Características de soldagem de materiais metálicos comumente usados

A soldabilidade dos materiais metálicos refere-se à capacidade dos materiais metálicos de obter excelentes juntas de soldagem sob condições como certos processos de soldagem, incluindo métodos de soldagem, materiais de soldagem, especificações de soldagem e formas estruturais de soldagem. Um metal, se puder ser utilizado em aplicações mais comuns e se um simples processo de soldagem obtiver excelentes juntas de soldagem, considera-se que este metal possui bom desempenho de soldagem. A soldabilidade dos materiais metálicos é geralmente dividida em dois aspectos: soldabilidade do processo e soldabilidade do uso.

1. Soldagem de aço carbono

(1) Soldagem de aço de baixo carbono

O aço de baixo carbono tem baixo teor de carbono e baixo teor de manganês e silício. Em circunstâncias normais, não causará endurecimento estrutural grave ou têmpera da estrutura devido à soldagem. Este tipo de aço possui excelente plasticidade e resistência ao impacto, e a plasticidade e tenacidade de suas juntas soldadas também são boas. Extremamente bom. Geralmente, o pré-aquecimento e o pós-aquecimento não são necessários durante a soldagem e não são necessárias medidas especiais de processo para obter juntas soldadas com qualidade satisfatória. Portanto, o aço de baixo carbono tem excelente desempenho de soldagem e tem o melhor desempenho de soldagem entre todos os aços. Tipos de aço.

(2) Soldagem de aço médio carbono

O aço de médio carbono tem maior teor de carbono e sua soldabilidade é pior do que a do aço de baixo carbono. Quando o CE está próximo de 0,25%, a soldabilidade é boa. À medida que o teor de carbono aumenta, sua tendência de endurecimento aumenta e, sob a influência do calor, é fácil produzir estrutura martensítica com baixa plasticidade na área. Quando a soldagem é muito rígida ou o material de soldagem e os parâmetros do processo são selecionados incorretamente, é provável que ocorram trincas a frio. Quando a soldagem multicamadas solda a primeira camada de solda, o metal base é fundido à solda. A grande proporção de carbono nele contida aumenta o teor de carbono, enxofre e fósforo, facilitando a produção de fissuras térmicas. Além disso, quando o teor de carbono é alto, a sensibilidade dos poros também aumenta.

(3) Soldagem de aço de alto carbono

O aço de alto carbono com CE superior a 0,6% possui alta temperabilidade. É fácil produzir martensita dura e quebradiça com alto teor de carbono. É fácil produzir trincas na solda e na zona afetada pelo calor, dificultando a soldagem. Portanto, esse tipo de aço geralmente não é utilizado para fabricação de estruturas soldadas. , e usados ​​para fabricar componentes ou peças de alta dureza ou resistentes ao desgaste, a maior parte de sua soldagem é para reparar peças danificadas. Essas peças devem ser recozidas antes da soldagem para reduzir rachaduras de soldagem e, em seguida, tratadas termicamente novamente após a soldagem. .

2. Soldagem de aço de baixa liga e alta resistência

O teor de carbono do aço de baixa liga e alta resistência geralmente não excede 0,20%, e o total de elementos de liga geralmente não excede 5%. É precisamente porque o aço de baixa liga e alta resistência contém uma certa quantidade de elementos de liga que seu desempenho de soldagem é um pouco diferente daquele do aço carbono. As características de soldagem são mostradas em:

(1) Trincas de soldagem em juntas soldadas

O aço de baixa liga e alta resistência rachado a frio contém C.Mn.V.Nb e outros elementos que fortalecem o aço, por isso é fácil de ser endurecido durante a soldagem. Estas estruturas endurecidas são muito sensíveis. Portanto, se a rigidez for grande ou a tensão de restrição for alta, se o processo de soldagem inadequado puder facilmente produzir trincas a frio. Além disso, essas fissuras apresentam um certo atraso, o que é extremamente prejudicial. Para aços de baixa liga e alta resistência Mn-Mo-Nb e Mn-Mo-V, como o 07MnCrMoVR, devido ao Nb.V .Mo é um elemento que promove forte sensibilidade a trincas de reaquecimento. Portanto, durante o tratamento térmico pós-soldagem deste tipo de aço, deve-se tomar cuidado para evitar a área sensível à temperatura das trincas de reaquecimento para evitar a ocorrência de trincas de reaquecimento.

