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1、材料焊接性對焊接質(zhì)量和焊接成本影響　　【摘要】:隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對材料的焊接性及其對焊接質(zhì)量和焊接成本的影響越來越重視。文章簡單介紹了材料的焊接性，探討了材料的焊接性對焊接質(zhì)量和焊接成本的影響，為了降低材料焊接性對質(zhì)量和成本的影響，設(shè)計者在考慮所選材料的各項物理機(jī)械性能的時候,還應(yīng)重視材料的焊接性。【關(guān)鍵詞】：材料；焊接性；質(zhì)量；成本；影響中圖分類號：P755.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：引言文章在簡要論述金屬材料(主要是鋼鐵材料)焊接性的基礎(chǔ)上,分析了材料對焊接鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的質(zhì)量和焊接成本的影響,期望能為設(shè)計工程師在設(shè)計選材時提供參考,使設(shè)計者在對材料的剛度、彈性

2、、耐磨性以及防腐性等物理、機(jī)械性能給以考慮的同時,也能對材料的焊接性足夠的重視。影響焊接質(zhì)量和焊接成本的因素有很多,對設(shè)計者來說,重點應(yīng)考慮的是材料的焊接性。一、材料的焊接性7焊接性是指在對材料進(jìn)行焊接加工時，材料的適應(yīng)性。具體是指在一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式下，能否獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度和該焊接接頭能否在使用條件下可靠運(yùn)行。焊接性的具體內(nèi)容可分為工藝焊接性和使用焊接性。1、工藝焊接性是指在一定焊接工藝條件下，能否獲得優(yōu)質(zhì)致密、無缺陷焊接接頭的能力。對于熔化焊來講。焊接過程一般都要經(jīng)歷傳熱和冶金反應(yīng)。因此，工藝焊接性又分為“熱焊接性”和“冶金焊接性

3、”。熱焊接性是指在焊接熱過程條件下。對焊接熱影響區(qū)組織性能及產(chǎn)生缺陷的影響程度。它是評定被焊金屬對熱的敏感性，主要與被焊材質(zhì)及焊接工藝條件有關(guān)。冶金焊接性是指冶金反應(yīng)對焊縫性能和產(chǎn)生缺陷的影響程度。2、使用焊接性是指焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)條件所規(guī)定的各種使用性能的程度。其中包括常規(guī)的力學(xué)性能、疲勞性能、持久強(qiáng)度、以及抗腐性、低溫韌性、抗脆斷性能、高溫蠕變、耐磨性能等。二、材料的焊接性與焊接質(zhì)量1、焊接質(zhì)量7過去人們一提到焊接質(zhì)量,首先想到的就是焊縫質(zhì)量,這是因為早期用于制造焊接鋼結(jié)構(gòu)的材料,主要是低碳鋼,焊縫的質(zhì)量在整個焊接結(jié)構(gòu)中起著決定性的作用,因此,當(dāng)時人們把主

4、要注意力集中在解決焊縫中存在的問題是必然的。隨著科學(xué)技術(shù)和焊接技術(shù)的發(fā)展,各種高強(qiáng)鋼、合金鋼以及某些有色金屬等已被廣泛應(yīng)用到焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中來。在這種情況下,焊接質(zhì)量就不僅僅取決于焊縫,有時熱影響區(qū)(包括熔合線)的質(zhì)量對焊接接頭乃至整個鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的質(zhì)量都起著至關(guān)重要的作用,所以,現(xiàn)在所講的焊接質(zhì)量應(yīng)當(dāng)是包括焊縫金屬、熔合線和熱影響區(qū)母材金屬在內(nèi)的整個焊接接頭的質(zhì)量。而熱影響區(qū)性能的好壞,與母材的化學(xué)成分和性能即母材的焊接性有著直接的關(guān)系,因此選擇焊接性好的材料對保證焊接質(zhì)量是非常重要的。2、焊接接頭各區(qū)的組織形態(tài)和性能7焊接接頭各部位金屬的性能與母材存在著很大的差異,造成

5、這一差異的原因是焊接接頭各部位金屬的化學(xué)成分和(或)金相組織形態(tài)與母材有很大差別。以熔化極電弧焊為例,焊縫金屬是由被焊部位母材金屬與填充金屬(如焊絲、焊條等)重新組合、重新熔化和重新冶煉而成的近似于鑄造組織形態(tài)的金屬,它的化學(xué)成分和金相組織與母材不同,熱影響區(qū)是由于焊接時產(chǎn)生的高溫使母材在金相組織和性能發(fā)生變化的區(qū)域,在熱影響區(qū)內(nèi),各點金屬經(jīng)歷的最高溫度隨其距離焊縫遠(yuǎn)近不同而各異,因此各點的組織形態(tài)也有相應(yīng)的差別。根據(jù)組織特征和距焊縫的遠(yuǎn)近可將熱影響區(qū)依次分為熔合區(qū)、過熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)和不完全重結(jié)晶區(qū)等四個區(qū)域。由于各區(qū)組織形態(tài)不同,因此性能各異,突出表現(xiàn)在過熱區(qū)沖擊

6、韌性的降低,對于時效敏感性較強(qiáng)的鋼種,在靠近熱影響區(qū)的附近,雖然組織未發(fā)生變化,但也有可能產(chǎn)生脆化現(xiàn)象,使接頭的韌性下降。3、材料的焊接性對焊接質(zhì)量的影響材料的焊接性對焊接質(zhì)量的影響是非常明顯的,焊接性的優(yōu)劣就是衡量金屬材料對焊接加工的難易程度,若想容易地獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭,被焊材料不具備良好的焊接性是很難達(dá)到目的的。例如Q235鋼,用普通低碳鋼焊條焊接就能容易地獲得優(yōu)質(zhì)無缺陷的接頭,不需要復(fù)雜的工藝措施。如果用同樣的焊條和工藝來焊接鑄鐵的話,則往往會產(chǎn)生裂紋、剝離等嚴(yán)重的焊接缺陷,即7使采取一定的工藝措施來防止裂紋等缺陷的產(chǎn)生,也常會由于熔合線附近存在著極為硬脆的不能進(jìn)

7、行加工的白口組織而無法使用,這是因為鑄鐵的焊接性不如Q235鋼好的緣故,故不易獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭,更談不上保證焊接質(zhì)量了。如，目前我國新研制的橋梁鋼14MnNbq與15MnVNq相比,由于前者的焊接性好于后者,因此,除了所用的焊接材料不同外,其焊接工藝也有所不同。以板厚25~32mm鋼板的對接埋弧焊為例,焊接14MnNbq鋼時需預(yù)熱80~120e,而焊接15MnVNq則需160~180e,預(yù)熱溫度的提高,增加了人力、物力和能源的消耗,從而增加了焊接成本。又如用于制造九江長江大橋鋼梁的15MnVNq鋼,通過對試驗材料的力學(xué)試驗研究認(rèn)為,該鋼