Đặc tính hàn của các vật liệu kim loại thông dụng

Khả năng hàn của vật liệu kim loại đề cập đến khả năng vật liệu kim loại có được mối hàn tuyệt vời trong các điều kiện như quy trình hàn nhất định, bao gồm phương pháp hàn, vật liệu hàn, thông số kỹ thuật hàn và dạng kết cấu hàn. Một kim loại, nếu nó có thể được sử dụng phổ biến hơn và nếu một quy trình hàn đơn giản thu được các mối hàn tuyệt vời thì được coi là kim loại này có hiệu suất hàn tốt. Khả năng hàn của vật liệu kim loại thường được chia thành hai khía cạnh: khả năng hàn trong quá trình và khả năng hàn sử dụng.

1. Hàn thép cacbon

(1) Hàn thép cacbon thấp

Thép carbon thấp có hàm lượng carbon thấp và hàm lượng mangan và silicon thấp. Trong trường hợp bình thường, nó sẽ không gây ra hiện tượng cứng hóa hoặc làm nguội cấu trúc nghiêm trọng do hàn. Loại thép này có độ dẻo và độ bền va đập tuyệt vời, độ dẻo và độ bền của các mối hàn cũng rất tốt. Cực kỳ tốt. Nói chung, không cần phải gia nhiệt trước và gia nhiệt sau trong quá trình hàn và không yêu cầu các biện pháp xử lý đặc biệt để có được mối hàn đạt chất lượng. Vì vậy, thép cacbon thấp có hiệu suất hàn tuyệt vời và có hiệu suất hàn tốt nhất trong số tất cả các loại thép. Các loại thép.

(2) Hàn thép cacbon trung bình

Thép carbon trung bình có hàm lượng carbon cao hơn và khả năng hàn của nó kém hơn thép carbon thấp. Khi CE gần 0,25% thì khả năng hàn tốt. Khi hàm lượng carbon tăng lên, xu hướng đông cứng của nó tăng lên và dưới tác động của nhiệt, dễ dàng tạo ra cấu trúc martensite có độ dẻo thấp trong khu vực. Khi mối hàn quá cứng hoặc vật liệu hàn và các thông số quy trình được lựa chọn không đúng, các vết nứt nguội sẽ dễ xảy ra. Khi hàn nhiều lớp là hàn lớp hàn đầu tiên, kim loại cơ bản sẽ được nung chảy vào mối hàn. Tỷ lệ carbon lớn trong đó làm tăng hàm lượng carbon, lưu huỳnh và phốt pho, dễ tạo ra các vết nứt nhiệt. Ngoài ra, khi hàm lượng carbon cao thì độ nhạy lỗ chân lông cũng tăng lên.

(3) Hàn thép cacbon cao

Thép carbon cao có CE lớn hơn 0,6% có độ cứng cao. Thật dễ dàng để sản xuất martensite có hàm lượng carbon cao cứng và giòn. Dễ tạo ra các vết nứt ở mối hàn và vùng chịu nhiệt, gây khó khăn cho việc hàn. Vì vậy, loại thép này thường không được sử dụng để chế tạo các kết cấu hàn. , và được sử dụng để sản xuất các bộ phận hoặc bộ phận có độ cứng cao hoặc chống mài mòn, hầu hết công việc hàn của chúng là để sửa chữa các bộ phận bị hư hỏng. Những bộ phận này nên được ủ trước khi hàn để giảm vết nứt hàn, sau đó xử lý nhiệt lại sau khi hàn. .

2. Hàn thép cường độ cao hợp kim thấp

Hàm lượng carbon của thép cường độ cao hợp kim thấp thường không vượt quá 0,20% và tổng các nguyên tố hợp kim thường không vượt quá 5%. Chính vì thép cường độ cao hợp kim thấp có chứa một lượng nguyên tố hợp kim nhất định nên hiệu suất hàn của nó hơi khác so với thép cacbon. Đặc tính hàn được thể hiện ở:

(1) Vết nứt hàn trong mối hàn

Thép cường độ cao hợp kim thấp nứt nguội có chứa C.Mn.V.Nb và các nguyên tố khác giúp tăng cường độ bền cho thép nên dễ bị cứng khi hàn. Những cấu trúc cứng này rất nhạy cảm. Do đó, nếu độ cứng lớn hoặc ứng suất giới hạn cao, nếu quá trình hàn không đúng cách có thể dễ dàng tạo ra các vết nứt nguội. Hơn nữa, những vết nứt như vậy có độ trễ nhất định, cực kỳ có hại. Đối với thép cường độ cao hợp kim thấp Mn-Mo-Nb và Mn-Mo-V, chẳng hạn như 07MnCrMoVR, do Nb.V .Mo là nguyên tố phát huy độ nhạy mạnh đối với các vết nứt nung lại. Vì vậy, trong quá trình xử lý nhiệt sau hàn loại thép này, cần lưu ý tránh vùng nhiệt độ nhạy cảm của vết nứt nung lại để tránh xảy ra vết nứt nung lại.

