異種鋼的焊接

1、異種鋼的焊接（要點）異種鋼的焊接第一節(jié)焊接接頭的特點、成分、和組織的控制一，焊接接頭的特點異種鋼焊接接頭和同種鋼焊接接頭有本質(zhì)差異，主要是熔敷金屬與兩側(cè)焊接熱影響區(qū)和母材存在的不均勻性，主要有：1. 化學成分不均勻。這是因為在焊接加熱過程中，兩側(cè)母材的熔化量，熔敷金屬和母材熔化區(qū)的成分因“稀釋”作用會發(fā)生變化。 接頭 區(qū)的成分不均勻程度不僅取決于母材、 填充金屬各自的原始成分，也 受焊接工藝的影響，易采用小電流、淺熔深。2. 組織的不均勻性。在焊接熱循環(huán)的影響下，接頭內(nèi)的各區(qū)域組織是不同的，而且在個別區(qū)域內(nèi)還會出現(xiàn)復雜的組織結構。參見舍夫勒圖Nieq -鎳 當量； Creq鉻當量（學會看舍夫勒

2、圖）熔合比（稀釋率）B -在焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例稱為熔合比。用實驗測得的。0= A/A+B二A1+A2/A1+A2+B0取決于焊接方法、規(guī)范、接頭形式、坡口角度、藥皮（焊劑）的性質(zhì)以及焊條（焊絲）的傾角等因素3. 性能的不均勻性。由于組織、成分的變化，代來了性能上的不同，各種變化會呈倍數(shù)關系變化，特別是焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū)沖擊值變化 更大，同樣高溫性能如持久強度、蠕變強度變化也很大。4. 應力場分布不均勻。由于組織、成分的不同，接頭的熱膨脹系數(shù)和 導熱系數(shù)也不同，熱膨脹系數(shù)不同引起塑性區(qū)域不同，殘余應力不同; 導熱系數(shù)不同會引起熱應力不同。在組織應力和熱應力的共同作用下 發(fā)生疊加后

3、會產(chǎn)生應力峰值，導致接頭發(fā)生斷裂。總之，對于異種鋼焊接接頭，其成分、組織、性能和應力場的不均勻 是主要特點。二，異種鋼焊縫金屬的成分、組織的控制1. 焊縫成分與舍夫勒組織圖的關系。異種鋼焊接時由于選擇的焊材與 母材不同，要推算焊縫金屬的成分、組織及性能。舍夫勒組織圖就有 這個功能。（圖2-3 ）奧氏體形成元素的鎳當量計算公式：Nieq = wNi+30wC+0.5w Mn鐵素體形成元素的鉻當量計算公式：Creq = wCr+wMo+1.5wSi+0.5wNb也可以由母材、填充金屬的成分和稀釋率求出焊縫金屬的成分。2. 影響稀釋率的因素。2.1預熱的影響.預熱溫度高，稀釋率大，因為熔深增加了；反

4、 之就小。要適中。2.2焊接參數(shù).電流大，稀釋率大；焊接速度小，稀釋率小。由 于母材熔化的單位面積的大小的影響。見（圖2-4 ）2.3焊接方法.見（圖2-5 ）2.4接頭形式.坡口大，稀釋率??；坡口窄，稀釋率變化不大。見（圖2-6 ）（從母材熔化大小的角度理解） 三，不同焊接方法焊接異種金屬的特點（優(yōu)缺點）1. 熔化焊：總有部分母材熔入焊縫引起稀釋，使接頭各區(qū)域組織 狀態(tài)不同.通過調(diào)整工藝可以控制高溫的停留時間和減少熔深降低稀 釋率。2. 壓力焊：接熱溫度不高或不加熱，減輕或避免熱循環(huán)對母材金 屬性能的不利影響，防止產(chǎn)生脆性的金屬間化合物，不存在稀釋率引 起的接頭性能問題。壓力焊設備目前還不普

5、及，限制了應用范圍。3. 其他方法：母材不發(fā)生熔化和結晶過程，對接頭影響不大。在 重要設備中使用的較少。第二節(jié)，異種金屬焊接時的焊材和焊接方法選擇 一，熔合區(qū)的特點1. 熔合區(qū)分為未混合區(qū)和半熔化區(qū)，填充金屬和母材金屬的成分 差別越大越不容易充分混合，熔合區(qū)越明顯。2. 稀釋率大，熔合區(qū)越明顯。3. 熔合區(qū)金屬液態(tài)停留時間長或流動性好，成分越均勻，熔合區(qū) 有所減少。4. 熔合區(qū)成分的不均勻性，可以調(diào)整焊接參數(shù)和熱處理工藝加以 改善。二，焊接方法選擇（滿足質(zhì)量要求為前提）1. 效率和經(jīng)濟性；2. 了解不同焊接方法的適用性；3. 針對不同材料的特點及工藝性；三，焊材的選擇異種鋼焊接是以金相組織來分

