淬硬性傾向越大為什麼焊接性越差

Ⅰ 影響焊接性的因素有那些

隨著越來越多的無鉛電子產品上市，可靠性問題成為許多人關注的焦點問題。與其它無鉛相關問題(如合金選擇、工藝窗口等)不同，在可靠性方面，我們經常會聽到分歧很大的觀點。一開始，我們聽到許多「專家」說無鉛要比錫鉛更可靠。就在我們信以為真時，又有「專家」說錫鉛要比無鉛更可靠。我們到底應該相信哪一個呢？這要視具體情況而定。
無鉛焊接互連可靠性是一個非常復雜的問題，它取決於許多因素，我們簡單列舉以下七個方面的因素：

1)取決於焊接合金。對於迴流焊，「主流的」無鉛焊接合金是Sn-Ag-Cu(SAC)，而波峰焊則可能是SAC或Sn-Cu。SAC合金和Sn-Cu合金擁有不同的可靠性性能。
2)取決於工藝條件。對於大型復雜電路板，焊接溫度通常為260(C，這可能會給PCB和元器件的可靠性帶來負面影響，但它對小型電路板的影響較小，因為最大迴流焊溫度可能會比較低。
3)取決於PCB層壓材料。某些PCB (特別是大型復雜的厚電路板)根據層壓材料的屬性，可能會由於無鉛焊接溫度較高，而導致分層、層壓破裂、Cu裂縫、CAF (傳導陽極絲須)失效等故障率上升。它還取決於PCB表面塗層。例如，經過觀察發現，焊接與Ni層(從ENIG塗層)之間的接合要比焊接與Cu (如OSP和浸銀)之間的接合更易斷裂，特別是在機械撞擊下(如跌落測試中)。此外，在跌落測試中，無鉛焊接會發生更多的PCB破裂。
4)取決於元器件。某些元器件，如塑料封裝的元器件、電解電容器等，受到提高的焊接溫度的影響程度要超過其它因素。其次，錫絲是使用壽命長的高端產品中精細間距的元器件更加關注的另一個可靠性問題。此外，SAC合金的高模量也會給元器件帶來更大的壓力，給低k介電系數的元器件帶來問題，這些元器件通常會更加易失效。
5)取決於機械負荷條件。SAC合金的高應力率靈敏度要求更加註意無鉛焊接界面在機械撞擊下的可靠性(如跌落、彎曲等)，在高應力速率下，應力過大會導致焊接互連(和/或PCB)易斷裂。
6)取決於熱機械負荷條件。在熱循環條件下，蠕變/疲勞交互作用會通過損傷積聚效應而導致焊點失效(即組織粗化/弱化，裂紋出現和擴大)，蠕變應力速率是一個重要因素。蠕變應力速率隨著焊點上的熱機械載荷幅度變化，從而SAC焊點在「相對溫和」的條件下能夠比Sn-Pb焊點承受更多的熱循環，但在「比較嚴重」的條件下比Sn-Pb焊點承受更少的熱循環。熱機械負荷取決於溫度范圍、元器件尺寸及元器件和基底之間的CTE不匹配程度。
例如，有報告顯示，在通過熱循環測試的同一塊電路板上，帶有Cu引線框的元器件在SAC焊點中經受的熱循環數量要高於Sn-Pb焊點，而採用42合金引線框的元器件(其PCB的CTE不匹配程度更高)在SAC合金焊點中比Sn-Pb焊點將提前發生故障。也是在同一塊電路板上，0402陶瓷片狀器件的焊點在SAC中通過的熱循環數量要超過Sn-Pb，而2512元器件則相反。再舉一個例子，許多報告稱，在0℃和100℃之間熱循環時，FR4上1206陶瓷電阻器的焊點在無鉛焊接中發生故障的時間要晚於Sn-Pb，而在溫度極限是-40℃和150℃時，這一趨勢則恰好相反。
7)取決於「加速系數」。這也是一個有趣的、關系非常密切的因素，但這會使整個討論變得復雜得多，因為不同的合金(如SAC與Sn-Pb)有不同的加速系數。因此，無鉛焊接互連的可靠性取決於許多因素。這些因素錯綜復雜、相互影響，其詳細討論可以