(2) Độ giòn và mềm của mối hàn

Độ giòn do lão hóa do biến dạng Các mối hàn cần phải trải qua nhiều quá trình làm nguội khác nhau (cắt phôi, cán thùng, v.v.) trước khi hàn. Thép sẽ tạo ra biến dạng dẻo. Nếu khu vực này tiếp tục bị nung nóng đến 200 đến 450C, quá trình lão hóa sẽ xảy ra. .Sự giòn do lão hóa do biến dạng sẽ làm giảm độ dẻo của thép và tăng nhiệt độ chuyển tiếp giòn, dẫn đến hiện tượng gãy giòn của thiết bị. Xử lý nhiệt sau hàn có thể loại bỏ sự lão hóa do biến dạng của kết cấu hàn và khôi phục độ dẻo dai.

Vùng chịu nhiệt của mối hàn được làm mềm. Do tác động của nhiệt hàn, phần bên ngoài vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) của thép tôi và tôi có hàm lượng carbon thấp được nung nóng trên nhiệt độ ram, đặc biệt là vùng gần Ac1 sẽ tạo ra vùng mềm có độ bền giảm. Cấu trúc của vùng HAZ Làm mềm tăng lên khi năng lượng đường hàn và nhiệt độ nung nóng trước tăng lên, nhưng nhìn chung độ bền kéo của vùng làm mềm vẫn cao hơn giới hạn dưới của giá trị tiêu chuẩn của vật liệu cơ bản. Vì vậy, vấn đề làm mềm vùng chịu nhiệt của loại thép này chỉ cần được xử lý đúng cách. , mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các khớp.

3. Hàn thép không gỉ

Thép không gỉ có thể được chia thành bốn loại theo cấu trúc thép khác nhau của nó, đó là thép không gỉ austenit, thép không gỉ ferritic, thép không gỉ martensitic. Thép không gỉ song công Austenitic-ferit. Sau đây chủ yếu phân tích thép không gỉ austenit và thép không gỉ hai chiều. đặc tính hàn.

(1) Hàn thép không gỉ austenit

Thép không gỉ Austenitic dễ hàn hơn các loại thép không gỉ khác. Nó sẽ không trải qua quá trình biến đổi pha ở bất kỳ nhiệt độ nào và không nhạy cảm với hiện tượng giòn hydro. Mối nối thép không gỉ austenit cũng có độ dẻo và độ bền tốt ở trạng thái hàn. Các vấn đề chính trong hàn là: Hàn nóng nứt, giòn, ăn mòn giữa các hạt và ăn mòn ứng suất, v.v. Ngoài ra, do tính dẫn nhiệt kém và hệ số giãn nở tuyến tính lớn nên ứng suất và biến dạng hàn lớn. Khi hàn, nên sử dụng nhiệt đầu vào hàn nhỏ càng nhiều càng tốt, không nên làm nóng trước và giảm nhiệt độ giữa các lớp. Nhiệt độ giữa các lớp phải được kiểm soát dưới 60C và các mối hàn phải được đặt so le. Để giảm lượng nhiệt đầu vào, không nên tăng tốc độ hàn quá mức nhưng phải điều chỉnh dòng điện hàn để giảm.

(2) Hàn thép không gỉ hai chiều austenit ferritic

Thép không gỉ hai chiều Austenitic ferritic là thép không gỉ song công bao gồm hai pha, austenite và ferrite. Nó kết hợp những ưu điểm của thép austenit và thép ferit nên có độ bền cao, chống ăn mòn tốt và đặc tính dễ hàn. Hiện nay, chủ yếu có 3 loại inox song công là Cr18, Cr21 và Cr25. Đặc điểm chính khi hàn loại thép này là: xu hướng nhiệt thấp hơn so với thép không gỉ austenit; so với thép không gỉ ferritic nguyên chất Nó có xu hướng giòn thấp sau khi hàn và mức độ thô của ferrite trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt hàn cũng thấp nên khả năng hàn tốt hơn. Vì loại thép này có đặc tính hàn tốt nên không cần gia nhiệt trước và gia nhiệt sau trong quá trình hàn.