焊接材料范例6篇

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焊接材料

焊接材料范文1

关键词:焊接工艺;焊接性能;铝合金;焊接材料

目前结合实际焊接工艺与大量的焊接工艺文献来源可知,当前采用的铝合金焊接工艺应用方法较多,原则上一般都能够满足其铝合金焊接需求。比如最初普遍采用的氧气炔焊接法,再到后来比较常用的电栓焊、点焊等电阻焊方式,包括搅拌摩擦焊、电子焊等工艺焊接法。不过,显然这些焊接工艺应用时存在一些潜在性缺憾。例如采用氧气炔焊接时,如果不能良好控制气焊火焰的集中温度,则会造成裂纹缺陷出现;而电焊、搅拌焊等方式又对其焊接接头的作业要求较高,所以存在工艺应用的场地限制和约束。基于此,研究焊接材料与焊接工艺的对其焊接性能的主要影响,应能选用合理的焊接方法,同时要了解焊接接头裂缝的形成机理等有关内容,以此才能选择适宜的焊接材料与操作工艺,保障铝合金焊接质量。

1.焊接方法的选择

考虑到当前焊接铝合金等有色金属所采用的普遍焊接工艺方法存在的普遍缺陷,比如裂纹缺陷、场地限制等,所以文章主要推荐的是钨极氩弧焊工艺焊接法。该焊接工艺应用较为广泛,主要原理是通过氩气隔绝空气效果,由于其本身不融于金属,具有不能产生其他化合物的特性,所以其电弧清除焊接工件的氧化膜效果较为可靠,能够对易于氧化的铝合金予以成功焊接,具有良好的电弧稳定性,甚至在较为微小的电流下仍能维持燃烧状态,对诸如超薄合金板的焊接效果较为理想。因此,选用该焊接工艺时,可以着重考虑焊接工件的厚度及接头调整参数等。

由于铝合金本身的化学活泼性表现明显,所以其金属材料发生化学反应的可能性较高,在焊接时特别容易和空气中的水分加以产生氧气反应。因此,考虑到采用钨极氩弧焊的作业焊枪其保护范畴较小,可能影响到焊缝金属保护效果,处于热影响区受热作用下易与空气发生气体反应,在焊接时产生气孔或其他氧化物等缺陷。基于此,一般采用该焊接工艺会在焊接工件上设置必要的保护气罩,使其自气罩出来的气体能够回流到焊件周围形成一个立体空间的氩气保护氛围,故此能够降低空气对其焊接工艺表现出的气孔或氧化物等缺陷影响。

2.焊接材料及工艺应用对铝合金焊接性能的主要影响

2.1焊接接头裂缝及其主要特征

由于铝合金材料应用在焊接工艺下的材料种类差异性存在,以及采取的焊接工艺性质不同,所以在其焊接接头中可能会表现出诸多形式上的各类缺陷裂纹。这些裂纹缺陷分布特征相对复杂,主要结合生产需求不同将其划分为两种裂纹缺陷方式:

一类属于焊缝金属裂纹,主要有横向或纵向裂纹、弧坑裂纹、弧状裂纹、以及多层焊接时的显微裂纹等缺陷形式。

二是焊接工艺操作时的热影响区裂纹。这种裂纹缺陷主要有焊趾裂纹、熔合线区域内的显微裂纹、以及层状结构裂纹等。同时,这些裂纹结合热影响区又可以分为热裂纹与冷裂纹。比如,热裂纹一般是在高温作业下通过晶界上合金金属偏析或者存在一些熔点较低的物质引起的。当然,考虑到金属材料差异性存在,其实际上产生的裂纹形态也表现不同,即在裂纹表现形态上又可以分为结晶、液化、多边化裂纹等。热裂纹中主要以结晶裂纹为主,它一般是在焊缝结晶过程时,基于在固相线区域内的凝固金属收缩,并且又没有多余液体金属加以填充,所以则在凝固收缩作用下促成了沿晶开裂;发生这种现象多以一些低碳合金钢为主;再如,液化裂纹的形成也与其金属收缩应力作用相关,即在其加热到高温时发生晶界凝固而产生液化裂纹。

2.2热裂纹产生的过程及其机理

焊接过程可以说是一种矛盾的工艺加工过程,在其焊接作业过程中许多不平衡的工艺综合杂糅到一起,故而造成了焊接接头、金属冶金、及力学作用的综合表现。换言之,铝合金在焊接工艺下的冶金过程属于物理、化学及材料组织上的综合反应过程,其中夹杂着熔渣、气体成分等。所有这些现象发生,都会存在着裂纹的形成动机,但去裂纹型号曾最为紧密关联的则属于冶金因素。事实上,从力学角度来看,焊接工艺属于热循环状态,在这种状态下其共同存在着温度梯度变化与对应的冷却速度变化,焊件在一定作业条件下其接头始终保持应力到应变的这一变化形态,所以则为裂纹的形成提供了契机与必要条件。