Ⅱ 中碳調質鋼的焊接性特點是什麼

【1】焊接熱影響區的脆化和軟化—首先，由於中碳調質鋼的含碳量高、合金元素多，鋼的淬硬傾向大，在熱影響區的淬火區會產生大量的馬氏體，導致嚴重脆化。其次，熱影響區被加熱到超過調質處理時回火溫度的區域，將出現強度、硬度低於母材的軟化區。
【2】裂紋傾向嚴重--中碳調質鋼的淬硬傾向大,熱影響區產生的馬氏體組織,增大了焊接接頭的冷裂傾向。此外，中碳調質鋼的碳及合金元素含量高，熔池的結晶溫度區間大，偏析嚴重，因而具有較大的熱裂紋敏感性。

Ⅲ 鋼材的焊接特性受什麼影響

1.
影響鋼材可焊性的主要因素是化學成分。在各種元素中，碳的影響最明顯，其它元素的影響可摺合成碳的影響，因此可用碳當量方法來估算被焊鋼材的可焊性。硫、磷對鋼材焊接性能影響也很大，在各種合格鋼材中，硫、磷都要受到嚴格限制。
碳當量經驗公式：
w=w(C)+1/6[w(Mn)]+
1/5[w(Cr)+w(Mo)+w(V)]+1/15[w(Ni)+w(Cu)]
當w<0.4%~0.6%時，鋼的焊接性良好，應考慮預熱。
當w=0.4%~0.6%時，焊接性相對較差。
當w>0.4%~0.6%時，焊接性很不好，必須預熱到較高溫度。
2.
金屬材料的可焊性是指被焊金屬在採用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數及結構型式條件下，獲得優質焊接接頭的難易程度。
3.
鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，可焊性良好。
鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，可焊性較差。
鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，可焊性不好。
4.
常用鋼材的可焊性一般為低碳及低合金鋼較好，中碳及中合金鋼較差，高碳及高合金鋼最差。
5.
鑄鐵含碳量高，組織不均勻，塑性很低，屬於可焊性很差的金屬材料，因此不應該考慮鑄鐵的焊接構件。鑄鐵的焊接主要是焊補工作。鑄鐵焊補時熔合區易產生白口組織，易產生裂縫，易產生氣孔。
6.
有色金屬可焊性較差，一般用氬弧焊方法焊接。

Ⅳ 為什麼會有焊縫強度設計值，它的概念是什麼，為何小於焊材的屈服強度

首先，焊縫的形成過成是一個熱過程，由於高溫過程的存在，在微觀上，熔覆金屬一回般會有較母材更粗答大的金屬晶粒，並導致金屬的抗拉強度等力學性能降低。其次，焊接過程不可避免地會在焊縫內產生各類焊接缺陷，這些缺陷的存在也會導致焊接接頭力學性能的降低。所以焊縫強度的設計值會取一個小於焊材的屈服強度。

Ⅳ 為什麼強硬度大的金屬焊縫易開裂

強度越高的剛材韌性越差。韌性差焊接產生的應力無法釋放，就產生了裂紋。焊縫質量影響因素有很多，一般焊接材料比母材強一點，不能低也不能太高。

Ⅵ 焊接性的影響因素

鋼材焊接性能的好壞主抄要取決於它的化學組成。而其中影響最大的是碳元素，也就是說金屬含碳量的多少決定了它的可焊性。鋼中的其他合金元素大部分也不利於焊接，但其影響程度一般都比碳小得多。鋼中含碳量增加，淬硬傾向就增大，塑性則下降，容易產生焊接裂紋。通常，把金屬材料在焊接時產生裂紋的敏感性及焊接接頭區力學性能的變化作為評價材料可焊性的主要指標。所以含碳量越高，可焊性越差。所以，常把鋼中含碳量的多少作為判別鋼材焊接性的主要標志。含碳量小於0.25%的低碳鋼和低合金鋼，塑性和沖擊韌性優良，焊後的焊接接頭塑性和沖擊韌性也很好。焊接時不需要預熱和焊後熱處理，焊接過程普通簡便，因此具有良好的焊接性。隨著含碳量增加，大大增加焊接的裂紋傾向，所以，含碳量大於0.25%的鋼材不應用於製造鍋爐、壓力容器的承壓元件。

