Сварочные характеристики часто используемых металлических материалов

Свариваемость металлических материалов означает способность металлических материалов получать превосходные сварные соединения в таких условиях, как определенные сварочные процессы, включая методы сварки, сварочные материалы, характеристики сварки и формы сварных конструкций. Металл, если его можно использовать более широко, и если простой процесс сварки обеспечивает отличные сварочные соединения, считается, что этот металл имеет хорошие сварочные характеристики. Свариваемость металлических материалов обычно разделяют на два аспекта: свариваемость в процессе и свариваемость при использовании.

1. Сварка углеродистой стали

(1) Сварка низкоуглеродистой стали

Низкоуглеродистая сталь имеет низкое содержание углерода, марганца и кремния. При нормальных обстоятельствах это не приведет к серьезному структурному упрочнению или закалке конструкции из-за сварки. Эта сталь обладает превосходной пластичностью и ударной вязкостью, а также хорошей пластичностью и вязкостью ее сварных соединений. Очень хорошо. При сварке, как правило, не требуются предварительный и последующий нагрев, а также не требуются специальные технологические мероприятия для получения сварных соединений удовлетворительного качества. Таким образом, низкоуглеродистая сталь имеет отличные сварочные характеристики и лучшие сварочные характеристики среди всех сталей. Виды стали.

(2) Сварка среднеуглеродистой стали

Среднеуглеродистая сталь имеет более высокое содержание углерода, а ее свариваемость хуже, чем у низкоуглеродистой стали. Когда CE близок к 0,25%, свариваемость хорошая. По мере увеличения содержания углерода склонность к упрочнению увеличивается, и под воздействием тепла легко получить мартенситную структуру с низкой пластичностью на участке. Когда сварная конструкция очень жесткая или неправильно выбраны сварочный материал и параметры процесса, склонны к образованию холодных трещин. При многослойной сварке при сварке первого слоя шва основной металл сплавляется со швом. Большая доля углерода в нем увеличивает содержание углерода, серы и фосфора, что позволяет легко образовывать термические трещины. Кроме того, при высоком содержании углерода чувствительность пор также увеличивается.

(3) Сварка высокоуглеродистой стали

Высокоуглеродистая сталь с СЕ более 0,6% обладает высокой прокаливаемостью. Легко получить твердый и хрупкий высокоуглеродистый мартенсит. В сварном шве и зоне термического влияния легко образуются трещины, что затрудняет сварку. Поэтому этот тип стали вообще не применяется для изготовления сварных конструкций. и используются для производства высокотвердых или износостойких компонентов или деталей, большая часть их сварки предназначена для ремонта поврежденных деталей. Эти детали следует отжигать перед сваркой, чтобы уменьшить сварочные трещины, а затем снова подвергать термообработке после сварки. .

2. Сварка низколегированной высокопрочной стали

Содержание углерода в низколегированной высокопрочной стали обычно не превышает 0,20%, а общее количество легирующих элементов обычно не превышает 5%. Именно потому, что низколегированная высокопрочная сталь содержит определенное количество легирующих элементов, ее сварочные характеристики несколько отличаются от свойств углеродистой стали. Сварочные характеристики приведены на рис.:

(1) Заварочные трещины в сварных соединениях

Низколегированная высокопрочная сталь с холодными трещинами содержит C.Mn.V.Nb и другие элементы, упрочняющие сталь, поэтому ее легко закаливать при сварке. Эти закаленные структуры очень чувствительны. Поэтому, если жесткость велика или сдерживающее напряжение велико, неправильный процесс сварки может легко привести к образованию холодных трещин. Более того, такие трещины имеют определенную задержку, что крайне вредно. Для низколегированных высокопрочных сталей Mn-Mo-Nb и Mn-Mo-V, таких как 07MnCrMoVR, из-за Nb.V.Mo является элементом, который способствует сильной чувствительности к трещинам при повторном нагреве. Поэтому во время послесварочной термообработки этого типа стали следует соблюдать осторожность, чтобы избежать чувствительной температурной области трещин при повторном нагреве, чтобы предотвратить возникновение трещин при повторном нагреве.