因此,在焊接过程中,要控制冶金因素及力学应力变化过程下所出现的裂纹缺陷,应能考虑金属材料的强化与弱化关系。比如,在冷却时期,焊接接头属于一种对外建立的强度联系。如果,此时在作业条件下保持其能够顺从应力变化,使其焊缝和焊缝区的材料工件能够承受其内在应力与残存应力,就不会造成裂纹出现。反之,当工件不能承受其应力变化作用时,其材料强度联系就会中断,故而促成裂纹缺陷发生。同样,随着温度的逐渐冷却,冶金及力学因素也会对应发生改变,在不同温度区域内其接头金属表现的强度也不同,比如结晶温度区间较大,且固相线温度低时,其晶粒间在残存的低溶液态金属处则更容易造成应力集中,致使其出现固相金属裂纹。因此,针对于此,实际焊接合金材料时应能综合考虑接头裂纹缺陷形成条件等,以选用适宜的焊接工艺及材料。

3.结语

基于铝合金自有的焊接优越性能存在,所以在各领域中得到的广为应用。并且,随着如今焊接工艺技术的持续发展与快速进步,铝合金的焊接构件使用需求也越来越大。基于此,在采用铝合金材料完成焊接工艺时应能考虑必要的气路保护、焊前清洗等准备工作,并要重点知晓焊接接头裂缝形成特征及原理参数等,以此才能避免铝合金焊接气孔等缺陷裂纹发生。

参考文献:

[1]赖鸥.焊接材料及工艺对铝合金焊接性能的影响[J].科技创新与应用,2013(6).

[2]李午申,邸新杰.中国钢材焊接性及焊接材料的进展[J].焊接,2013(3).

焊接材料范文2

关键词:焊接材料 生产与应用

中图分类号:P755.1 文献标识码:A

目前,随着我国建筑行业的不断发展使得焊接材料的需求量呈现着快速增长的趋势。据相关数据显示,近年来,我国已经成为了世界上的第一大焊接材料的生产国,总的产量已经达到了120多万吨,但是,焊接材料的产品结构仍然保持着原有的格局,主要是以低品位的普通焊条为主要产品,而高效率、高技术含量的焊接材料产品的占有率仍然持续比较低的状态。我国的焊材产业在整体素质与科研的水平上,远远落后于与工业发达国家的综合水平,另外科研水平主要是从生产的装备情况、检测的技术和产品的研制与开发等方面的内容来看的。

一、各种焊接材料产品生产

1、焊丝

焊丝是焊接材料里一种常见的材料,它主要包括气保护实心焊丝、气保护药芯焊丝和埋弧焊丝三部分,具体表现在:

(1)气保护实心焊丝。目前,我国所有的气保护焊丝的生产企业已经达到了150余家,自行研制的设备100余台,并且从瑞典、意大利、加拿大、德国以及中国台湾等国家和地区引进了各种生产气保护焊丝的设备大约50套,使得它的生产能力达到近20万吨,生产气保护焊丝的企业主要是由国有、集体、私营、合资及独资企业参与而共同组成的,并且不少数量的大型焊条生产厂也逐渐作为焊丝生产的骨干企业参与其中。

近些年来,大部分企业在生产气保护焊丝的关键性技术方面取得了突破性的进展,这样在一定程度上增加了各生产企业生产气保护焊丝的相关设备以及大大增加了生产的产量,但是我们不得不承认由于冶金等企业的影响,气保护焊丝的品种仍然是比较少的,除ER49-1和ER50-6型号的生产量相对而言比较大之外,其余的大部分品种的产量都相对比较小。

(2)气保护药芯焊丝

近年来,气保护药芯焊丝的生产逐渐发展壮大,它已经从1996年的500余吨发展到2001年的近1.2万吨,生产企业到目前为止已经达到了28个,并拥有39条共有的生产线,其中包括21条引进生产线和18条自制生产线,同时它现在所具有的生产设备的生产能力可以达到2万余吨的产量。据统计,目前气保护药芯焊丝的年产量已经超过1000吨的企业总共有4家。1996-2001年国产药芯焊丝数量,和市场使用量,见下图:

(3)埋弧焊丝

目前,我国有数百家企业能够供应埋弧焊丝,部分企业甚至可以做到盘状供货。再者由于埋弧焊的工艺除了单电极之外,已经发展到了多电极和多规格焊丝的程度,促进了埋弧焊丝的应用量不断增加,随之也使得镀铜埋弧焊丝的生产数量在不断的增多。2001年国产二氧化碳气保护实心焊丝的产量为14万吨左右,药芯焊丝约1.2万吨,埋弧焊丝约5万吨。

