影響可焊性的因素
焊接性是金屬材料的加工性能。除了材料本身的性質(zhì)外,它還受到工藝條件,結(jié)構(gòu)條件和使用條件的影響。
?。?)物質(zhì)因素
材料包括賤金屬和焊料。在相同的焊接條件下,決定母材可焊性的主要因素是其物理和化學(xué)性能。
物理性質(zhì),例如熔點(diǎn),導(dǎo)熱系數(shù),線性膨脹系數(shù),密度,金屬的熱容量等,都會影響熱循環(huán)的過程,熔化,結(jié)晶,相變等,從而影響可焊性。純銅具有很高的導(dǎo)熱系數(shù),焊接過程中的熱量流失迅速,溫度上升幅度大,溝槽不易熔化,在焊接過程中需要更強(qiáng)烈地加熱。如果熱源功率不足,則會發(fā)生滲透不足的缺陷。銅,鋁等導(dǎo)熱系數(shù)高的材料,晶體池快速,且容易產(chǎn)生氣孔。鈦,不銹鋼和其他導(dǎo)熱系數(shù)低的材料在焊接過程中具有較大的溫度梯度,較高的殘余應(yīng)力和較大的變形。此外,由于高溫的長停留時間,所以熱影響區(qū)晶粒長大,這不利于接頭性能。鋁和奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)大,接頭變形和應(yīng)力大。鋁及其合金的密度很小。焊接時,熔池中的氣泡和非金屬夾雜物不容易逸出,焊縫中會留有氣孔和熔渣。
就化學(xué)性質(zhì)而言,它主要取決于金屬和氧的親和力。例如鋁,鈦及其合金具有很高的化學(xué)活性。在高溫焊接下很容易被氧化。一些金屬對氫氣和氮?dú)獾葰怏w敏感。焊接時,必須對其進(jìn)行可靠的保護(hù),例如惰性氣體保護(hù)或真空焊接。否則很難實(shí)現(xiàn)焊接。
如果是異種金屬焊接,則只有物理和化學(xué)性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)彼此接近的金屬才更容易實(shí)現(xiàn)焊接。對于鋼的焊接,影響可焊性的主要因素是所含的化學(xué)成分。具影響力的元素是碳,硫,磷,氫,氧和氮,它們在焊接過程中容易出現(xiàn)缺陷,并降低接頭的性能。其他合金元素,如錳,硅,鉻,鎳,鋁,鈦,釩,鈮,銅,硼等,都在不同程度上增加了焊接接頭的硬化趨勢和裂紋敏感性。因此,鋼的焊接性總是隨著碳含量和合金元素含量的增加而降低。
另外,鋼材的熔煉和軋制狀態(tài),熱處理狀態(tài)和組織狀態(tài)在不同程度上影響可焊性。因此,近年來,開發(fā)并開發(fā)了各種CF鋼(抗裂鋼),Z方向鋼(抗層狀撕裂鋼),TMCP鋼(控制軋制鋼)等,并通過精煉或精煉來制造。精煉或精煉晶粒以及控制軋制工藝等手段來提高鋼的可焊性。
焊接材料直接參與焊接過程中的一系列化學(xué)冶金反應(yīng),這決定了焊接金屬的成分,結(jié)構(gòu)和性能。
并形成缺陷。如果焊接材料選擇不當(dāng),則與母材不匹配。不僅會得到滿足使用要求的接頭,而且還會引起諸如裂紋和結(jié)構(gòu)性能變化的缺陷。因此,也保證了正確選擇焊接材料以獲得高質(zhì)量的焊接。