(2) Охрупчивание и размягчение сварных соединений.

Охрупчивание из-за деформационного старения. Сварные соединения перед сваркой должны подвергаться различным холодным процессам (заготовке, прокатке и т. д.). Сталь будет производить пластическую деформацию. Если зону дополнительно нагреть до температуры от 200 до 450°C, произойдет деформационное старение. .Охрупчивание из-за деформационного старения снижает пластичность стали и повышает температуру хрупкого перехода, что приводит к хрупкому разрушению оборудования. Послесварочная термообработка может устранить деформационное старение сварной конструкции и восстановить ударную вязкость.

Зона термического влияния сварного соединения размягчается. Из-за действия сварочного тепла наружная часть зоны термического влияния (ЗТВ) низкоуглеродистой закаленной и отпущенной стали нагревается выше температуры отпуска, особенно область вблизи Ас1, что приводит к образованию зоны размягчения с пониженной прочностью. Структура зоны ЗТВ Размягчение увеличивается с увеличением энергии сварочной линии и температуры предварительного нагрева, но в целом предел прочности размягченной зоны все еще выше нижнего предела стандартного значения основного материала. Поэтому проблему разупрочнения зоны термического влияния этого типа стали необходимо лишь правильно проработать. , не влияя на работоспособность суставов.

3. Сварка нержавеющей стали

Нержавеющую сталь можно разделить на четыре категории в зависимости от ее структуры: аустенитная нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, мартенситная нержавеющая сталь. Аустенитно-ферритная дуплексная нержавеющая сталь. Ниже в основном анализируются аустенитная нержавеющая сталь и двусторонняя нержавеющая сталь. сварочные характеристики.

(1) Сварка аустенитной нержавеющей стали

Аустенитную нержавеющую сталь легче сваривать, чем другие нержавеющие стали. Он не претерпевает фазовых превращений при любой температуре и не чувствителен к водородному охрупчиванию. Соединение из аустенитной нержавеющей стали также имеет хорошую пластичность и вязкость в сварном состоянии. Основными проблемами при сварке являются: Сварочные горячие трещины, охрупчивание, межкристаллитная коррозия и коррозия под напряжением и т. д. Кроме того, из-за плохой теплопроводности и большого коэффициента линейного расширения сварочное напряжение и деформация велики. При сварке следует использовать как можно больше небольшого сварочного тепловложения, не следует проводить предварительный нагрев и снижать межслойную температуру. Межслойную температуру следует контролировать не ниже 60°С, а сварные швы располагать в шахматном порядке. Для снижения тепловложения не следует чрезмерно увеличивать скорость сварки, а следует адаптировать сварочный ток к ее снижению.

(2) Двусторонняя сварка аустенитно-ферритной нержавеющей стали.

Аустенитно-ферритная двунаправленная нержавеющая сталь представляет собой дуплексную нержавеющую сталь, состоящую из двух фаз: аустенита и феррита. Он сочетает в себе преимущества аустенитной стали и ферритной стали, поэтому обладает высокой прочностью, хорошей коррозионной стойкостью и характеристиками легкой сварки. В настоящее время существует в основном три типа дуплексной нержавеющей стали: Cr18, Cr21 и Cr25. Основными характеристиками сварки этого типа стали являются: меньшая термическая склонность по сравнению с аустенитной нержавеющей сталью; по сравнению с чистой ферритной нержавеющей сталью. Имеет низкую склонность к охрупчиванию после сварки, а степень огрубления феррита в зоне термического влияния сварки также низкая, поэтому свариваемость лучше. Поскольку этот тип стали обладает хорошими сварочными свойствами, при сварке не требуется предварительный и последующий подогрев.