Características de soldadura de materiales metálicos de uso común.

La soldabilidad de los materiales metálicos se refiere a la capacidad de los materiales metálicos para obtener excelentes uniones de soldadura en condiciones tales como ciertos procesos de soldadura, incluidos los métodos de soldadura, los materiales de soldadura, las especificaciones de soldadura y las formas estructurales de soldadura. Un metal, si puede usarse en formas más comunes y si con un proceso de soldadura simple se obtienen excelentes uniones de soldadura, se considera que este metal tiene un buen rendimiento de soldadura. La soldabilidad de los materiales metálicos generalmente se divide en dos aspectos: soldabilidad del proceso y soldabilidad del uso.

1. Soldadura de acero al carbono.

(1) Soldadura de acero con bajo contenido de carbono.

El acero con bajo contenido de carbono tiene un bajo contenido de carbono y un bajo contenido de manganeso y silicio. En circunstancias normales, no provocará un endurecimiento estructural grave ni un enfriamiento de la estructura debido a la soldadura. Este tipo de acero tiene una plasticidad y tenacidad al impacto excelentes, y la plasticidad y tenacidad de sus uniones soldadas también son buenas. Extremadamente bueno. Generalmente no se requiere precalentamiento y poscalentamiento durante la soldadura, y no se requieren medidas de proceso especiales para obtener uniones soldadas con calidad satisfactoria. Por lo tanto, el acero con bajo contenido de carbono tiene un excelente rendimiento de soldadura y tiene el mejor rendimiento de soldadura entre todos los aceros. Tipos de acero.

(2) Soldadura de acero al carbono medio.

El acero con medio carbono tiene un mayor contenido de carbono y su soldabilidad es peor que la del acero con bajo contenido de carbono. Cuando la CE está cerca del 0,25%, la soldabilidad es buena. A medida que aumenta el contenido de carbono, aumenta su tendencia a endurecerse y, bajo la influencia del calor, es fácil producir una estructura de martensita con baja plasticidad en la zona. Cuando la soldadura es muy rígida o el material de soldadura y los parámetros del proceso se seleccionan incorrectamente, es probable que se produzcan grietas en frío. Cuando la soldadura multicapa suelda la primera capa de soldadura, el metal base se fusiona con la soldadura. La gran proporción de carbono que contiene aumenta el contenido de carbono, azufre y fósforo, lo que facilita la producción de grietas térmicas. Además, cuando el contenido de carbono es alto, la sensibilidad de los poros también aumenta.

(3) Soldadura de acero con alto contenido de carbono.

El acero con alto contenido de carbono con un CE superior al 0,6% tiene una alta templabilidad. Es fácil producir martensita con alto contenido de carbono, dura y quebradiza. Es fácil que se produzcan grietas en la zona de soldadura y afectada por el calor, dificultando la soldadura. Por tanto, este tipo de acero generalmente no se utiliza para fabricar estructuras soldadas. , y se utilizan para fabricar componentes o piezas de alta dureza o resistentes al desgaste, la mayor parte de su soldadura es para reparar piezas dañadas. Estas piezas deben recocerse antes de soldar para reducir las grietas de soldadura y luego tratarse térmicamente nuevamente después de soldar. .

2. Soldadura de aceros de baja aleación y alta resistencia.

El contenido de carbono del acero de baja aleación y alta resistencia generalmente no excede el 0,20% y el total de elementos de aleación generalmente no excede el 5%. Precisamente porque el acero de baja aleación y alta resistencia contiene una cierta cantidad de elementos de aleación, su rendimiento de soldadura es algo diferente al del acero al carbono. Las características de soldadura se muestran en:

(1) Grietas de soldadura en uniones soldadas

El acero de alta resistencia, de baja aleación y craqueado en frío contiene C.Mn.V.Nb y otros elementos que fortalecen el acero, por lo que es fácil de endurecer durante la soldadura. Estas estructuras endurecidas son muy sensibles. Por lo tanto, si la rigidez es grande o la tensión de restricción es alta, un proceso de soldadura inadecuado puede producir fácilmente grietas en frío. Además, estas grietas tienen un cierto retraso, lo que es extremadamente perjudicial. Para los aceros de baja aleación y alta resistencia Mn-Mo-Nb y Mn-Mo-V, como 07MnCrMoVR, debido a Nb.V.Mo es un elemento que promueve una fuerte sensibilidad al recalentamiento de grietas. Por lo tanto, durante el tratamiento térmico posterior a la soldadura de este tipo de acero, se debe tener cuidado de evitar el área sensible a la temperatura de las grietas de recalentamiento para evitar la aparición de grietas de recalentamiento.