6、的。目前國際上對異種鋼的組織分類有三種即：A/F、A/M F/M ；國內(nèi)分為3類6組，A/M、A/B、A/P； M/B M/P; B/P。書中介紹了 4種選材原則，在此不介紹了。介紹國際的選材原則。AW爭口 BS工藝規(guī)范的指導性意見：1. 焊接金屬化學成分與低合金一側(cè)的材料一致；（低配）2. 焊接金屬化學成分與高合金一側(cè)的材料一致；（高配）3. 焊接金屬化學成分取二種母材的中間成分；（中間配）4. 焊縫采用鎳基合金材料。第三節(jié)，異種鋼的焊接要點1. 要考慮熔合線附近的韌性下降。該處產(chǎn)生了脆性組織或脆性產(chǎn)物，在應力的作用下易產(chǎn)生裂紋。2. 接頭可以通過調(diào)整焊接方法、 焊接工藝及參數(shù)、坡口形式、焊

7、條種 類等方法加以改善和避免。3. 焊縫的稀釋率與鋼材的合金含量有關，隨著合金含量的增多，稀釋率增大。P體鋼單層對接焊的0在2040%,A體鋼比P體鋼高1020%。4. 被焊件的兩側(cè)鋼材之一是淬硬鋼時必須預熱， 預熱溫度按淬硬鋼側(cè) 選擇。用A體焊條焊接時可適當降低溫度或不預熱。5. 合理的焊后熱處理非常重要。對于 F/ M異種鋼接頭處理時，最高 溫度不能超過F體鋼側(cè)的上限，保證強度。6. A/M(F)異種鋼焊接時，可在非 A體側(cè)坡口預先堆焊一層高 Cr (Ni) 的金屬，然后再用A體鋼焊條焊接，非A側(cè)堆焊時是否預熱應視具體 鋼種確定第四節(jié)，低碳與低合金鋼的焊接要點：1. 預熱：按照低合金鋼選擇

8、；2. 選材：按照強度、塑性、韌性不低于兩側(cè)母材的最低值；3. 工藝參數(shù)：合適的線能量，晶粒粗大不易消除，焊縫和熱影響區(qū)的 韌性不好；(書中介紹可以用大的 E,其實不好)4. 焊后熱處理的選擇按照低合金鋼選擇。第五節(jié)，低合金耐熱鋼與低合金鋼的焊接要點1. 防止冷裂，選用低氫型焊條；2. 預熱和焊后熱處理按照耐熱鋼選擇；3. 坡口選用較窄型，即用小的熔合比；4. 整個焊接過程做好防止“氫”的侵入和逸氫的工作，防止延遲裂紋。第六節(jié)，低合金鋼與馬氏體鋼的焊接要點1. 焊接性較差，有淬硬傾向；2. 形成“白帶”，在珠光體鋼側(cè)形成脫碳層，馬氏體鋼側(cè)有增碳層；3. 較高的預熱溫度和層間溫度，目的是防止冷裂

9、紋和減少殘余應力；4. 焊后增加一次促進馬氏體的轉(zhuǎn)變過程的處理， 然后再進行正常的熱處理。熱處理溫度以馬氏體鋼側(cè)選擇；5. 選擇焊材有3種情況一是低配，二是高配，三是用 A體焊條； 第七節(jié)，低合金鋼與奧氏體鋼的焊接要點1. 要考慮熔合比（B ），容易降低焊縫內(nèi)的合金元素含量，導致發(fā) 生馬氏體產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變，接頭性能變壞；2. 一般選擇焊材多用A體焊材，或者在低合金耐熱鋼側(cè)堆焊一層高 V、Nb Ti含量的堆焊層，提高耐熱鋼的熱強性。堆焊后要熱處理，溫 度按低合金耐熱鋼選擇；3. 采用較小的焊接規(guī)范和工藝參數(shù)；4. 可以采用較大角度的坡口，減少熔合比。5. 需要預熱和焊后熱處理的部件。第八節(jié)，鐵素體鋼與奧氏體鋼的焊接要點（基本同P/A的焊接）1. 和P/A的焊接相同，在F體鋼側(cè)有脫碳層和A體鋼側(cè)發(fā)生馬氏體 產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變，接頭性能變壞；2. 焊材選擇一般用Cr-Ni含量高的焊條；3. 焊前可以不預熱，焊后有的要熱處理；4. 焊后熱處理是為了消除殘余應力和因為二者不同的熱膨脹系數(shù)引起的附加應力，但熱膨脹系數(shù)引起的附加應力是消除不掉的，只能加以改善或重新分布。第九節(jié)，高鉻馬氏體鋼、高鉻鐵素體鋼與鐵素體 -奧