|
|
发表于 2006-11-29 14:51:46
|
显示全部楼层
来自: 中国浙江杭州
CO2焊丝中所含合金元素对焊接性能的影响
3 K2 n, |6 _# }/ U* B$ v5 S
- ?; K! Z' o9 d--------------------------------------------------------------------------------7 z# w8 {* M* L0 a
7 V' Z$ \: Y* ^% R# o) j; S: zCO2气体保护焊镀铜焊丝是一种高效、节能、节材的焊接材料,焊锋成型美观,适用于低碳钢和低合金钢的焊接。执行标准为<GB/T8110-1995>,其型号为H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiA、H04Mn2SiAlTiA等。CO2焊丝,其含碳量都较低,大多都在0.1%以下,同时含有Si、Mn、S、P、Cr、AI、Ti、Mo、V等合金元素。这些合金元素对焊接性能有何影响,下面分别说明;
/ o7 O. E0 g" t8 }
. [4 [/ r! j. |* r硅(Si)元素对焊接性有何影响?
0 Q- P3 t; K2 v1 ]2 ]/ U# j
. U* e4 m( q0 T8 v4 W! O 硅是焊丝中最常用的脱氧元素,它可以防止铁与氧化合,并可在熔池中还原FeO。但是单独用硅脱氧,生成的SiO2熔点高(约1710℃),且生成物的颗粒小,难以从熔池中浮出,易造成焊缝金属夹渣。1 P# J2 L- M; y r: ^8 M
3 r! g' @4 g" l" }0 N锰(Mn)元素对焊接性有何影响?
& D9 O: p5 |- _4 W7 d7 [- ?0 I( r' C' f1 R, [2 L
锰的作用与硅相似,但脱氧能力比硅稍差一些。单独用锰脱氧,生成的MnO密度较大(15.11g/cm3),也不易从溶池中浮出。在焊丝中含锰,除了脱氧作用外,还能和硫化合生成了硫化锰(MnS),并被除去(脱硫),故可降低由硫引起的热裂纹的倾向。$ ]" A- O G% i
$ @( ~7 v2 C0 c2 o B% S
由于单独用硅和锰脱氧,都难以除去脱氧的生成物。故目前多采用硅锰联合脱氧,使生成的SiO2和MnO复合成硅酸盐(MnO·SiO2)。MnO·SiO2的熔点低(约1270℃)且密度小(约3.6g / cm3),在熔池中能凝聚成大块熔渣而浮出,达到良好的脱氧效果。
% h+ u; a$ |0 ]1 J3 x8 t- Q! p) ~. w, j8 N! L! m
锰也是钢材中的重要合金元素,也是重要的淬透性元素,它对焊缝金属的韧性有很大影响。
7 J! |' n( g# E. Y
- x8 K; D3 R6 u- \5 r; `( I% ?4 R 当Mn含量<0.05%时焊缝金属的韧性很高;+ v, V# [9 K" G4 Z
' G& b# x( m7 \" v0 m& |2 k
当Mn含量>3%后又很脆;
[* S; q. V4 m; ~0 q3 ?
- v R% n$ N6 f, @8 t _8 v当Mn含量 = 0.6~1.8%时,焊缝金属有较高的强度和韧性。
4 g4 c" H, z0 r5 U# I
6 u6 c0 k/ `' l& e: k8 e/ T硫(S)元素对焊接性有何影响?
; S0 y2 l* p4 R4 d% W% C
0 Y$ l- y7 l$ S. { _! x( s硫在钢中常以硫化铁的形式存在,并呈网状分布在晶粒边界,因而显著地降低钢的韧性。铁加硫化铁的共晶温度较低(985℃),因此,在进行热加工时,由于加工开始温度一般为1150~1200℃,而铁和硫化铁共晶已经熔化,从而导致加工时开裂,这种现象就是所谓“硫的热脆性”。硫的这种性质使钢在焊接时产生热裂纹。因此,一般在钢中对硫的含量都严格加以控制。普通碳素钢、优质碳素钢以及高级优质钢的主要区别就在于硫、磷含量的多少。
9 }7 w0 o+ e+ n0 i: H# l" c( l) V- R: N/ K4 S
前面提到,锰有脱硫作用,这是因为锰可与硫形成高熔点(1600℃)的硫化锰(MnS),它呈粒状分布于晶粒内。在热加工时,硫化锰有足够的塑性,因而消除了硫的有害作用。因此钢中保持一定的含锰量是有益的。$ e2 p) p/ y5 w) \, w. ?