(4)埋弧焊剂

通过不断发展,目前,通量30多个生产企业,年生产能力的行业作为一个整体流量可以达到150000吨,其中包括11万吨以上的熔炼焊剂和烧结焊剂3 万到4万吨,并且可以生产烧结焊剂的企业可以有将近一打。烧结焊剂市场扩张,烧结焊剂通量的比例也将不断提高。据调查,2001年,国内生产埋弧焊剂约7万吨,包括约5万吨融化通量和烧结通量近2万吨。2012年统计表明,埋弧焊材从十几年前8万t发展到49万t,增长了513%,占国内焊接材料总产量的10%,发展较稳定。

2、电焊条

电焊条行业在1992年到1993年福利高峰后,迅速增加的生产企业,生产能力迅速提高,增加生产,导致普通产品价格下跌,利润大幅减少到没有电极的利润或损失。目前,除了以上几个规模经营,工业发展和特殊电极操作特征的企业保持一定利润,其他业务保本或亏损,普通碳钢焊条生产越来越集中在几个大型焊接材料生产企业。近几十年焊接技术发展中,高效焊接技术得到了快速发展,焊接材料也得到相应发展,其中焊丝的发展最为迅猛,目前已占据高效焊接材料“王”者地位。

面对激烈的市场竞争,中小企业在降低原材料成本和能源消耗成本的基础上,产生的产品质量在一定程度上的下降,一些企业加强管理提高技术水平和其他手段来减少电焊条生产成本,并积极调整产品结构,扩大焊锡丝,焊锡,或其他行业,为了提高市场竞争力,积极开拓国外市场。在2001年,各种电焊条生产见下图:

二、焊接材料的应用趋势

相关的金属制品业都和现代的焊接应用有很大的关系,这些制造业主要包括石化设备制造业、桥梁与建筑行业、机械制造业、运输工具制造业、锅炉等产业。焊接材料产业的兴衰和这些产业的发展都是密切相关的。

1、船舶制造

我国造船系统在不断完善和发展,并提出了相关的要求,主要包括:到2005年,主要造船厂焊接效率达到近百分之八十,其中包括二氧化碳气体保护焊实用率达到百分之五十五,焊接机械化和自动化率达到将近百分之七十。此外,造船行业十年后的高效焊接技术开发和推广的药芯焊丝气体保护焊和埋弧焊技术得到了广泛的应用。我国的国际化发展趋势,造船行业也适应了国际发展趋势,焊接材料的效率,工艺性等提出了更高的要求。

2、桥梁与建筑

目前,我国的焊接技术正处在从手工焊向半自动和自动焊转变的过程,桥梁建造用低碳低合金实心焊丝、药芯焊丝会有更好的发展,手工电焊条和埋弧焊材仍然会保持一定的比例不断发展。

3、汽车与轨道车辆

在汽车行业内,半自动和自动焊接材料的应用比例也正在以很快的速度不断增长,那么MAG焊和埋弧焊的焊丝需求量会逐渐增加。

4、压力容器和储罐

各种高效的焊接工艺,对于不同的焊丝品种,如二氧化碳气保护实心焊丝、药芯焊丝和埋弧焊丝等,将会有更多的需求。

总之,焊接材料的应用应该是高效率、高质量、适合于自动焊的焊材使用量将会逐渐的增加,而其他的焊材,尤其是低品质的焊材的使用量会呈现逐渐减少的趋势。

三、焊接材料的发展趋势与建议

1、近阶段焊接材料的发展趋势

目前普通低价位焊条的产量已经渐渐接近于极限,未来的趋势将会是此种焊条的产量输出在逐渐的减少,同时会对焊条的产品结构进行一定的调整,与此同时,特种焊条的比例会提高,焊条总量将维持不变的状态,但这一比例在整个焊接材料中所占比例将由目前的接近80%的比例逐渐下降到70%以下。

我国焊接机械化和自动化技术不断发展,气保护实芯焊丝也有相应长足发展。据权威部门2012年统计表明,气保护实芯焊丝从十几年前几十万t发展到上百万t,增长了500%,占国内焊接材料总产量的30%,已成为焊接材料的主体。气保护实芯焊丝以高效率,焊接自动化程度高,低成本,焊接工艺性能优良等特点,目前已被广泛应用于电力、石油化工、压力容器、轨道车辆、工程机械及煤矿机械等各大领域。有的焊丝生产企业,依据市场不同需求,针对不同钢种、不同行业、不同客户,在焊丝开发过程中,对焊丝的合金元素和合金体系改进,强化组织,细化晶粒,有效地提高焊缝金属韧性。同时加强生产工艺优化与改进,控制焊丝的线径和线性及增强镀铜结合力,提高产品使用质量,满足客户要求。气体保护焊实芯焊丝产品已由单一ER50-6碳钢向60kg、70kg、80kg、90kg、100kg级高强度低合金焊丝发展,品种也逐步扩展到承压设备、核电、火点耐热、轨道车辆及桥梁建造等各类特种焊丝及不锈钢或双相不锈钢等焊丝,满足了行业的发展。