Ⅶ 耐候鋼的焊接性能好嗎

耐候鋼的碳當量較高，鋼材的碳當量越高，淬硬傾向越 大，焊接熱影響區的冷裂傾 向也越大 ，鋼材的焊接性越差 。
造成焊接冷裂紋的主要因素有 3 個 方 面 ：1. 鋼的淬 硬傾 向 ：2. 焊接 拉 應力 ：3. 焊接 接頭 的 含氫 量及其 分布 。
針對以上 3 個方面的影 響因素 ，可採取的主要措施有 ：
(1) 選用鹼性低氫型焊條 ，焊劑 。 鹼性低氫型焊條 、焊劑焊接接頭的含氫量低 ，脫 硫 ，脫 磷 性能好 ，沖擊韌性高 。 使用前需在350~C ～420~C 溫度下烘乾 1— 2 h ，目的是有效去除其中的水分 ，從而減少焊接接頭的含氧量 ，降低接頭的冷裂傾 向。
(2) 焊接備件必須經檢驗合格才可組對 ，不得 強力組對 ，避免過大的組裝應力 。
(3)對鋼材欲焊部位及兩 刪各20 m m 范 圍內應認真清理 ，去除水分 、鐵銹 、油污等雜物。
(4) 合理安排焊接 次 序 。 原則是盡量使大多數焊縫能在剛度較小的條件下焊接，進一步減少焊接應力 。
(5)焊前預熱 、焊後緩冷或熱處理。 焊前預熱通常是防止高強 鋼 焊接 冷裂紋的重要工 藝措施 。 焊後緩冷或熱處理可以使擴散的氫充分逸出，降低了焊接殘余應力 ，改善組織 ，減少淬硬性 ，從而降低焊接冷裂傾 向 。 高強度耐候鋼焊接時一般也不需要採取預熱及焊後緩冷等工藝措施 。 下列情況需要焊前預熱 ：焊接環境溫度小於 5℃時 ，焊件局部預熱到 75℃～ 125℃ ；焊補厚度不小於 8 m m 高強度耐候鋼母材上的裂紋等 缺陷時 ， 焊前須將焊件局部預熱到lOO S E ～150 ℃。 凡進行焊前預熱的 ，焊接的層 間溫度不低於焊件局部預熱溫度。
(6)選用合適的焊接線能量 。 手工電弧焊和混合氣體保護焊時焊接線能量一般較小 ，這時適當增大合理的焊接線能量 ，可延長焊接接頭的冷卻時間，減少或避免焊接熱影響 區的淬火組織 ，同時還有利於氫的逸出，降低了冷裂紋的傾 向。
(7 )選用合適的焊接方法和焊接操作規范。在中厚板幾種常用的焊接方法中，焊接接 頭的低溫沖擊韌性以清根雙面多層 混合氣體保護焊最好 ，其次是清根雙面多層手工焊條焊，再次為不清根雙面單層埋弧自動焊。 混合氣體保護焊焊接 頭的氫含量低 ，抗 冷 裂性能好 ，應優先採用 。 多層焊時 ，前 一 層焊道對後一層焊道起到預熱的作用；而後一層焊道對前一層焊道又起 到後熱緩冷和 回火的作 用 ，所 以多層焊接頭比單層焊接頭抗裂性高。 當焊縫斷面較大時，應採用多層 多道焊。 手工焊條焊須保持短弧操作 。 手工焊條焊和混合氣體保護半 自動焊應在離開 焊縫 端頭 2O ～30 m m 引弧 ，電 弧穩定後再拉到焊縫端頭進行正常焊接 。 焊縫末端必須採用回焊收尾法 ，回焊長度應為 25 ～40 mm ；焊接弧坑必須焊 滿 。
4 避免高強 度耐候 鋼焊接熱裂紋 的方 法高強度耐候鋼的焊接熱裂紋主要是焊縫的結晶
裂紋。 已有的焊接實踐證明，高強度耐候鋼焊縫的熱裂傾向比普通耐候鋼小 ，估計與高強度耐候鋼更低的硫 、磷含量及較 高 的錳 含量 及手弧焊時使用的鹼性焊條有關 。為避免高強度耐候鋼的焊接熱裂紋 ，採取的主要措 施有 ：
(1)選用鹼性焊條 、焊劑 。
(2) 合理安排焊接次序 ，盡量減小焊接應力 。
(3)控制焊縫的形 狀 。 凹心和平齊的角焊縫及窄深 的對接焊 縫 ，焊縫結晶時其低熔點物質易富集在焊縫中心面上，在焊接拉應力的作用下 ，極易產生結晶裂紋。 寬而淺的對接焊縫 ，當柱狀 晶往上生長時，雜質大部分被推 向表面而分散分布 ，拉應力集中的現象也大為減弱 ，焊縫的抗熱裂性較高。 所 以對接焊縫的形狀系數 (寬 厚 比 ) 一 般控制在 1．3 —2 ，H有1 2 mm 的焊縫余高(僅對車體焊縫而言) 。對接焊縫和角焊縫的外形應為微凸形，焊縫末端採用回焊收尾法，手弧焊和半自動氣電焊焊縫弧坑須焊滿。
(4 )採用合理的焊接規范 。 焊接電流越大 ，焊接熔深越大 ，熔合比越大。 適當減小焊接電流並提高電弧電壓 。

