淬硬性倾向越大为什么焊接性越差

Ⅰ 影响焊接性的因素有那些

随着越来越多的无铅电子产品上市，可靠性问题成为许多人关注的焦点问题。与其它无铅相关问题(如合金选择、工艺窗口等)不同，在可靠性方面，我们经常会听到分歧很大的观点。一开始，我们听到许多“专家”说无铅要比锡铅更可靠。就在我们信以为真时，又有“专家”说锡铅要比无铅更可靠。我们到底应该相信哪一个呢？这要视具体情况而定。
无铅焊接互连可靠性是一个非常复杂的问题，它取决于许多因素，我们简单列举以下七个方面的因素：

1)取决于焊接合金。对于回流焊，“主流的”无铅焊接合金是Sn-Ag-Cu(SAC)，而波峰焊则可能是SAC或Sn-Cu。SAC合金和Sn-Cu合金拥有不同的可靠性性能。
2)取决于工艺条件。对于大型复杂电路板，焊接温度通常为260(C，这可能会给PCB和元器件的可靠性带来负面影响，但它对小型电路板的影响较小，因为最大回流焊温度可能会比较低。
3)取决于PCB层压材料。某些PCB (特别是大型复杂的厚电路板)根据层压材料的属性，可能会由于无铅焊接温度较高，而导致分层、层压破裂、Cu裂缝、CAF (传导阳极丝须)失效等故障率上升。它还取决于PCB表面涂层。例如，经过观察发现，焊接与Ni层(从ENIG涂层)之间的接合要比焊接与Cu (如OSP和浸银)之间的接合更易断裂，特别是在机械撞击下(如跌落测试中)。此外，在跌落测试中，无铅焊接会发生更多的PCB破裂。
4)取决于元器件。某些元器件，如塑料封装的元器件、电解电容器等，受到提高的焊接温度的影响程度要超过其它因素。其次，锡丝是使用寿命长的高端产品中精细间距的元器件更加关注的另一个可靠性问题。此外，SAC合金的高模量也会给元器件带来更大的压力，给低k介电系数的元器件带来问题，这些元器件通常会更加易失效。
5)取决于机械负荷条件。SAC合金的高应力率灵敏度要求更加注意无铅焊接界面在机械撞击下的可靠性(如跌落、弯曲等)，在高应力速率下，应力过大会导致焊接互连(和/或PCB)易断裂。
6)取决于热机械负荷条件。在热循环条件下，蠕变/疲劳交互作用会通过损伤积聚效应而导致焊点失效(即组织粗化/弱化，裂纹出现和扩大)，蠕变应力速率是一个重要因素。蠕变应力速率随着焊点上的热机械载荷幅度变化，从而SAC焊点在“相对温和”的条件下能够比Sn-Pb焊点承受更多的热循环，但在“比较严重”的条件下比Sn-Pb焊点承受更少的热循环。热机械负荷取决于温度范围、元器件尺寸及元器件和基底之间的CTE不匹配程度。
例如，有报告显示，在通过热循环测试的同一块电路板上，带有Cu引线框的元器件在SAC焊点中经受的热循环数量要高于Sn-Pb焊点，而采用42合金引线框的元器件(其PCB的CTE不匹配程度更高)在SAC合金焊点中比Sn-Pb焊点将提前发生故障。也是在同一块电路板上，0402陶瓷片状器件的焊点在SAC中通过的热循环数量要超过Sn-Pb，而2512元器件则相反。再举一个例子，许多报告称，在0℃和100℃之间热循环时，FR4上1206陶瓷电阻器的焊点在无铅焊接中发生故障的时间要晚于Sn-Pb，而在温度极限是-40℃和150℃时，这一趋势则恰好相反。
7)取决于“加速系数”。这也是一个有趣的、关系非常密切的因素，但这会使整个讨论变得复杂得多，因为不同的合金(如SAC与Sn-Pb)有不同的加速系数。因此，无铅焊接互连的可靠性取决于许多因素。这些因素错综复杂、相互影响，其详细讨论可以