焊接材料发展建议

2014年,相关的部门将会着力的开发SHY70MC金属粉型药芯焊丝,焊接效率可达97%,焊缝成形好、飞溅小、烟尘少、扩散氢含量低,抗气孔性能强,专用于船用漆板平焊、平角焊。大型焊接材料企业需要不断加快产品的结构调整和优化升级,中小企业应该逐渐向特色产品和特定的市场经营方向发展,逐步加大研究和开发的投入力度,不断提高老产品的品质并且开发出高技术的新产品,在行业组织的推动下,加强技术交流与合作,推动焊接材料行业的进步。

结语:

焊接材料是焊接行业的一个重要分支,随着焊接技术的发展,国内外焊接材料的生产和使用也将得到长足的进步。

参考文献:

[1]马凤辉,李春范. 中国焊接材料的生产与应用概况[A]. .与时俱进 追求卓越——中国机械工程学会焊接学会四十周年、中国焊接协会十五周年纪念文集[C],2002:6.

[2]王蕊. CASTOLIN公司的中国市场开拓及营销策略研究[D].上海海事大学,2005.

作者:周景全

焊接材料范文3

【关键词】金属材料焊接;存在缺陷;材料选择

金属材料在各行各业中的应用不断增多,对其焊接技术的要求也不在断提高。在焊接的过程中,焊接缺陷以及质量问题的出现是不可避免的。根据调查统计结果显示,有高达40%的金属材料质量问题都是由于焊接中出现的缺陷导致。金属材料的焊接缺陷主要指焊接过程中出现的焊接接头不完整。例如:焊接接头出现裂缝、夹渣、气孔等问题。金属材料的焊接缺陷给金属材料的使用寿命和使用效果带来不利影响。

一、金属材料焊接中的缺陷

(一)焊接裂纹缺陷

金属材料的焊接最常见的缺陷就是焊接接缝处出现裂纹,其裂纹主要可以分为两种即冷裂纹和热裂纹,冷裂纹的产生原因是在焊接热循环的热影响区生成淬硬组织;焊缝中浓集了过量扩散的氢;接头处承受的应力较大使得裂纹产生[1]。热裂纹的产生是由于焊接熔池内有一些凝固点较高、熔点低、塑性低、强度又较差的杂质或结晶,比如说铁。这样的物质在凝固的过程中如果遇见外界非常大的约束力,那么在经过了金属凝固的收缩作用就很容易出现裂缝。

(二)未焊接、未融合缺陷

未焊接或未融合也是金属焊接过程中经常出现的比较严重的问题,并且其危害较大。未焊接指的是焊接接头处没有全部融透,未融合指的是焊件、焊缝金属以及焊缝层处有未融透的部分。其产生的原因有很多,例如焊接装配间的缝隙太小,亦或是坡口角度太小、焊条过粗、过长的电弧、焊接坡口的表面存在氧化膜、熔渣的存在对金属的融合产生阻碍、金属边缘不融合等。

(三)焊接夹渣缺陷

夹渣,顾名思义,焊接接缝处存在熔渣。熔渣的存在导致其强度和密度不够。在焊接过程中,如果焊接边缘出现氧割现象或者碳弧现象时,就会生成熔渣;如果焊接的过程中出现坡口角度太小、焊接电流过低或焊接速度太快的时候就会产生熔渣,另外,在焊接过程中,如果遇见焊条为酸性的情况或者运条不够合理的的现象,就会有糊渣出现,但是焊条呈碱性时便会有夹渣[2]。

(四)其他缺陷

除了上述的几点主要的缺陷外,还会有咬边、焊瘤、气孔弧坑等现象产生,这些问题的存在其原因主要由以下几种:材料选择不当、坡口清理不彻底、电流及速度控制不好等。

二、金属材料焊接中的缺陷防治措施

(一)防止冷、热裂纹出现的对策

防止热裂纹主要方法:在焊接过程中可以减少其应力,这要求焊接技术人员要严格遵守工艺流程的相关规定进行焊接。在焊接金属材料之前,要对焊接工艺进行严格分析,并选择出最适合的工艺。另外,焊接金属材料的技术人员要严格把控工艺参数,合理的控制焊接后冷却的速度,要对焊接的形状进行提升。减少焊接中裂纹的产生还可以利用小电流的手法,对金属材料进行多层道焊;冷裂纹的控制方法:首先平要合理的选择焊条,在选择过程中最好平要选择低氢型的,以免氢大量扩散在焊缝中,还有一种减少氢含量的方法就是清扫坡口,将坡口的油污、水分等清理干净。其次就是要避免焊接材料受潮,遵守焊接材料保管守则,要依照相关规定对焊接材料进行选取[3]。最后合理的调整焊接接头的应力和韧性,其调整方法是去除接缝氢含量使内应力减少、采取淬硬组织回火的方式、在焊接过程中要按照合理的程序进行、对金属材料采用分段退焊法等。