Ⅷ 為什麼低碳鋼比中碳鋼焊接性能好

鋼中的碳會明顯影響鋼的焊接性，一般低碳鋼焊接性好，一般不需採用特殊的工藝措施，只是在低溫、厚板或有較高要求時，才需要用鹼性焊條焊接，並適當預熱。當低碳鋼中碳、硫含量均偏於上限時，除要求採用優質低氫焊條、採取預熱和後熱等措施外，還應合理選擇坡口形式、減少熔合比，以防止熱裂紋產生。
中碳鋼焊接時有冷裂傾向，含碳量越高，熱影響區淬硬傾向越大，冷裂傾向也越大，焊接性越差。隨著母材含碳量的增高，也會使焊縫金屬的含碳量相應增高，再加上硫的不利影響，容易在焊縫中形成熱裂紋。所以，中碳鋼焊接應採用抗裂性好的鹼性焊條，並採取預熱和後熱等措施，減小裂紋傾向。
高碳鋼的焊接時，由於這種鋼的含碳量高，焊接時會產生很大的焊接應力，焊接熱影響區的淬硬和冷裂傾向較大，同時焊縫也更易產生熱裂紋，所以這類鋼焊接性最差，故在一般焊接結構中是不採用的，只用於鑄件補焊或堆焊。焊後焊件應進行回火處理，以消除應力，固定組織，防止裂紋和改善焊縫的性能。