Ⅱ 中碳调质钢的焊接性特点是什么

【1】焊接热影响区的脆化和软化—首先，由于中碳调质钢的含碳量高、合金元素多，钢的淬硬倾向大，在热影响区的淬火区会产生大量的马氏体，导致严重脆化。其次，热影响区被加热到超过调质处理时回火温度的区域，将出现强度、硬度低于母材的软化区。
【2】裂纹倾向严重--中碳调质钢的淬硬倾向大,热影响区产生的马氏体组织,增大了焊接接头的冷裂倾向。此外，中碳调质钢的碳及合金元素含量高，熔池的结晶温度区间大，偏析严重，因而具有较大的热裂纹敏感性。

Ⅲ 钢材的焊接特性受什么影响

1.
影响钢材可焊性的主要因素是化学成分。在各种元素中，碳的影响最明显，其它元素的影响可折合成碳的影响，因此可用碳当量方法来估算被焊钢材的可焊性。硫、磷对钢材焊接性能影响也很大，在各种合格钢材中，硫、磷都要受到严格限制。
碳当量经验公式：
w=w(C)+1/6[w(Mn)]+
1/5[w(Cr)+w(Mo)+w(V)]+1/15[w(Ni)+w(Cu)]
当w<0.4%~0.6%时，钢的焊接性良好，应考虑预热。
当w=0.4%~0.6%时，焊接性相对较差。
当w>0.4%~0.6%时，焊接性很不好，必须预热到较高温度。
2.
金属材料的可焊性是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。
3.
钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，可焊性良好。
钢材塑性下降，淬硬倾向明显，可焊性较差。
钢材塑性较低，淬硬倾向很强，可焊性不好。
4.
常用钢材的可焊性一般为低碳及低合金钢较好，中碳及中合金钢较差，高碳及高合金钢最差。
5.
铸铁含碳量高，组织不均匀，塑性很低，属于可焊性很差的金属材料，因此不应该考虑铸铁的焊接构件。铸铁的焊接主要是焊补工作。铸铁焊补时熔合区易产生白口组织，易产生裂缝，易产生气孔。
6.
有色金属可焊性较差，一般用氩弧焊方法焊接。

Ⅳ 为什么会有焊缝强度设计值，它的概念是什么，为何小于焊材的屈服强度

首先，焊缝的形成过成是一个热过程，由于高温过程的存在，在微观上，熔覆金属一回般会有较母材更粗答大的金属晶粒，并导致金属的抗拉强度等力学性能降低。其次，焊接过程不可避免地会在焊缝内产生各类焊接缺陷，这些缺陷的存在也会导致焊接接头力学性能的降低。所以焊缝强度的设计值会取一个小于焊材的屈服强度。

Ⅳ 为什么强硬度大的金属焊缝易开裂

强度越高的刚材韧性越差。韧性差焊接产生的应力无法释放，就产生了裂纹。焊缝质量影响因素有很多，一般焊接材料比母材强一点，不能低也不能太高。

Ⅵ 焊接性的影响因素

钢材焊接性能的好坏主抄要取决于它的化学组成。而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影响程度一般都比碳小得多。钢中含碳量增加，淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。所以含碳量越高，可焊性越差。所以，常把钢中含碳量的多少作为判别钢材焊接性的主要标志。含碳量小于0.25%的低碳钢和低合金钢，塑性和冲击韧性优良，焊后的焊接接头塑性和冲击韧性也很好。焊接时不需要预热和焊后热处理，焊接过程普通简便，因此具有良好的焊接性。随着含碳量增加，大大增加焊接的裂纹倾向，所以，含碳量大于0.25%的钢材不应用于制造锅炉、压力容器的承压元件。