(二)解决未焊接、未融合的策略

金属材料的焊接过程中,要依照相关规定,正确的选择坡口尺寸、并把握好焊接时的电流速度、对坡口的污渍要及时清理、在焊接过程中要适当的摆动运条、对焊接接缝彻底封底焊清根、在焊接材料融合的过程中金属焊接的技术人员要仔细观察和两侧的情况。这样就可以有效的防止未焊接或未融合的现象发生,为金属材料的焊接质量带来保障。

(三)预防焊接过程中产生夹渣的措施

在焊接过程中对坡口尺寸的选择要科学合理、认真清理坡口表面的水分以及油污等物质,并且清理要及时、对焊接电流要合理控制,并且要将焊接速度控制在与焊接电流相适应的状态。在进行运条摆动时也要科学合理,符合相关规定。以上措施对于焊接过程中出现夹渣具有很好的预防作用。

(四)其它焊接缺陷的应对措施

在焊接过程中,除了以上的焊接缺陷外还会有很多其他缺陷出现,最好的预防办法就是及时发现问题并做出解决方案,解决时要彻底。对预热的材料要先进行热处理,在热处理之前首先要对需要处理的焊件进行修正,一般都采用小电流、不摆动运条、多层道焊的方式进行。如果需要修复的焊补结构刚性较大,就要对其采用锤击的方式解决[4]。如果修补焊缝的次数超过了相关规定,就一定要保证焊缝的合格。在焊接过程中预防焊接缺陷,从源头抓起最为关键,它是预防焊接缺陷的重点,因此在焊接金属材料之前要严格的对各项指标进行检查,以免焊接缺陷出现后再花费时间去补救,得不偿失。

(五)提升焊工综合素质

相对于焊接技术上的措施,笔者认为对金属焊接过程进行管理至关重要,首先要提升焊工的技术水平,定期对其进行相关技术培训,并且进行思想教育,提高焊工责任心,引导其对工作认真负责。另外,在日常的金属材料焊接过程中要严格遵守相关规定的要求进行金属的焊接。

结束语:以上内容表明,为保证金属材料的质量,在焊接过程中出现缺陷时,相关人员一定要做好补救措施。在进行补救的过程中,要仔细的检查产生缺陷的原因,根据实际情况,对其缺陷运用科学合理的手段进行修补,使得金属材料的焊接质量达到最佳状态。但是在金属焊接的过程中,最重要的是要避免缺陷的出现,使焊接一次成型。因此技术人员在焊接之前要对其相关事项进行严格检查,焊接过程也要根据相关规定进行。管理者要重视对焊工的培训,提升焊工综合素质,以保证金属材料的焊接质量。

参考文献:

[1]郑玲. 金属材料焊接中的主要缺陷及防止措施研究[J]. 轻工科技,2013,01:21-22.

[2]于清峻. 探析金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施[J]. 科技创新与应用,2013,11:82-83.

焊接材料范文4

关键词:金属材料;焊接缺陷;裂纹控制

随着经济的不断发展,工业依然处于重要的市场领域,金属被广泛应用在各行各业,成为日常生产生活中不可缺少的材料。随着金属材料的广泛使用,焊接技术也在不断进步,但是,金属焊接过程中难免会出现各种各样的缺陷,这些缺陷不仅对焊接结构带来灾难性后果,也有可能威胁人们的生命安全。所以为避免焊接出现缺陷,还需做好防范措施,要求焊接工作者严格遵守焊接的相关规定,选择科学合理的焊接程序,进一步开发新的焊接方法,从而提高焊接质量。

一、金属材料焊接中的夹渣缺陷以防治

从概念来看,夹渣是存在于焊缝的各种物质,它对金属整体强度具有严重影响。出现这种现象的原因主要是:浇筑前没有将浮渣清理干净,或者挡渣工作没有做好在浮渣的同时,也就随着金属液体进入内部;在浇注中,由于没有合理设计系统,对挡渣效果造成了很大影响,在渣子进入浇注系统后,很容易进入型腔,却不易排出。从焊件来看:由于焊接层清理不干净,在焊接速度过快、电流过小、操作不当的情况下,对焊接母材以及材料分配造成了很大的影响,最后对坡口设计也造成了不利影响。一旦夹渣产生,夹渣会随着裂纹沿展,减小强度,让焊缝存在开裂。对于这种情况,为了保障使用效益,必须保障金属液体的平稳流动,通过设置集渣包,减小硫含量,提高金属液体温度。对于浇包,除了要保障清洁度外,还应该使用茶壶进行浇包,或者利用冰晶石、稻草灰去除渣剂。

