Fattori che influenzano le prestazioni di saldatura dei materiali metallici

La saldabilità dei materiali metallici si riferisce alla capacità dei materiali metallici di ottenere eccellenti giunti di saldatura in condizioni quali determinati processi di saldatura, inclusi metodi di saldatura, materiali di saldatura, specifiche di saldatura e forme strutturali di saldatura. Un metallo, se può essere utilizzato in modo più comune e se con un semplice processo di saldatura si ottengono ottimi giunti di saldatura, si ritiene che questo metallo abbia buone prestazioni di saldatura. La saldabilità dei materiali metallici viene generalmente divisa in due aspetti: saldabilità di processo e saldabilità d’uso.

1.Fattori materiali

I materiali includono metalli di base e materiali di saldatura. Nelle stesse condizioni di saldatura, i principali fattori che determinano la saldabilità del metallo base sono le sue proprietà fisiche e la composizione chimica.

In termini di proprietà fisiche: fattori come il punto di fusione, la conducibilità termica, il coefficiente di dilatazione lineare, la densità, la capacità termica e altri fattori del metallo hanno tutti un impatto su processi come ciclo termico, fusione, cristallizzazione, cambiamento di fase, ecc. , influenzando così la saldabilità. L'acciaio inossidabile e altri materiali hanno una bassa conduttività termica. Materiali con ampio gradiente di temperatura, elevato stress residuo e grande deformazione durante la saldatura.

In termini di composizione chimica, l'elemento carbonio ha la maggiore influenza, il che significa che il contenuto di carbonio del metallo ne determina la saldabilità. All'aumentare del contenuto di carbonio nell'acciaio, aumenta la tendenza all'indurimento, diminuisce la plasticità ed è facile che si verifichi la saldatura. Crepe. Pertanto, maggiore è il contenuto di carbonio, peggiore è la saldabilità. L'acciaio a basso tenore di carbonio e l'acciaio a bassa lega con un contenuto di carbonio inferiore allo 0,25% hanno un'eccellente plasticità e resistenza agli urti. Anche la plasticità e la resistenza agli urti del giunto saldato dopo la saldatura sono molto buone. Saldatura Non è necessario il preriscaldamento e il trattamento termico post-saldatura e il processo di saldatura è facile da controllare, quindi ha una buona saldabilità.

I materiali di saldatura partecipano direttamente ad una serie di reazioni chimico-metallurgiche durante il processo di saldatura, che determinano la composizione, la struttura, le prestazioni e la formazione di difetti del metallo di saldatura. Se i materiali di saldatura vengono selezionati in modo improprio e non corrispondono al metallo di base, non solo sarà impossibile ottenere un giunto che soddisfi i requisiti di utilizzo, ma introdurrà anche il verificarsi di difetti come crepe e cambiamenti nelle proprietà strutturali. Pertanto, la corretta selezione dei materiali di saldatura è un fattore importante per garantire giunti saldati di alta qualità.

2. Fattori di processo

I fattori di processo includono il metodo di saldatura, i parametri del processo di saldatura, la sequenza di saldatura, il preriscaldamento, il postriscaldamento e il trattamento termico post-saldatura, ecc. Il metodo di saldatura ha una grande influenza sulla saldabilità, principalmente sotto due aspetti: caratteristiche della fonte di calore e condizioni di protezione.

Le fonti di calore dei diversi metodi di saldatura sono molto diverse in termini di potenza, densità di energia, temperatura massima di riscaldamento, ecc. I metalli saldati sotto diverse fonti di calore mostreranno proprietà di saldatura diverse. Ad esempio, la saldatura elettroslag ha una potenza elevata ma una bassa densità di energia. , la temperatura massima di riscaldamento non è elevata, il riscaldamento è lento durante la saldatura e il tempo di permanenza ad alta temperatura è lungo, con conseguente grana grossa nella zona alterata dal calore e una significativa riduzione della resilienza, che deve essere migliorata normalizzando il trattamento . Al contrario, la saldatura a fascio di elettroni, la saldatura laser, ecc. Questo metodo ha una bassa potenza, ma un'elevata densità di energia e un riscaldamento rapido. Il tempo di permanenza alle alte temperature è breve, la zona interessata dal calore è molto stretta e non vi è alcun pericolo di crescita dei grani.

La regolazione dei parametri del processo di saldatura, l'adozione di altre misure di processo come il preriscaldamento, il postriscaldamento, la saldatura multistrato e il controllo della temperatura dell'interstrato, possono regolare e controllare il ciclo termico di saldatura, modificando così la saldabilità del metallo. Ad esempio, il preriscaldamento prima o dopo la saldatura. Adottando misure come il trattamento termico, è possibile ottenere giunti saldati senza crepe e soddisfacendo i requisiti prestazionali.

3. Fattori strutturali

Si riferisce principalmente all'influenza della struttura di saldatura e della forma di progettazione del giunto di saldatura, come forma strutturale, dimensione, spessore, forma della scanalatura del giunto, disposizione della saldatura e forma della sezione trasversale, ecc. sulla saldabilità. La sua influenza si riflette principalmente nel trasferimento di calore e nella forza. In termini di stato, diversi spessori delle piastre, diverse forme di giunti o forme di scanalatura hanno diverse direzioni della velocità di trasferimento del calore e velocità di trasferimento del calore, che influenzano la direzione di cristallizzazione e la crescita del grano del bagno fuso . Il cambiamento della struttura, lo spessore della piastra e il cordone di saldatura. La disposizione, ecc., determina la rigidità e il vincolo del giunto, che influenza lo stato di sollecitazione del giunto. Scarsa morfologia cristallina, forte concentrazione di stress ed eccessivo stress di saldatura sono le condizioni fondamentali per la formazione di cricche di saldatura. Ridurre la rigidità del giunto durante la progettazione. Ridurre le saldature trasversali e ridurre i vari fattori che causano la concentrazione delle sollecitazioni sono misure importanti per migliorare la saldabilità.

4. Condizioni d'uso

Si riferisce alla temperatura di lavoro, alle condizioni di carico e al mezzo di lavoro durante il periodo di servizio della struttura saldata. Questi ambienti di lavoro e condizioni operative richiedono che la struttura saldata abbia prestazioni corrispondenti. Ad esempio, la struttura saldata che lavora a bassa temperatura deve avere resistenza alla frattura fragile; lavorare ad alta temperatura La struttura dovrebbe avere resistenza al creep; la struttura che lavora sotto carichi alternati dovrebbe avere una buona resistenza alla fatica; il contenitore saldato che funziona in ambienti acidi, alcalini o salini deve avere un'elevata resistenza alla corrosione, ecc. In breve, quanto più severe sono le condizioni di utilizzo, tanto più elevati sono i requisiti di qualità per i giunti saldati, tanto più difficile sarà garantire la saldabilità del materiale.