금속재료의 용접성능에 영향을 미치는 요인

금속재료의 용접성이란 용접방법, 용접재료, 용접규격, 용접구조형태 등 특정 용접공정 등의 조건에서 금속재료가 우수한 용접 이음을 얻을 수 있는 능력을 말한다. 금속이 보다 일반적으로 사용될 수 있고, 간단한 용접공법으로 우수한 용접접합을 얻을 수 있다면 이 금속은 용접성이 좋은 금속이라고 볼 수 있다. 금속 재료의 용접성은 일반적으로 공정 용접성과 사용 용접성의 두 가지 측면으로 구분됩니다.

1. 물질적 요인

재료에는 모재와 용접 재료가 포함됩니다. 동일한 용접 조건에서 모재의 용접성을 결정하는 주요 요인은 그 자체의 물리적 특성과 화학적 조성입니다.

물리적 특성 측면에서: 금속의 융점, 열전도도, 선팽창 계수, 밀도, 열용량 및 기타 요인과 같은 요인은 모두 열 주기, 용융, 결정화, 상 변화 등과 같은 공정에 영향을 미칩니다. , 이로 인해 용접성에 영향을 미칩니다. 스테인레스 스틸 및 기타 재료는 열전도율이 낮습니다. 온도 구배가 크고 잔류 응력이 높으며 용접 중 변형이 큰 재료입니다.

화학적 조성 측면에서 보면 탄소 원소가 가장 큰 영향을 미치며, 이는 금속의 탄소 함량이 용접성을 결정한다는 것을 의미합니다. 강재의 탄소 함량이 증가할수록 경화 경향이 증가하고 소성이 감소하며 용접이 발생하기 쉽습니다. 균열. 따라서 탄소 함량이 높을수록 용접성은 나빠집니다. 탄소함유량이 0.25% 이하인 저탄소강과 저합금강은 가소성과 충격인성이 우수합니다. 용접 후 용접 조인트의 가소성 및 충격 인성도 매우 좋습니다. 용접 예열, 용접후열처리가 필요 없으며, 용접공정의 제어가 용이하여 용접성이 양호합니다.

용접 재료는 용접 공정 중에 용접 금속의 구성, 구조, 성능 및 결함 형성을 결정하는 일련의 화학 야금 반응에 직접적으로 참여합니다. 용접 재료를 부적절하게 선택하고 모재와 일치하지 않으면 사용 요구 사항을 충족하는 접합을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 균열 및 구조적 특성 변화와 같은 결함이 발생하게 됩니다. 따라서 용접 재료의 올바른 선택은 고품질 용접 조인트를 보장하는 중요한 요소입니다.

2. 프로세스 요소

공정 요소에는 용접 방법, 용접 공정 매개변수, 용접 순서, 예열, 후가열 및 용접 후 열처리 등이 포함됩니다. 용접 방법은 주로 열원 특성과 보호 조건이라는 두 가지 측면에서 용접성에 큰 영향을 미칩니다.

다양한 용접 방법의 열원은 전력, 에너지 밀도, 최대 가열 온도 등의 측면에서 매우 다릅니다. 서로 다른 열원에서 용접된 금속은 서로 다른 용접 특성을 나타냅니다. 예를 들어, 일렉트로슬래그 용접은 출력은 높지만 에너지 밀도는 낮습니다. , 최대 가열 온도가 높지 않고, 용접 중 가열이 느리고, 고온 체류 시간이 길어 열 영향부에 조대 입자가 발생하고 충격 인성이 크게 감소하므로 정규화 처리를 통해 개선해야 합니다. . 이에 비해 전자빔용접, 레이저용접 등이 있다. 이 방법은 전력은 낮지만 에너지 밀도가 높고 가열 속도가 빠릅니다. 고온 체류시간이 짧고, 열영향부가 매우 좁으며, 입자 성장의 위험이 없습니다.

예열, 후가열, 다층 용접 및 층간 온도 제어와 같은 다른 공정 조치를 취하여 용접 공정 매개변수를 조정하면 용접 열 사이클을 조정 및 제어할 수 있어 금속의 용접성이 변경됩니다. 예를 들어, 용접 전 또는 용접 후 예열 열처리 등의 조치를 취함으로써 균열 결함이 없고 성능 요구 사항을 충족하는 용접 조인트를 얻는 것이 전적으로 가능합니다.

3. 구조적 요인

이는 주로 구조적 형상, 크기, 두께, 조인트 홈 형태, 용접 레이아웃 및 단면 형상 등과 같은 용접 구조 및 용접 조인트 설계 형태의 영향을 나타냅니다. 용접성에 대해. 그 영향은 주로 열 전달 및 힘에 반영됩니다. 상태 측면에서 판 두께, 접합 형태 또는 홈 모양이 다르면 열 전달 속도 방향 및 열 전달 속도가 다르며 이는 용융 풀의 결정화 방향 및 입자 성장에 영향을 미칩니다. . 구조의 전환, 판 두께 및 용접 이음새 레이아웃 등이 접합부의 강성과 구속력을 결정하며 이는 접합부의 응력 상태에 영향을 미칩니다. 열악한 결정 형태, 심한 응력 집중 및 과도한 용접 응력은 용접 균열 형성의 기본 조건입니다. 설계 시 조인트의 강성을 줄입니다. 교차 용접을 줄이고 응력 집중을 유발하는 다양한 요인을 줄이는 것은 용접성을 향상시키는 중요한 조치입니다.

4. 이용 약관

용접 구조물의 사용 기간 동안의 작동 온도, 하중 조건 및 작동 매체를 나타냅니다. 이러한 작업 환경과 작동 조건은 용접 구조에 상응하는 성능을 요구합니다. 예를 들어, 저온에서 작동하는 용접 구조물은 취성 파괴 저항성을 가져야 합니다. 고온에서 작업 구조는 크리프 저항성을 가져야 합니다. 교번 하중 하에서 작동하는 구조물은 피로 저항성이 좋아야 합니다. 산, 알칼리 또는 염 매체에서 작동하는 용접 용기는 내식성이 높아야 합니다. 즉, 사용 조건이 가혹할수록 용접 조인트에 대한 품질 요구 사항이 높아질수록 재료의 용접성을 보장하기가 더 어려워집니다.