二、金属材料焊接中热裂纹缺陷及防治

在金属焊接中,热裂纹是金属在从液态转化成固态时,在中间区域出现的缝隙,同时也是很容易发现。出现这种现象的原因是:焊接熔池中的FeS 以及各种熔点较低的杂志凝结成强度较低的塑性,在凝结过程中,由于外在力影响,所以当金属处于凝结状态时,很容易在短时间内被拉开。另外,在金属材料中,一般都会包含硫成分,在硫的影响下,很容易出现这种现象。对于以上的情况,为了保障金属焊接成果,除了要严格依照施工步骤进行外,还必须结合实际情况,选用优秀的步骤以及方式、方法,减小焊接力;通过明确相关数值以及要素,在增强形状指标的同时,减小冷却速率。在这期间,最好的方法是活用焊接技术,从源头上避免中间位置出现缝隙,从而对焊接质量与后续使用造成不利影响。

三、金属材料焊接中未融合缺陷及防治

在金属焊接中,未焊透、未融合作为最普遍的问题,一旦出现,缝隙很容易出现骤然变化或者间断现象,这样不仅减小了工作强度,同时也很容易出现裂缝。未焊透是在金属焊接中,尾部或者结构没有焊透而出现的问题;没有融合,则是焊缝与焊件之间的部分区域没有融透的情况。从出现这种情况的原因来看:大部分存在于各个配件缝隙或者钝边过厚、角度偏小、焊条半径太大、速度大、电流小而电弧太长的情况;或者没有认真清理各个坡口周边的污物。在对该部分进行处理的过程中,由于该部分出现了熔渣,所以金属根本不能正常展开。另外,如果运条使用方式不对,让电弧处在坡口一边,也很难让边缘融合。对于上面出现的问题,除了要正确选用坡口以及规格,还必须在保障焊流速率的情况下,将周边污物清理掉。同时,对于底面也要彻底清除,在摆动适度的情况下,才可能做好融合以及周边融合。

四、金属材料焊接中的冷裂纹缺陷及防治

从概念来看,冷裂纹是金属焊接在冷却过程中或者冷却之后,金属材料、材料或者融汇焊接的区域出现的各种缝隙,它可能是当时出现,也可能是几个小时后或者几天后才出现。从冷裂纹出现的要素来看,热循环是影响焊接区域以及组织的重要因素,一旦焊缝存在较多的扩散氢,浓集现象就会产生。而对于接头部分,受整体因素影响,需要承担很多约束力。针对冷裂纹产生的原因以及特征,为了确保金属材料焊接成果,我们可以使用少量含有氢气的物质,从而减小成分。在这期间,为了避免过多水分对焊接质量的影响,必须根据实际情况做好物质保存以及活动运行;通过明确油迹状况,使用比较优秀的数值进行焊接,这样就能有效去除材料内部应力与组织回火,从而增强焊接部分的韧性与指标。另外,需要注意的是,必须使用恰当的步骤,从减小干扰出发,保障焊接使用安全。

五、金属材料焊接中的气孔缺陷及防治

在金属材料焊接中,气孔一般表现为氢气孔,具体有:表面、内部与街头气孔。出现这种现象的主要原因是:由于没有及时处理坡口污物,在焊芯存在锈迹或者掉落时,没有整合相关规定对其进行烘焙。另外,也可能是速率过快、电弧太长所致。为了确保金属使用效益,除了要保障焊流速率,还必须及时清除附近污物,在整合相关规定以及材料清理活动的同时,尽量避免变质材料的应用,通过做好运行管控,及时处理好焊丝,减小锈迹的不利影响。在对薄板进行焊接时,应该尽量减小线能量与焊接速度。

综上所述,在金属焊接中,为了确保金属焊接的有效性,除了不能在背水、带压情况下消除焊补,对于预热性材质,必须使用对应的预热措施。它要求在焊件热处理时,及时对缺陷进行修正,避免使用过大的电流进行焊接,而是运用不摆动、小电流、多道多层的方式进行焊接。在刚性较大的结构焊接时,除了第一与最后一层,还必须在热状态下做好锤击工作,并且每道收弧与起弧都必须分开。在手工焊补中,通常使用线能量控制的方式进行焊接,并且每个缺陷都不允许停顿,在焊补进行完毕后,让层间与预热温度在100 度以上。另外,也可以在整合探伤标准中,对缝隙进行深层分析,如果察觉高于数值,就必须再次处理,直到满足要求,当然焊补次数不能超出要求。因此,在实际工作中,必须结合实际情况,从源头上消除不良情况,控制不良运作。

参考文献:

焊接材料范文5

【关键词】焊材选用;焊接预热;后热;

1. 焊接材料选择

焊条电弧焊和埋弧焊焊材均选用四川大西洋的产品,焊条牌号为E8018-B2,焊丝牌号为CHW-S11配合焊剂CHF105R使用,焊材进厂后均对其进行了化学分析复验,其熔敷金属的化学成分满足设计要求,列表如下:

2. 预焊接工艺规程(PWPS)拟定

在试板焊接前先拟定PWPS,各项焊接工艺参数列表如下:

