㈠ 試指出低碳鋼和合金鋼熱影響區的組織有何異同,怎樣才能防止合金鋼的焊接裂紋
低碳鋼的焊抄接結構,用手工電弧焊或埋弧焊自動焊時,熱影響區尺寸較小,對焊接產品質量影響較小,焊後可不進行熱處理;對於低合金鋼焊接結構或用電渣焊焊接的結構,熱影響區較小,焊後必須進行處理,通常可用正火的方法,細化顆粒,均勻組織,改善焊接接頭的質量;對於焊後不能進行熱處理的焊接結構,只能通過正確選擇焊接方法,合理制定焊接工藝來減小焊接熱影響區,一保證焊接質量。
怎樣才能防止合金鋼的焊接裂紋?焊前應將焊件加熱到一定溫度後才進行焊接。
㈡ 合金鋼為什麼需要焊前預熱和焊後熱處理
合金鋼具有良好的抗高溫氧化及組織穩定性,較高的高溫強度。但它的可焊性較差,淬硬專傾向大,焊接過程中焊屬縫及熱影響區可能出現如下一些問題:
(1)焊後在焊縫及熱影響區出現硬而脆的淬硬組織,若再的較大內應力存在,就會出現冷裂紋,韌性、塑性降低。
(2)具有出現弧坑裂紋的傾向。
(3)某些合金元素,具有焊接再熱裂紋傾向,尤以含釩、含硼的鋼種為甚。
為了避免和消除上述缺陷,合金鋼需要焊前預熱,焊後熱處理。
焊前預熱的主目的是改善材料的可焊性。在加熱並保持一定溫度的過程中可以降低焊接接頭區域的溫差,使熱影響區的淬硬傾向減弱。在焊接過程中有利於氫氣的逸出,降低焊縫中的氫含量,防止冷裂紋的產生,改善焊接接頭的塑性及韌性。
後熱處理的方法一般是高溫回火,其主要目地是:
(1)消除或減少在焊接過程中所產生的內應力,防止焊縫和熱影響區產生裂紋。
(2)改善焊縫和熱影響區的機械性能,即提高其塑性及韌性,改善硬脆傾向。
(3)改善焊縫和熱影響區的金相組織。
一般碳素鋼的焊接性能好,焊接時可不必預熱與熱處理。但對於含碳量高、剛度大的焊件,由於焊後殘余應力大,也需預熱及熱處理,如壁厚於30mm的碳鋼管。
㈢ 焊接接頭的熱處理目的是什麼哪些焊接的焊件不需要熱處理
焊後熱處理是把焊件整體或局部(焊接接頭)均勻地加熱到一定溫度、保溫一段時間、然後冷卻的過程。通過焊後熱處理可以達到下述目的:
其一,改善焊接接頭的組織和性能,使淬硬區軟化,降低硬度,提高沖擊韌性和蠕變極限,防止焊接結構的脆性坡破壞。
其二,使焊接殘余應力鬆弛,防止產生延遲裂紋,提高焊件的可靠性和壽命。
其三,提高焊件接頭的抗腐蝕性能。
焊後熱處理常用的方法有高溫回火、正火及提高鉻鎳不銹鋼耐腐蝕性能的固熔處理。
焊後回火可以消除焊接殘余應力、穩定組織,同時可使焊縫和熱影響區中的氫及時逸出。對於強度較高、淬硬傾向較大的焊接接頭,焊後回火還能起到提高塑性和韌性的作用。
正火用來改善鋼的組織、細化晶粒和均勻化學成分,從而提高焊接接頭的各種機械性能。
固熔處理是將鉻鎳不銹鋼加熱至920-1150C,並以較快的速度冷卻,從而消除晶間腐蝕,使焊接接頭耐腐蝕性能提高,固熔處理一般是整體均勻加熱,而不採用局部加熱方法。
為了消除焊接殘余應力,改善焊接接頭或整個焊接結構的性能,最有效的措施是對焊件進行焊後熱處理,焊後熱處理方法熱處理規范,應根據結構材料、焊縫化學成分和焊件的用途來選擇。
