren. Daher wird diese Stahlsorte im Allgemeinen nicht zur Herstellung von Schweißkonstruktionen verwendet. Sie werden zur Herstellung hochharter oder verschleißfester Komponenten oder Teile verwendet, die meisten ihrer Schweißarbeiten dienen der Reparatur beschädigter Teile. Diese Teile sollten vor dem Schweißen geglüht werden, um Schweißrisse zu reduzieren, und nach dem Schweißen erneut wärmebehandelt werden. .

2. Schweißen von niedriglegiertem hochfestem Stahl

Der Kohlenstoffgehalt von niedriglegiertem hochfestem Stahl überschreitet im Allgemeinen nicht 0,20 % und die Gesamtlegierungselemente überschreiten im Allgemeinen nicht 5 %. Gerade weil niedriglegierter hochfester Stahl eine gewisse Menge an Legierungselementen enthält, unterscheidet sich seine Schweißleistung etwas von der von Kohlenstoffstahl. Die Schweißeigenschaften sind in dargestellt:

(1) Schweißrisse in Schweißverbindungen

Kaltgerissener niedriglegierter hochfester Stahl enthält C.Mn.V.Nb und andere Elemente, die den Stahl verstärken, sodass er beim Schweißen leicht gehärtet werden kann. Diese verhärteten Strukturen sind sehr empfindlich. Wenn daher die Steifigkeit groß oder die Rückhaltespannung hoch ist, kann es bei unsachgemäßem Schweißprozess leicht zu Kaltrissen kommen. Darüber hinaus haben solche Risse eine gewisse Verzögerung, was äußerst schädlich ist. Für Mn-Mo-Nb- und Mn-Mo-V-niedriglegierte hochfeste Stähle wie 07MnCrMoVR ist Nb.V ein Element, das eine starke Empfindlichkeit gegenüber Wiedererwärmungsrissen fördert. Daher sollte bei der Wärmebehandlung dieses Stahltyps nach dem Schweißen darauf geachtet werden, den empfindlichen Temperaturbereich von Nacherwärmungsrissen zu meiden, um das Auftreten von Nacherwärmungsrissen zu verhindern.

(2) Versprödung und Erweichung von Schweißverbindungen

Versprödung durch Spannungsalterung Schweißverbindungen müssen vor dem Schweißen verschiedenen Kaltprozessen (Schneiden, Walzen usw.) unterzogen werden. Der Stahl erzeugt eine plastische Verformung. Wird der Bereich weiter auf 200 bis 450 °C erhitzt, kommt es zur Reckalterung. .Versprödung durch Spannungsalterung verringert die Plastizität des Stahls und erhöht die Sprödigkeitsübergangstemperatur, was zu einem Sprödbruch der Ausrüstung führt. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann diese Spannungsalterung der Schweißstruktur beseitigen und die Zähigkeit wiederherstellen.

Die Wärmeeinflusszone der Schweißverbindung wird aufgeweicht. Durch die Einwirkung der Schweißwärme wird die Außenseite der Wärmeeinflusszone (HAZ) von vergütetem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt über die Anlasstemperatur erhitzt, insbesondere der Bereich in der Nähe von Ac1, wodurch eine Erweichungszone mit verringerter Festigkeit entsteht. Die Struktur der HAZ-Zone „Erweichung“ nimmt mit zunehmender Schweißlinienenergie und Vorwärmtemperatur zu, aber im Allgemeinen ist die Zugfestigkeit der erweichten Zone immer noch höher als die Untergrenze des Standardwerts des Grundmaterials. Daher muss das Erweichungsproblem der Wärmeeinflusszone dieser Stahlsorte nur ordnungsgemäß behandelt werden. , ohne die Leistung seiner Gelenke zu beeinträchtigen.

3. Schweißen von Edelstahl

Edelstahl kann entsprechend seiner unterschiedlichen Stahlstrukturen in vier Kategorien eingeteilt werden, nämlich austenitischer Edelstahl, ferritischer Edelstahl und martensitischer Edelstahl. Austenitisch-ferritischer Duplex-Edelstahl. Im Folgenden werden hauptsächlich austenitischer Edelstahl und Zwei-Wege-Edelstahl analysiert. Schweißeigenschaften.

(1) Schweißen von austenitischem Edelstahl

Austenitischer Edelstahl lässt sich leichter schweißen als andere Edelstähle. Es unterliegt bei keiner Temperatur einer Phasenumwandlung und ist unempfindlich gegenüber Wasserstoffversprödung. Die Verbindung aus austenitischem Edelstahl weist auch im geschweißten Zustand eine gute Plastizität und Zähigkeit auf. Die Hauptprobleme beim Schweißen sind: Schweißheißrisse, Versprödung, interkristalline Korrosion und Spannungskorrosion usw. Darüber hinaus kommt es aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit und des großen linearen Ausdehnungskoeffizienten zu großen Schweißspannungen und Verformungen. Beim Schweißen sollte möglichst wenig Schweißwärme zugeführt werden, es sollte kein Vorwärmen durchgeführt werden und die Zwischenschichttemperatur gesenkt werden. Die Zwischenschichttemperatur sollte unter 60 °C liegen und die Schweißverbindungen sollten versetzt sein. Um den Wärmeeintrag zu reduzieren, sollte die Schweißgeschwindigkeit nicht übermäßig erhöht werden, sondern der Schweißstrom sollte der Reduzierung angepasst werden.

(2) Schweißen von austenitischem, ferritischem, bidirektionalem Edelstahl

Austenitischer ferritischer bidirektionaler Edelstahl ist ein Duplex-Edelstahl, der aus zwei Phasen besteht: Austenit und Ferrit. Es vereint die Vorteile von austenitischem Stahl und ferritischem Stahl und weist daher eine hohe Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und die Eigenschaften eines einfachen Schweißens auf. Derzeit gibt es hauptsächlich drei Arten von Duplex-Edelstahl: Cr18, Cr21 und Cr25. Die Hauptmerkmale beim Schweißen dieser Stahlsorte sind: geringere thermische Tendenz im Vergleich zu austenitischem Edelstahl; Im Vergleich zu reinem ferritischem Edelstahl weist es nach dem Schweißen eine geringe Versprödungstendenz auf und der Grad der Ferritvergröberung in der Schweißwärmeeinflusszone ist ebenfalls gering, sodass die Schweißbarkeit besser ist. Da diese Stahlsorte gute Schweißeigenschaften aufweist, ist beim Schweißen kein Vor- und Nachwärmen erforderlich.