(2) Fragilización y ablandamiento de uniones soldadas.

Fragilización por envejecimiento por deformación Las uniones soldadas deben someterse a varios procesos en frío (cizallado, laminado en barril, etc.) antes de soldar. El acero producirá deformación plástica. Si el área se calienta aún más a entre 200 y 450 °C, se producirá envejecimiento de la deformación. La fragilización por envejecimiento por deformación reducirá la plasticidad del acero y aumentará la temperatura de transición frágil, lo que provocará una fractura frágil del equipo. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede eliminar este envejecimiento por deformación de la estructura soldada y restaurar la tenacidad.

Se ablanda la zona de la junta soldada afectada por el calor. Debido a la acción del calor de soldadura, el exterior de la zona afectada por el calor (ZAT) del acero templado y revenido con bajo contenido de carbono se calienta por encima de la temperatura de revenido, especialmente el área cercana a Ac1, lo que producirá una zona de reblandecimiento con resistencia reducida. El ablandamiento de la estructura de la zona HAZ aumenta con el aumento de la energía de la línea de soldadura y la temperatura de precalentamiento, pero generalmente la resistencia a la tracción de la zona ablandada sigue siendo mayor que el límite inferior del valor estándar del material base. Por lo tanto, el problema del ablandamiento de la zona afectada por el calor de este tipo de acero sólo necesita ser tratado adecuadamente. , sin afectar el rendimiento de sus uniones.

3. Soldadura de acero inoxidable

El acero inoxidable se puede dividir en cuatro categorías según sus diferentes estructuras de acero: acero inoxidable austenítico, acero inoxidable ferrítico y acero inoxidable martensítico. Acero inoxidable dúplex austenítico-ferrítico. A continuación se analiza principalmente el acero inoxidable austenítico y el acero inoxidable bidireccional. características de soldadura.

(1) Soldadura de acero inoxidable austenítico

El acero inoxidable austenítico es más fácil de soldar que otros aceros inoxidables. No sufrirá transformación de fase a ninguna temperatura y no es sensible a la fragilización por hidrógeno. La junta de acero inoxidable austenítico también tiene buena plasticidad y tenacidad en estado soldado. Los principales problemas en la soldadura son: Fisuras en caliente, fragilización, corrosión intergranular y corrosión por tensión, etc. Además, debido a la mala conductividad térmica y al gran coeficiente de expansión lineal, la tensión y la deformación de la soldadura son grandes. Al soldar, se debe utilizar una pequeña entrada de calor de soldadura tanto como sea posible, no se debe realizar precalentamiento y se debe reducir la temperatura de la capa intermedia. La temperatura de la capa intermedia debe controlarse por debajo de 60 ° C y las uniones soldadas deben estar escalonadas. Para reducir el aporte de calor, no se debe aumentar excesivamente la velocidad de soldadura, sino adaptar la corriente de soldadura a la reducción.

(2) Soldadura de acero inoxidable bidireccional ferrítico austenítico

El acero inoxidable bidireccional ferrítico austenítico es un acero inoxidable dúplex compuesto por dos fases, austenita y ferrita. Combina las ventajas del acero austenítico y del acero ferrítico, por lo que tiene alta resistencia, buena resistencia a la corrosión y características de fácil soldadura. Actualmente, existen principalmente tres tipos de acero inoxidable dúplex: Cr18, Cr21 y Cr25. Las principales características de la soldadura de este tipo de acero son: menor tendencia térmica en comparación con el acero inoxidable austenítico; En comparación con el acero inoxidable ferrítico puro, tiene una baja tendencia a la fragilización después de la soldadura y el grado de engrosamiento de la ferrita en la zona afectada por el calor de la soldadura también es bajo, por lo que la soldabilidad es mejor. Dado que este tipo de acero tiene buenas propiedades de soldadura, no se requiere precalentamiento ni poscalentamiento durante la soldadura.