3.评定试板制备

3.1根据产品的规格,按NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》及设计文件技术要求进行了两项评定,共两组评定试板,规格分别为350×300×33mm ; 350×300×38mm 坡口形式如下图:

SAW 坡口示意图 SMAW坡口示意图

3.2 试板标识

用白色记号笔在规格为350×300×33mm试板上标示评定编号YC2015-006R;

在规格为350×300×38mm试板上标示评定编号YC2015-007R以便焊缝射线检测区分。

4.焊前准备

4.1焊前清理 打磨清理坡口面及邻近母材的锈蚀、氧化铁等影响焊接质量的异杂物。

4.2.试板组对 在平整的工作平台上组对,组对间隙YC2015-006R为0-1mm;YC2015-007R为2-3 mm并预留反变形角度为10~12°

4.3.焊前预热 用液化气加热法对两组评定试板按照焊接的先后次序依次预热,预热范围涉及坡口面及

距离坡口100 mm范围内,预热温度为158℃.

5.试板施焊

5.1 严格按照预焊接工艺规程(PWPS)的要求焊接,并由焊接检验员监督实施并记录施焊工艺参数形成施焊记录。

5.2 焊接过程中要正、反面对称施焊以防止试板严重变形,层间温度控制在150~250℃范围。

6.后热(消氢处理)

SA387Gr11CL2钢Cr、Mo元素含量较高,属对氢致裂纹敏感性材料,其焊接接头淬硬倾向明显,接头拘束应力较大,在快速冷却的情况下氢来不及逸出易产生氢致裂纹(冷裂纹),为此在焊接的过程中应严格控制预热及层间温度,焊后应立即进行消氢处理,消氢处理的温度为300~350℃/2小时

7.射线检测

为防止延迟裂纹的产生,在试板焊接完毕24h后进行射线检测,按JB/T4730.2-2005 Ⅱ级为合格。

8.焊后热处理

为降低焊接接头的硬度、提高韧性;消除焊接残余应力,焊后对两组试板进行670±20℃/4h热处理。

9.力学性能试验

按照设计及NB/T47014-2011的要求对试件进行试验,检测结果列表如下:

10.理化试验报告总结,焊材、母材质保书整理, PQR第三方监检。

结束语

SA387Gr11CL2钢板及焊材在订购时应按设计文件技术要求严格控制其S、P含量及非金属夹杂物,以确保焊接接头具有良好的抗脆化性能及降低诱发冷裂纹产生的可能性;SA387Gr11CL2材料焊接性较差,焊接过程中应严格控制预热温度、层间温度,焊后应立即进行消氢处理和最终热处理。当采用焊条电弧焊焊接筒体直径较大的环焊缝时,因热输入较小,焊接熔池温度较低,焊缝冷却较快,须对焊缝及热影响区进行二次加热后方可进行消氢处理。在制造过程中,应严格控制每道工序,以确保设备制造质量。

参考文献:

焊接材料范文6

【关键词】Inconel 690;焊接要点;裂纹;缺陷控制

1.概述

Inconel 690镍基合金有显著的抗氧化、耐腐蚀性能,广泛应用于耐腐蚀关键部件中,但是在实际焊接过程当中,由于Inconel 690镍基合金电阻率较高,线膨胀系数大,导热率低,焊接接头中会产生较大的焊接应力,容易产生焊接变形,同时镍属于单相组织,焊接时容易产生焊接热裂纹、焊接气孔、夹渣、晶问腐蚀等焊接缺陷,Inconel 690镍基合金焊接难度极大。掌握Inconel 690镍基合金材料特性和焊接特点对于Inconel 690镍基合金焊接是非常必要的。

2.Inconel 690镍基材料基本性质

镍基合金是工业中极为重要的材料。Inconel 690镍基合金化学成分和力学性能见表1、2[1]。

Inconel 690镍基合金Cr成分较高,大约为30%,Cr可以防止晶界炭化物的析出,从而避免晶界附近产生缺铬现象,可增进抗氧化的能力。Inconel 690合金有约60%的高Ni成分,其在氢氧化钠溶液和氯化物的环境中具有抗应力腐蚀龟裂的特性。

3.镍及Inconel 690镍基合金的焊接特点

Inconel 690镍基合金为单向组织,存在热裂纹倾向,在焊接热作用下,焊缝易过热,造成晶粒粗大,导致接头力学性能和耐腐蚀性能下降。同时Inconel 690镍基合金焊接时还具有液态金属流动性差、焊缝金属熔深浅等特点。

4.Inconel 690镍基合金的焊接要求

4.1 焊前清理

清理是Inconel 690镍基合金获得好的焊接质量重要的措施之一,焊前应该严格将焊接坡口及周围50mm范围内清理干净,尤其要去除表面的氧化层、油污等杂质。焊接过程中Ni能与杂质中P、S、Pb、Al或低熔点的物质形成脆化元素[2]。由于氧化物(一般在540℃以上形成)的熔点高(2040℃),而镍的熔点低为1400℃,因而易造成未熔合。在镍及镍基合金焊接中的主要有害杂质Zn、S、C、Bi、Pb、Cd等,其能增加镍基合金的焊接裂纹倾向。坡口周围的油污、水分、灰尘及氧化层会造成焊接气孔的产生。

