مشخصات جوشکاری مواد فلزی رایج

قابلیت جوشکاری مواد فلزی به توانایی مواد فلزی برای به دست آوردن اتصالات جوشی عالی در شرایطی مانند فرآیندهای جوشکاری خاص از جمله روش های جوشکاری، مواد جوشکاری، مشخصات جوشکاری و فرم های سازه جوشکاری اشاره دارد. یک فلز در صورتی که بتوان آن را در موارد متداول تری مورد استفاده قرار داد و اگر با یک فرآیند جوشکاری ساده، اتصالات جوشی عالی حاصل شود، در نظر گرفته می شود که این فلز عملکرد جوشکاری خوبی دارد. جوش پذیری مواد فلزی به طور کلی به دو جنبه تقسیم می شود: جوش پذیری فرآیندی و جوش پذیری استفاده.

1. جوشکاری فولاد کربنی

(1) جوش فولاد کم کربن

فولاد کم کربن دارای محتوای کربن کم و محتوای منگنز و سیلیکون کم است. در شرایط عادی، در اثر جوشکاری باعث سختی سازه یا خاموش شدن ساختار جدی نمی شود. این نوع فولاد دارای انعطاف پذیری و چقرمگی ضربه ای عالی است و انعطاف پذیری و چقرمگی اتصالات جوش داده شده آن نیز خوب است. فوق العاده خوب معمولاً در حین جوشکاری نیازی به پیش گرم کردن و پس گرم کردن نیست و برای به دست آوردن اتصالات جوشی با کیفیت رضایت بخش نیازی به اقدامات فرآیندی خاصی نیست. بنابراین فولاد کم کربن عملکرد جوشکاری عالی دارد و بهترین عملکرد جوشکاری را در بین تمام فولادها دارد. انواع فولاد.

(2) جوش فولاد کربن متوسط

فولاد کربن متوسط ​​دارای محتوای کربن بالاتر است و جوش پذیری آن بدتر از فولاد کم کربن است. هنگامی که CE نزدیک به 0.25٪ است، جوش پذیری خوب است. با افزایش محتوای کربن، تمایل به سفت شدن آن افزایش می یابد و تحت تأثیر گرما به راحتی می توان ساختار مارتنزیت با پلاستیسیته کم در منطقه تولید کرد. هنگامی که جوشکاری بسیار سفت و سخت باشد یا مواد جوشکاری و پارامترهای فرآیند به درستی انتخاب نشده باشند، ترک‌های سرد مستعد ایجاد می‌شوند. هنگامی که جوش چند لایه در حال جوشکاری اولین لایه جوش است، فلز پایه به جوش ذوب می شود. نسبت زیاد کربن موجود در آن، محتوای کربن، گوگرد و فسفر را افزایش می‌دهد و ایجاد ترک‌های حرارتی را آسان می‌کند. علاوه بر این، هنگامی که محتوای کربن بالا باشد، حساسیت منافذ نیز افزایش می یابد.

(3) جوش فولاد کربن بالا

فولاد پر کربن با CE بیشتر از 0.6٪ دارای سختی پذیری بالایی است. تولید مارتنزیت سخت و شکننده با کربن بالا آسان است. ایجاد ترک در ناحیه جوش و گرما آسان است و جوشکاری را دشوار می کند. بنابراین معمولاً از این نوع فولاد برای ساخت سازه های جوشی استفاده نمی شود. و برای ساخت قطعات یا قطعات با سختی بالا یا مقاوم در برابر سایش استفاده می شود، بیشتر جوشکاری آنها برای تعمیر قطعات آسیب دیده است. این قطعات باید قبل از جوشکاری آنیل شوند تا ترک های جوش کاهش یابد و سپس پس از جوشکاری مجدداً عملیات حرارتی شوند. .

2. جوشکاری فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا

محتوای کربن فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا معمولاً از 0.20٪ تجاوز نمی کند و کل عناصر آلیاژی معمولاً از 5٪ تجاوز نمی کند. دقیقاً به این دلیل است که فولاد کم آلیاژ دارای مقدار معینی از عناصر آلیاژی است که عملکرد جوشکاری آن تا حدودی با فولاد کربنی متفاوت است. ویژگی های جوش در نشان داده شده است:

(1) ترک های جوشکاری در اتصالات جوش داده شده

فولاد کم آلیاژی با استحکام بالا ترک خورده سرد حاوی C.Mn.V.Nb و عناصر دیگری است که فولاد را تقویت می کند، بنابراین سخت شدن آن در حین جوشکاری آسان است. این سازه های سخت شده بسیار حساس هستند. بنابراین، اگر سفتی زیاد باشد یا تنش مهاری زیاد باشد، اگر فرآیند جوشکاری نامناسب باشد می‌تواند به راحتی ترک‌های سرد ایجاد کند. علاوه بر این، چنین ترک هایی دارای تاخیر خاصی هستند که بسیار مضر است. برای فولادهای کم آلیاژ Mn-Mo-Nb و Mn-Mo-V با استحکام بالا، مانند 07MnCrMoVR، به دلیل Nb.V. Mo عنصری است که حساسیت قوی به گرم کردن مجدد ترک ها را افزایش می دهد. بنابراین در حین عملیات حرارتی پس از جوشکاری این نوع فولاد باید مراقب بود که از ناحیه حساس دمایی ترک های گرمایشی جلوگیری شود تا از بروز ترک های حرارتی مجدد جلوگیری شود.