Ⅶ 耐候钢的焊接性能好吗

耐候钢的碳当量较高，钢材的碳当量越高，淬硬倾向越 大，焊接热影响区的冷裂倾 向也越大 ，钢材的焊接性越差 。
造成焊接冷裂纹的主要因素有 3 个 方 面 ：1. 钢的淬 硬倾 向 ：2. 焊接 拉 应力 ：3. 焊接 接头 的 含氢 量及其 分布 。
针对以上 3 个方面的影 响因素 ，可采取的主要措施有 ：
(1) 选用碱性低氢型焊条 ，焊剂 。 碱性低氢型焊条 、焊剂焊接接头的含氢量低 ，脱 硫 ，脱 磷 性能好 ，冲击韧性高 。 使用前需在350~C ～420~C 温度下烘干 1— 2 h ，目的是有效去除其中的水分 ，从而减少焊接接头的含氧量 ，降低接头的冷裂倾 向。
(2) 焊接备件必须经检验合格才可组对 ，不得 强力组对 ，避免过大的组装应力 。
(3)对钢材欲焊部位及两 删各20 m m 范 围内应认真清理 ，去除水分 、铁锈 、油污等杂物。
(4) 合理安排焊接 次 序 。 原则是尽量使大多数焊缝能在刚度较小的条件下焊接，进一步减少焊接应力 。
(5)焊前预热 、焊后缓冷或热处理。 焊前预热通常是防止高强 钢 焊接 冷裂纹的重要工 艺措施 。 焊后缓冷或热处理可以使扩散的氢充分逸出，降低了焊接残余应力 ，改善组织 ，减少淬硬性 ，从而降低焊接冷裂倾 向 。 高强度耐候钢焊接时一般也不需要采取预热及焊后缓冷等工艺措施 。 下列情况需要焊前预热 ：焊接环境温度小于 5℃时 ，焊件局部预热到 75℃～ 125℃ ；焊补厚度不小于 8 m m 高强度耐候钢母材上的裂纹等 缺陷时 ， 焊前须将焊件局部预热到lOO S E ～150 ℃。 凡进行焊前预热的 ，焊接的层 间温度不低于焊件局部预热温度。
(6)选用合适的焊接线能量 。 手工电弧焊和混合气体保护焊时焊接线能量一般较小 ，这时适当增大合理的焊接线能量 ，可延长焊接接头的冷却时间，减少或避免焊接热影响 区的淬火组织 ，同时还有利于氢的逸出，降低了冷裂纹的倾 向。
(7 )选用合适的焊接方法和焊接操作规范。在中厚板几种常用的焊接方法中，焊接接 头的低温冲击韧性以清根双面多层 混合气体保护焊最好 ，其次是清根双面多层手工焊条焊，再次为不清根双面单层埋弧自动焊。 混合气体保护焊焊接 头的氢含量低 ，抗 冷 裂性能好 ，应优先采用 。 多层焊时 ，前 一 层焊道对后一层焊道起到预热的作用；而后一层焊道对前一层焊道又起 到后热缓冷和 回火的作 用 ，所 以多层焊接头比单层焊接头抗裂性高。 当焊缝断面较大时，应采用多层 多道焊。 手工焊条焊须保持短弧操作 。 手工焊条焊和混合气体保护半 自动焊应在离开 焊缝 端头 2O ～30 m m 引弧 ，电 弧稳定后再拉到焊缝端头进行正常焊接 。 焊缝末端必须采用回焊收尾法 ，回焊长度应为 25 ～40 mm ；焊接弧坑必须焊 满 。
4 避免高强 度耐候 钢焊接热裂纹 的方 法高强度耐候钢的焊接热裂纹主要是焊缝的结晶
裂纹。 已有的焊接实践证明，高强度耐候钢焊缝的热裂倾向比普通耐候钢小 ，估计与高强度耐候钢更低的硫 、磷含量及较 高 的锰 含量 及手弧焊时使用的碱性焊条有关 。为避免高强度耐候钢的焊接热裂纹 ，采取的主要措 施有 ：
(1)选用碱性焊条 、焊剂 。
(2) 合理安排焊接次序 ，尽量减小焊接应力 。
(3)控制焊缝的形 状 。 凹心和平齐的角焊缝及窄深 的对接焊 缝 ，焊缝结晶时其低熔点物质易富集在焊缝中心面上，在焊接拉应力的作用下 ，极易产生结晶裂纹。 宽而浅的对接焊缝 ，当柱状 晶往上生长时，杂质大部分被推 向表面而分散分布 ，拉应力集中的现象也大为减弱 ，焊缝的抗热裂性较高。 所 以对接焊缝的形状系数 (宽 厚 比 ) 一 般控制在 1．3 —2 ，H有1 2 mm 的焊缝余高(仅对车体焊缝而言) 。对接焊缝和角焊缝的外形应为微凸形，焊缝末端采用回焊收尾法，手弧焊和半自动气电焊焊缝弧坑须焊满。
(4 )采用合理的焊接规范 。 焊接电流越大 ，焊接熔深越大 ，熔合比越大。 适当减小焊接电流并提高电弧电压 。