(2) Fragilização e amolecimento de juntas soldadas

Envelhecimento por tensão fragilização As juntas soldadas precisam passar por vários processos a frio (cisalhamento, laminação de barril, etc.) antes da soldagem. O aço produzirá deformação plástica. Se a área for ainda mais aquecida a 200 a 450°C, ocorrerá envelhecimento por deformação. A fragilização por envelhecimento por tensão reduzirá a plasticidade do aço e aumentará a temperatura de transição frágil, resultando em fratura frágil do equipamento. O tratamento térmico pós-soldagem pode eliminar esse envelhecimento por tensão da estrutura soldada e restaurar a tenacidade.

A zona afetada pelo calor da junta soldada é amolecida. Devido à ação do calor de soldagem, a parte externa da zona afetada pelo calor (HAZ) do aço temperado e revenido com baixo teor de carbono é aquecida acima da temperatura de revenido, especialmente a área próxima a Ac1, o que produzirá uma zona de amolecimento com resistência reduzida. A estrutura da zona HAZ O amolecimento aumenta com o aumento da energia da linha de soldagem e da temperatura de pré-aquecimento, mas geralmente a resistência à tração da zona amolecida ainda é superior ao limite inferior do valor padrão do material de base. Portanto, o problema de amolecimento da zona termicamente afetada deste tipo de aço só precisa ser processado adequadamente. , sem afetar o desempenho de suas articulações.

3. Soldagem de aço inoxidável

O aço inoxidável pode ser dividido em quatro categorias de acordo com as suas diferentes estruturas de aço, nomeadamente aço inoxidável austenítico, aço inoxidável ferrítico, aço inoxidável martensítico. Aço inoxidável duplex austenítico-ferrítico. A seguir analisamos principalmente aço inoxidável austenítico e aço inoxidável bidirecional. características de soldagem.

(1) Soldagem de aço inoxidável austenítico

O aço inoxidável austenítico é mais fácil de soldar do que outros aços inoxidáveis. Não sofrerá transformação de fase em nenhuma temperatura e não é sensível à fragilização por hidrogênio. A junta de aço inoxidável austenítico também apresenta boa plasticidade e tenacidade no estado soldado. Os principais problemas na soldagem são: Soldagem de trincas a quente, fragilização, corrosão intergranular e corrosão sob tensão, etc. Além disso, devido à baixa condutividade térmica e ao grande coeficiente de expansão linear, a tensão e a deformação da soldagem são grandes. Ao soldar, uma pequena entrada de calor de soldagem deve ser usada tanto quanto possível, e o pré-aquecimento não deve ser realizado e reduzir a temperatura intercalar. A temperatura intercalar deve ser controlada abaixo de 60°C e as juntas soldadas devem ser escalonadas. Para reduzir a entrada de calor, a velocidade de soldadura não deve ser aumentada excessivamente, mas a corrente de soldadura deve ser adaptada à redução.

(2) Soldagem de aço inoxidável bidirecional ferrítico austenítico

O aço inoxidável bidirecional ferrítico austenítico é um aço inoxidável duplex composto por duas fases, austenita e ferrita. Combina as vantagens do aço austenítico e do aço ferrítico, por isso possui alta resistência, boa resistência à corrosão e características de fácil soldagem. Atualmente, existem principalmente três tipos de aço inoxidável duplex: Cr18, Cr21 e Cr25. As principais características da soldagem deste tipo de aço são: menor tendência térmica em relação ao aço inoxidável austenítico; comparado com o aço inoxidável ferrítico puro. Possui baixa tendência de fragilização após a soldagem, e o grau de engrossamento da ferrita na zona afetada pelo calor da soldagem também é baixo, portanto a soldabilidade é melhor. Como este tipo de aço possui boas propriedades de soldagem, não são necessários pré-aquecimento e pós-aquecimento durante a soldagem.