(2) تردی و نرم شدن اتصالات جوش داده شده

تردی ناشی از پیری ناشی از کرنش، اتصالات جوش داده شده باید قبل از جوشکاری تحت فرآیندهای سرد مختلفی (برشی برش، نورد بشکه و غیره) قرار گیرند. فولاد تغییر شکل پلاستیکی ایجاد می کند. اگر منطقه تا 200 تا 450 درجه سانتیگراد بیشتر گرم شود، پیری فشار رخ می دهد. تردی ناشی از پیری باعث کاهش انعطاف پذیری فولاد و افزایش دمای انتقال ترد و در نتیجه شکستگی شکننده تجهیزات می شود. عملیات حرارتی پس از جوش می تواند این پیری ساختار جوش داده شده را از بین ببرد و چقرمگی را بازیابی کند.

ناحیه متاثر از حرارت اتصال جوش داده شده نرم می شود. با توجه به عمل گرمای جوشکاری، قسمت بیرونی ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) فولاد کم کربن کوئنچ شده و سکوریت شده بالاتر از دمای اعتدال گرم می شود، به ویژه ناحیه نزدیک Ac1 که باعث ایجاد ناحیه نرم شدن با استحکام کمتر می شود. ساختار ناحیه HAZ نرم شدن با افزایش انرژی خط جوش و دمای پیش گرمایش افزایش می‌یابد، اما به طور کلی استحکام کششی ناحیه نرم شده همچنان بالاتر از حد پایینی مقدار استاندارد ماده پایه است. بنابراین، مشکل نرم شدن ناحیه متاثر از حرارت این نوع فولاد فقط نیاز به پردازش مناسب دارد. ، بدون اینکه بر عملکرد مفاصل آن تأثیر بگذارد.

3. جوشکاری فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ را می توان با توجه به ساختارهای مختلف فولادی آن به چهار دسته تقسیم کرد که عبارتند از فولاد زنگ نزن آستنیتی، فولاد ضد زنگ فریتی، فولاد ضد زنگ مارتنزیتی. فولاد ضد زنگ دوبلکس آستنیتی-فریتی. موارد زیر عمدتاً فولاد زنگ نزن آستنیتی و فولاد ضد زنگ دو طرفه را تجزیه و تحلیل می کند. ویژگی های جوشکاری

(1) جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی

فولاد زنگ نزن آستنیتی نسبت به سایر فولادهای زنگ نزن ساده تر جوش می شود. در هیچ دمایی دچار تغییر فاز نمی شود و به شکنندگی هیدروژن حساس نیست. اتصال فولاد ضد زنگ آستنیتی نیز در حالت جوشکاری دارای انعطاف پذیری و چقرمگی خوبی است. مشکلات اصلی در جوشکاری عبارتند از: ترک خوردگی گرم جوش، شکنندگی، خوردگی بین دانه ای و خوردگی تنشی و غیره. علاوه بر این، به دلیل هدایت حرارتی ضعیف و ضریب انبساط خطی زیاد، تنش جوشکاری و تغییر شکل زیاد است. هنگام جوشکاری باید تا حد امکان از ورودی گرمای کوچک جوشکاری استفاده شود و نباید پیش گرمایش انجام شود و دمای بین لایه کاهش یابد. دمای بین لایه ها باید زیر 60 درجه سانتیگراد کنترل شود و اتصالات جوش باید به صورت تکان دهنده باشد. برای کاهش حرارت ورودی نباید سرعت جوش را بیش از حد افزایش داد، بلکه باید جریان جوش را با کاهش تطبیق داد.

(2) جوش فولاد ضد زنگ دو طرفه فریتی آستنیتی

فولاد زنگ نزن دو طرفه فریتی آستنیتی یک فولاد ضد زنگ دوبلکس است که از دو فاز آستنیت و فریت تشکیل شده است. این ترکیبی از مزایای فولاد آستنیتی و فولاد فریتی است، بنابراین دارای استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی خوب و ویژگی های جوش آسان است. در حال حاضر، عمدتاً سه نوع فولاد ضد زنگ دوبلکس وجود دارد: Cr18، Cr21 و Cr25. مشخصات اصلی جوشکاری این نوع فولاد عبارتند از: تمایل حرارتی کمتر در مقایسه با فولاد زنگ نزن آستنیتی. در مقایسه با فولاد ضد زنگ فریتی خالص، پس از جوشکاری تمایل به شکنندگی پایینی دارد و درجه درشت شدن فریت در ناحیه متاثر از حرارت جوشکاری نیز کم است، بنابراین جوش پذیری بهتر است. از آنجایی که این نوع فولاد خواص جوشکاری خوبی دارد، در حین جوشکاری نیازی به پیش گرم کردن و پس گرم کردن نیست.