Ⅷ 为什么低碳钢比中碳钢焊接性能好

钢中的碳会明显影响钢的焊接性，一般低碳钢焊接性好，一般不需采用特殊的工艺措施，只是在低温、厚板或有较高要求时，才需要用碱性焊条焊接，并适当预热。当低碳钢中碳、硫含量均偏于上限时，除要求采用优质低氢焊条、采取预热和后热等措施外，还应合理选择坡口形式、减少熔合比，以防止热裂纹产生。
中碳钢焊接时有冷裂倾向，含碳量越高，热影响区淬硬倾向越大，冷裂倾向也越大，焊接性越差。随着母材含碳量的增高，也会使焊缝金属的含碳量相应增高，再加上硫的不利影响，容易在焊缝中形成热裂纹。所以，中碳钢焊接应采用抗裂性好的碱性焊条，并采取预热和后热等措施，减小裂纹倾向。
高碳钢的焊接时，由于这种钢的含碳量高，焊接时会产生很大的焊接应力，焊接热影响区的淬硬和冷裂倾向较大，同时焊缝也更易产生热裂纹，所以这类钢焊接性最差，故在一般焊接结构中是不采用的，只用于铸件补焊或堆焊。焊后焊件应进行回火处理，以消除应力，固定组织，防止裂纹和改善焊缝的性能。

