|
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
* V* P! Z% e/ d8 c5 `2 C1 O0 x5 |$ x9 `' e
--------------------------------------------------------------------------------
1 E/ i" [6 T, r2 Y 5 b# Z0 X* h! |0 k' f
CO2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;
$ E2 X7 P1 U+ j5 Y7 I1 X, J) D1 R: U* Y" z6 z
硅(Si)元素对焊接性有何影响?
% b/ Y$ I& K" G3 N4 h/ B' c5 N2 n% ~$ o/ |1 R5 O( x" j
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。. T4 I) H" O }
5 u2 f6 r: W: f
锰(Mn)元素对焊接性有何影响?; w+ r6 f+ B% X: ?% W! K3 w* j
{% \5 ^$ P' F& c, U3 h 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。9 C, I3 b8 ]" D* m
* J t' J6 N4 B5 j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。
! `4 {7 t1 ?4 ]5 ]9 r* U v- i6 S% C5 f* b* U
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。" Z) V& h Y( o) c5 R4 }! ^
* A/ H& [/ [9 p3 J! A6 {
当Mn含量<0.05%时焊缝金属的韧性很高;6 o. \* ]! @4 ~, J1 R# c5 h/ i8 o
8 m8 i7 G8 Q* E. g
当Mn含量>3%后又很脆;& M% o! u7 B0 u) T, p0 s
& ?' P, J! x0 a当Mn含量 = 0.6~1.8%时,焊缝金属有较高的强度和韧性。
- J7 W4 ^1 j x$ S$ y
3 @6 |2 E7 i) ^8 y& b2 H4 v硫(S)元素对焊接性有何影响?
4 l, \( h5 h% f6 `. _( B. J1 y/ B' @/ w8 N' t! M, b
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。 0 ]9 `% b9 z+ J! p( q& D2 I) c0 m( ^
9 V1 q0 {5 w. f: S. R1 L
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。- [& t1 X- u- T% k' W) u6 o; Q- ]" V
, G' P7 E6 G6 n1 G7 w. Y( d n' _6 A磷(P)元素对焊接性有何影响?1 o9 T2 T- K% d! G# V1 u
0 @7 A/ B5 u* x( \" b# `
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。5 X ?+ o. Y% F) S& J, v1 N
铬(Cr)元素对焊接性有何影响?5 t5 e. x1 E% v3 j" O
4 c; V; _8 |% U% C) y* g, G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。
5 x2 u, a% H T8 B
& }/ g, Z' R+ M, ?: F2 y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。+ c' j" ~! q4 z/ C5 D
4 ~2 ~; D3 B, J) A* W7 R
铝(AI)元素对焊接性有何影响?
& s% w1 o+ Q( l/ T9 ?8 x# w0 r, t5 d7 t: i" q' v* w
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。
" u) T/ ^7 e! P2 N. ]6 [' S8 c: G0 [* z7 t& m" c* i; @- c7 }
钛(Ti)元素对焊接性有何影响?,; C9 x3 t8 i. B6 d
4 G" P7 W6 @ m2 f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。- o4 L! f" t+ e) N4 ^ z8 I
/ E( i$ T# I$ k& n) z `* ~
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。
, L7 A$ m' J! b1 q0 q
$ k6 j2 v0 M Y F2 e钼(Mo)元素对焊接性有何影响?) M: v% z% {2 P: u' S/ ?
; ]1 K9 K; g9 I& O5 w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。$ a/ \3 f) h* {& r9 x& K/ w3 W; O
; Y5 e& O. d! A5 ^+ A( ~2 e钒(V)元素对焊接性有何影响?
U: p2 y5 ` s3 B+ U4 J ?( C0 s2 s9 S
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
|