Ⅸ 經滲碳熱處理的鋼件與45#鋼焊接時焊縫開裂的問題如何解決

一、焊接時低合金鋼出現焊接問題
強度級別較低的低合金高強鋼，如300～400MPa級，由於鋼中合金元素含量較少，其焊接性良好，接近於低碳鋼。隨著鋼中合金元素的增加，強度級別提高，鋼的焊接性也逐漸變差，出現的主要問題是：
1、熱影響區的淬硬傾向 含碳時較少、強度級別較低的鋼種，如09Mn2、09Mn2Si、09MnV鋼等，淬硬傾向很小。隨著強度級別的提高，淬硬傾向也開始加大，如16Mn、15MnV鋼焊接時，快速度冷卻會導致在熱影響區出現馬氏體組織。
2、冷裂紋 低合金高強鋼焊接時，熱影響區的冷裂紋傾向加大，並且這種冷裂紋往往具有延遲的性質，危害性很大。例如，材料為18MnMoNb鋼壁厚 115mm 的一大型容器，由於預熱溫度不夠，焊後在熱影響區形成大量冷裂紋。
低合金高強鋼的定位焊縫很容易開裂，其原因是由於焊縫尺寸小、長度短、冷卻速度快，這種開裂屬於冷裂紋性質。
3、熱裂紋 一般情況下，強度等級為294～392MPa的熱軋、正火鋼，熱裂傾向較小，但在厚壁壓力容器的高稀釋率焊道（如根部焊道或靠近坡口邊緣的多層埋弧焊焊道）中也會出現熱裂紋。電渣焊時，若母材的含碳量偏高並含鎳時，電渣焊縫中可能會出現呈八字形分布的熱裂紋。
強度等級為800～1176MPa的中碳調質鋼（如30CrMnSiA鋼），焊接時熱裂的敏感性較大。
4、粗晶區脆化 熱影響區中被加熱至 1100℃ 以上的粗晶區，當焊接線能量過大時，粗晶區的晶粒將迅速長大或出現魏氏組織而使韌性下降，出現脆化段。
13 試述低合金高強鋼焊接時的主要工藝措施。
⑴預熱 預熱是防止裂紋的有效措施，並且還有助於改善接頭性能。但預熱會惡化勞動條件，使生產工藝復雜化，過高的預熱溫度還會降低接頭韌性。因此，焊前是否需要預熱以及預熱溫度的確定應根據鋼材的成分（碳當量）、板厚、結構形狀、剛度大小以及環境溫度等決定。
⑵焊接線能量的選擇 含碳低的熱軋鋼（09Mn2、09MnNb鋼等）以及含碳量偏下限的16Mn鋼焊接時，因為這些鋼的冷裂淬硬、脆化等傾向小，所以對焊接線能量沒有嚴格的限制。焊接含碳量偏高的16Mn鋼時，為降低淬硬傾向，焊接線能量應偏大一點。對於含V、Nb、Ti的鋼種，為降低熱影響區粗晶脆化所造成的不利影響，應選擇較小的焊接線能量。如15MnVN鋼的焊接線能量應控制在40～45kJ/cm以下。
對於碳及合金元素含量較高而屈服點為490MPa的正火鋼（如18MnMoNb鋼等），因淬硬傾向大，應選擇較大的焊接線能量，但當採用焊前預熱時，為了避免過熱傾向，可以適當地減少線能量。
⑶後熱及焊後熱處理 後熱是指焊接結束或焊完一條焊縫後，將焊件立即加熱至150～250℃范圍內，並保溫一段時間，使接頭中的氫擴散逸出，防止延遲裂紋產生。
對於厚壁容器、高剛性的焊接結構以及一些在低溫、耐蝕條件下工作的構件，焊後應及時進行消除應力的高溫回火，其目的是消除焊接殘余應力，改善組織。
焊後立即進行高溫回火的焊件，無需再進行後熱處理。
二、16Mn鋼的焊接工藝
16Mn鋼屬於碳錳鋼，碳當量為0.345%～0.491%，屈服點等於343MPa（強度級別屬於343MPa級）。16Mn鋼的合金含量較少，焊接性良好，焊前一般不必預熱。但由於16Mn鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在低溫下（如冬季露天作業）或在大剛性、大厚度結構上焊接時，為防止出現冷裂紋，需採取預熱措施。不同板厚及不同環境溫度下16Mn鋼的預熱溫度，見表8。
16Mn鋼手弧焊時應選用E50型焊條，如鹼性焊條E5015、E5016，對於不重要的結構，也可選用酸性焊條E5003、E5001。對厚度小、坡口窄的焊件，可選用E4315、E4316焊條。
焊接16Mn鋼的預熱溫度
焊件厚度 （mm） 不同氣溫下的預熱溫度計（℃）
16以上 不低於－ 10℃ 不預熱，－ 10℃ 以下預熱100～150℃
16～24 不低於－ 5℃ 不預熱，－ 5℃ 以下預熱100～150℃
25～40 不低於 0℃ 不預熱， 0℃ 以下預熱100～150℃
40以上 均預熱100～150℃
16Mn鋼埋弧焊時H08MnA焊絲配合焊劑HJ431（開I形坡口對接）或H10Mn2焊絲配合焊劑HJ431（中板開坡口對接），當需焊接厚板深坡口焊縫時，應選用H08MnMoA焊絲配合焊劑HJ431。
16Mn鋼是目前我國應用最廣的低合金鋼，用於製造焊接結構的16Mn鋼均為16MnR和16Mng鋼。
三、18MnMoNb鋼的焊接工藝
18MnMoNb鋼的屈服點等於490MPa（屬於490MPa級鋼），由於碳及合金鋼元素的含量都較高，所以淬火硬傾向及冷裂傾向均比16Mn鋼大。焊接工藝要點：
1）除電渣焊外，焊前對焊件應採取預熱措施，預熱溫度控制在150～ 180℃ 。對於剛度較大的接頭，預熱溫度應提高至180～ 230℃ 。焊後或中斷焊接時，應立即進行250～ 350℃ 的後熱處理。
2）為保證接頭性能和質量，應適當控制焊接線能量，如手弧焊時，焊接線能量應控制在24kJ/cm以下；埋弧焊時，焊接線能量應控制在35kJ/cm以下。但焊接線能量不能過小，否則焊接接頭易出現淬硬組織和降低韌性。同時，層間溫度應控制在預熱溫度和 300℃ 之間。
4）焊後應進行熱處理。電渣焊接頭熱處理的方式是900～ 980℃ 正火加630～ 670℃ 回火。手弧焊及埋弧焊接頭進行消除焊接殘余應力的高溫回火處理，回火溫度比一般鋼材回火溫度低 30℃ 左右。
18MnMoNb鋼手弧焊時應選用E60型焊條，如鹼性焊條E6015、E6016，
18MnMoNb鋼埋弧焊時H08Mn2MoA焊絲配合焊劑HJ431。
以上是兩種典型的低合金鋼的焊接方法，焊接工藝參數、焊接材料選擇的焊接要點望閱讀後能得到一些啟發，以後在焊接低合金鋼是能派上用處。