- c$ N* X% x' M7 A1 h磷(P)元素对焊接性有何影响?4 I( z# o! q1 \) B! |) _/ e
D7 F, T) \% @" d- C% o$ j
磷在钢中能全部溶于铁素体内。它对钢的强化作用仅次于碳,使钢的强度和硬度增加,磷能提高钢的抗腐蚀性能,而塑性和韧性则显著降低。特别在低温时影响更为严重,这称为磷的冷跪倾向。故它对焊接不利,增加钢的裂缝敏感性。作为杂质,磷在钢中的含量也要加以限制。& L+ v4 y! V1 \- \# Q% Y. d; y
铬(Cr)元素对焊接性有何影响?5 B& o F' |1 ?* b3 s+ ?6 T
! j. O0 q0 O0 |( S) f5 ?
铬能提高钢的强度和硬度而塑性和韧性降低不大。铬具有很强的耐蚀、耐酸的能力,所以奥氏体不锈钢中一般都含有较多的铬(13%以上)。铬还具有很强的抗氧化能力和耐热性。因此,铬在耐热钢中应用也很广,如12CrMo、15CrMo 5CrMo 等钢中都含有一定量的铬。
, ^/ M; D+ P5 c- Q- D& |
( P+ k, p' C4 p t铬是奥氏体钢的重要组成元素和铁素体化的元素,它在合金钢中能提高在高温时的抗氧化能力和机械性能。在奥氏体不锈钢中,当铬镍的总量为40%,Cr/Ni = 1时,有热裂缝倾向;当Cr/Ni = 2.7时,就没有热裂缝倾向。所以一般18-8型钢中Cr/Ni = 2.2~2.3左右时,铬在合金钢中就容易产生碳化物,使合金钢导热变差,容易产生氧化铬,使焊接造成困难。
' f* B) E. ]# }4 {& O- k7 _% @) o2 C! y
铝(AI)元素对焊接性有何影响?' ^/ L7 ^$ |. `4 ^
( _" e2 k7 d! F& w* W! O t
铝是强烈的脱氧元素之一,故用铝作脱氧剂,不仅可少产生FeO,且易于使FeO还原,有效地抑制在熔池中产生的CO气体的化学反应,提高抗CO气孔的能力。另外,铝还能和氮化合而起固氮作用,故也能减少氮气孔。但是用铝脱氧,生成的AI2O3熔点很高(约2050℃),以固态存在熔池中,容易引起焊缝夹渣。同时,含铝的焊丝容易引起飞溅,铝的含量过高还会降低焊缝金属抗热裂能力, 因而焊丝中含铝量必须严格控制,不宜过多。若在焊丝中含铝量控制适当,则在焊缝金属的硬度、屈服点、抗拉强度均稍有提高。. s% q. p; O1 W
; m7 }, h4 L. [ B7 ]; ~% t" n钛(Ti)元素对焊接性有何影响?,
+ \8 A8 U- O9 D) J$ O5 `# k1 T1 K( u3 F% y
钛也是一种强烈的脱氧元素,且也能和氮化合成TiN而起固氮作用,提高焊缝金属抗氮气孔的能力。
- n: y' G$ _) k$ f5 s9 r0 \1 P: U8 H( c7 r' p% y2 L5 [$ G
若Ti和B(硼)在焊缝组织中含量适当,可以使焊缝组织得到细化。1 {8 H. B$ g6 [" O* b9 A
) e' Z$ R) c& R# H7 Y5 K$ Z钼(Mo)元素对焊接性有何影响?
" M' V' Z, L3 G$ F. M! A4 f7 U& T& Z: l4 e; f
钼在合金钢中能提高钢的强度、硬度,细化晶粒,防止回火脆性和过热倾向,提高高温强度、蠕变强度及持久强度、含钼小于0.6%时,可以提高塑性,减少产生裂纹的倾向,提高冲击韧性。钼有促进石墨化的倾向。故一般含钼的耐热钢如16Mo、12CrMo、15CrMo等含钼量约在0.5%左右。钼在合金钢中的含量在0.6 ~1.0%时,钼会使合金钢的塑性和韧性下降,增加合金钢的淬火倾向。
' R4 L2 Q' U F5 x9 b r" o& D" A5 x- V) |0 i
钒(V)元素对焊接性有何影响?) a" e4 [% [4 I" T- q. j9 w
O. P# Q; d5 m6 L% R钒可提高钢的强度,细化晶粒,降低晶粒长大倾向,提高淬硬性。钒是较强烈的碳化物形成元素,所形成的碳化物在650℃以下都是稳定的。有时效硬化作用。钒的碳化物具有高温稳定性,因而能提高钢的高温硬度。钒能够改变碳化物在钢中的分布状况,但是钒容易生成难熔的氧化物,增加了气焊和气割的困难。一般焊缝中含钒量在0.11%左右时,可以起到固氮作用,变不利为有利。 |
评分
-
查看全部评分
|