4.2 焊接参数的选择

Inconel 690镍基合金焊接时参数的选择对于控制焊接质量也是极为重要的,通常应选用较小的焊接线能量。由于Inconel 690镍基合金本身具有导热性差的特点,若焊接时电流过大,电弧电压过高,焊接速度较慢都易使焊接接头过热,从而产生粗大的晶粒,晶粒粗大容易导致在粗大的柱状晶粒边界上,集中了一些低熔点共晶体,其强度低,脆性大,在焊接应力的作用下进而很容易形成裂纹;另外,晶粒粗大也会使焊接接头机械性能和耐蚀性能下降。

应严格控制Inconel 690镍基合金焊接时层间温度在100℃以下,甚至50℃以下,较低的层间温度可以避免焊接接头过热产生热裂纹。

4.3 Inconel 690镍基合金焊缝表面成形的控制

Inconel 690镍基合金焊缝金属表面张力大,镍基合金流动性差,粘性大不易成形,最为理想焊缝一般为凸状,若焊缝平坦或下凹状就会由于应力作用产生裂纹。

4.4 Inconel 690镍基合金焊接材料选择

Inconel 690镍基合金的焊接材料的选择应遵循与母材匹配的原则,焊接材料中的含碳量不应超过母材的含碳量,同时要有比母材更高的铬镍比。焊接材料的规格对于焊接质量的控制也极为重要,手工钨极氩弧焊选用的常用规格为Φ0.9mm;手工电弧焊选用的常用规格为Φ4mm或Φ3.2mm,甚至Φ2.5mm。

5.常见缺陷产生原因及防止措施

焊接时比较容易出现焊缝气孔、焊接热裂纹、未熔合、焊接变形以及咬边等缺陷。

5.1 焊缝气孔

5.1.1 焊缝气孔的产生原因

最主要的原因有两个,一是气体在液态金属和固态金属中溶解度的差别,另一个是镍基合金本身材料特性,即相图中固液相温度间距小,与其他金属合金相比,Inconel 690镍基合金固态相变时间更短,致使气体来不及逸出,从而形成气孔。

焊接坡口及其两侧的油污、水分、灰尘及氧化层清理不干净都会产生焊缝气孔。镍基合金中主要是H2O、CO和N2气孔。药皮过烧脱落起不到保护作用;焊炬过高,气体保护效果不良或操作不当,以及环境风量过大等都可能产生气孔。

5.1.2 焊缝气孔的防止措施

采用含有脱氧元素或形成氧化物的焊条或焊丝可减少气孔。焊接坡口及周围用专用砂轮或不锈钢钢丝刷将氧化层清除干净,并用丙酮和无水乙醇去除其表面油污、水分、灰尘等有害物质。手工氩弧焊焊时选用直径较大的气体保护喷嘴,并选用适当的气体保护流量,使其具有良好的气体保护效果。

5.2 焊接热裂纹

5.2.1 焊接热裂纹的产生原因

Inconel 690镍基合金具有较高的焊接热裂纹敏感性,尤其在起弧、收弧的弧坑部位易产生裂纹。晶间腋膜[3]是引发镍基合金单相组织凝固裂纹的最主要冶金因素。晶间薄膜引起高温下的严重脆化,焊缝金属的热裂纹一般是由于低熔点夹杂物从表面沿晶间渗透而引起的。内部成分不均匀或焊接坡口及周围清洗不干净,有C、S、P、Ni等元素在熔池中形成低熔点共晶,结晶过程中杂质偏析现象比较严重,焊接规范不当、大的热输入,焊缝表面凸凹不平引起应力集中都会引起裂纹。

5.2.2 焊接热裂纹的防止措施

选用硫、磷含量较低或锰含量较高的镍基合金焊材以防止熔敷金属中低熔点夹杂物的产生。焊接坡口及其周围的污物及氧化层必须清理干净。焊缝表面自然成形防止由于局部应力集中而产生裂纹。

Inconel 690镍基合金焊接时其他容易出现的缺陷是夹渣、咬边,焊接过程中同样应该注意避免。

6.结论

镍基合金向来是焊接制造过程中的难点,为了提高Inconel 690镍基合金材料焊接质量,本文总结了Inconel 690镍基材料焊接的要点:容易产生焊接裂纹,以及常见缺陷产生的原因和防范措施,从而为Inconel 690镍基合金焊接起到了指导意义。

参考文献

[1]姜萍,周英顺.Inconel 690与321不锈钢异种管材的焊接[J].一重技术,2000(4):54-58.

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