在300C以下的回火稱為低溫回火。低溫回火適用於預先經過淬為和回為的具有較高硬度構件的焊後熱處理。其目的是防上產生裂紋。低溫回火不能降底原有的硬度,不能改善加工性能,不會引起結構的變形,也不能防止結構在使用中發生變形。
將碳鋼和低合金鋼在400C左右回火,稱為中溫回火。回火溫度為500-650C,稱為高溫回火。高溫回火和中溫回火,主要用來提高焊接接頭的沖擊韌性和消除焊接殘余應力,也可以降低焊縫硬度,改善機械加工性能。
高溫回火和中溫回火時,其結構可能會發生變形,對於精加工後的結構不宜採用。單一的中溫回火只適用於工地拼裝的大型普通低碳鋼容器的組裝焊縫,可以達到部分消除殘余應力和去氫的目的。
對於重要結構,要求提高焊接接頭的塑性和韌性時,必須採用先正火隨後立即高溫回火的熱處理方法,既能消除內應力和改善接頭組織,又能提高接頭的韌性和疲勞強度。
焊接結構幾種常用材料的焊後熱處理規范見表。焊後熱處理保溫時間,一般根據板厚按表確定,但最短不小於30分鍾,最長不應超過3小時。
㈣ 焊接前預熱有什麼作用
焊前預熱這件事是針對的碳鋼和低合金鋼這些鋼材的焊接工藝。為什麼是這些材料,是因為它們在不同的溫度區間會有相變產生。而奧氏體不銹鋼就不用預熱,也不用焊後熱處理,因為它沒有相變。相變是啥,就是高溫時是一種晶體結構,低溫時又是另一種。而不同的晶體結構有不同的組織性能。
預熱能產生什麼效果,主要就是緩解冷卻速度。搞焊接的應該知道碳鋼低合金鋼焊接產生延遲裂紋的三要素: 擴散氫,淬硬組織和拘束度。那麼我們控製冷裂紋就是從這三方面入手的。
擴散氫: 這個不用多說,打磨清理表面雜物,使用鹼性焊材,烘乾焊條焊劑等。
淬硬組織: 這個就是開篇說的快速冷卻時,由於不均勻相變,晶格畸變產生的脆硬馬氏體組織。它的產生與化學成分和冷卻速度有關,其中化學成分決定了材料的碳當量,碳當量又決定了淬硬傾向。控製冷卻速度,就是為了避免產生淬硬組織,冷卻速度有幾個因素決定: 預熱溫度,焊接熱輸入,焊接方法和母材厚度,說白了,就是焊接時工件上的熱量要保持住,不能讓它散走了。
拘束度: 這個文縐縐的詞,簡單說就是焊接完後能不能自由收縮,不能的話,那焊件中的內應力必然就很大。俗話說的好,只要有焊接,那不產生變形就產生應力,二者必有其一。
簡單說,預熱就是為了防止冷裂紋的產生,但要明白一點,預熱溫度的制定是與化學成分,擴散氫含量,焊接熱輸入,焊接方法,母材厚度和拘束度都有關系的,這是個綜合性的因素。不是說我做了焊接工藝評定,定了個預熱溫度,試驗合格了就完事了,不能所有接頭都用這個溫度。你也許要跟我提什麼連續冷卻轉變溫度CCT曲線,這玩意也僅供參考而已,工程上不實用。舉個例子,筒體開孔接管插入的焊接,即使是Q235這種低碳鋼,在打底焊時就可能會裂,因為拘束度高,預熱即可預防。
焊接接頭預熱溫度的確定常用的有兩種標准方法,一種是EN1011,一種是AWS D1.1方法,兩種都是考慮了各個影響因素,後一種比前一種要保守,就是計算出來的預熱溫度偏高些