Ⅸ 经渗碳热处理的钢件与45#钢焊接时焊缝开裂的问题如何解决

一、焊接时低合金钢出现焊接问题
强度级别较低的低合金高强钢，如300～400MPa级，由于钢中合金元素含量较少，其焊接性良好，接近于低碳钢。随着钢中合金元素的增加，强度级别提高，钢的焊接性也逐渐变差，出现的主要问题是：
1、热影响区的淬硬倾向 含碳时较少、强度级别较低的钢种，如09Mn2、09Mn2Si、09MnV钢等，淬硬倾向很小。随着强度级别的提高，淬硬倾向也开始加大，如16Mn、15MnV钢焊接时，快速度冷却会导致在热影响区出现马氏体组织。
2、冷裂纹 低合金高强钢焊接时，热影响区的冷裂纹倾向加大，并且这种冷裂纹往往具有延迟的性质，危害性很大。例如，材料为18MnMoNb钢壁厚 115mm 的一大型容器，由于预热温度不够，焊后在热影响区形成大量冷裂纹。
低合金高强钢的定位焊缝很容易开裂，其原因是由于焊缝尺寸小、长度短、冷却速度快，这种开裂属于冷裂纹性质。
3、热裂纹 一般情况下，强度等级为294～392MPa的热轧、正火钢，热裂倾向较小，但在厚壁压力容器的高稀释率焊道（如根部焊道或靠近坡口边缘的多层埋弧焊焊道）中也会出现热裂纹。电渣焊时，若母材的含碳量偏高并含镍时，电渣焊缝中可能会出现呈八字形分布的热裂纹。
强度等级为800～1176MPa的中碳调质钢（如30CrMnSiA钢），焊接时热裂的敏感性较大。
4、粗晶区脆化 热影响区中被加热至 1100℃ 以上的粗晶区，当焊接线能量过大时，粗晶区的晶粒将迅速长大或出现魏氏组织而使韧性下降，出现脆化段。
13 试述低合金高强钢焊接时的主要工艺措施。
⑴预热 预热是防止裂纹的有效措施，并且还有助于改善接头性能。但预热会恶化劳动条件，使生产工艺复杂化，过高的预热温度还会降低接头韧性。因此，焊前是否需要预热以及预热温度的确定应根据钢材的成分（碳当量）、板厚、结构形状、刚度大小以及环境温度等决定。
⑵焊接线能量的选择 含碳低的热轧钢（09Mn2、09MnNb钢等）以及含碳量偏下限的16Mn钢焊接时，因为这些钢的冷裂淬硬、脆化等倾向小，所以对焊接线能量没有严格的限制。焊接含碳量偏高的16Mn钢时，为降低淬硬倾向，焊接线能量应偏大一点。对于含V、Nb、Ti的钢种，为降低热影响区粗晶脆化所造成的不利影响，应选择较小的焊接线能量。如15MnVN钢的焊接线能量应控制在40～45kJ/cm以下。
对于碳及合金元素含量较高而屈服点为490MPa的正火钢（如18MnMoNb钢等），因淬硬倾向大，应选择较大的焊接线能量，但当采用焊前预热时，为了避免过热倾向，可以适当地减少线能量。
⑶后热及焊后热处理 后热是指焊接结束或焊完一条焊缝后，将焊件立即加热至150～250℃范围内，并保温一段时间，使接头中的氢扩散逸出，防止延迟裂纹产生。
对于厚壁容器、高刚性的焊接结构以及一些在低温、耐蚀条件下工作的构件，焊后应及时进行消除应力的高温回火，其目的是消除焊接残余应力，改善组织。
焊后立即进行高温回火的焊件，无需再进行后热处理。
二、16Mn钢的焊接工艺
16Mn钢属于碳锰钢，碳当量为0.345%～0.491%，屈服点等于343MPa（强度级别属于343MPa级）。16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。不同板厚及不同环境温度下16Mn钢的预热温度，见表8。
16Mn钢手弧焊时应选用E50型焊条，如碱性焊条E5015、E5016，对于不重要的结构，也可选用酸性焊条E5003、E5001。对厚度小、坡口窄的焊件，可选用E4315、E4316焊条。
焊接16Mn钢的预热温度
焊件厚度 （mm） 不同气温下的预热温度计（℃）
16以上 不低于－ 10℃ 不预热，－ 10℃ 以下预热100～150℃
16～24 不低于－ 5℃ 不预热，－ 5℃ 以下预热100～150℃
25～40 不低于 0℃ 不预热， 0℃ 以下预热100～150℃
40以上 均预热100～150℃
16Mn钢埋弧焊时H08MnA焊丝配合焊剂HJ431（开I形坡口对接）或H10Mn2焊丝配合焊剂HJ431（中板开坡口对接），当需焊接厚板深坡口焊缝时，应选用H08MnMoA焊丝配合焊剂HJ431。
16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢，用于制造焊接结构的16Mn钢均为16MnR和16Mng钢。
三、18MnMoNb钢的焊接工艺
18MnMoNb钢的屈服点等于490MPa（属于490MPa级钢），由于碳及合金钢元素的含量都较高，所以淬火硬倾向及冷裂倾向均比16Mn钢大。焊接工艺要点：
1）除电渣焊外，焊前对焊件应采取预热措施，预热温度控制在150～ 180℃ 。对于刚度较大的接头，预热温度应提高至180～ 230℃ 。焊后或中断焊接时，应立即进行250～ 350℃ 的后热处理。
2）为保证接头性能和质量，应适当控制焊接线能量，如手弧焊时，焊接线能量应控制在24kJ/cm以下；埋弧焊时，焊接线能量应控制在35kJ/cm以下。但焊接线能量不能过小，否则焊接接头易出现淬硬组织和降低韧性。同时，层间温度应控制在预热温度和 300℃ 之间。
4）焊后应进行热处理。电渣焊接头热处理的方式是900～ 980℃ 正火加630～ 670℃ 回火。手弧焊及埋弧焊接头进行消除焊接残余应力的高温回火处理，回火温度比一般钢材回火温度低 30℃ 左右。
18MnMoNb钢手弧焊时应选用E60型焊条，如碱性焊条E6015、E6016，
18MnMoNb钢埋弧焊时H08Mn2MoA焊丝配合焊剂HJ431。
以上是两种典型的低合金钢的焊接方法，焊接工艺参数、焊接材料选择的焊接要点望阅读后能得到一些启发，以后在焊接低合金钢是能派上用处。