工业铝材制造商告诉您,获得理想的焊接和满意的焊接结构一般取决于这几个因素!

2021-04-12 17:46:58 18

工业铝材制造商告诉您,获得理想的焊接和满意的焊接结构一般取决于这几个因素!


1)材料的基本物理性能,主要是指材料的熔点和导热系数。


焊接时母材的焊缝区域要在外焊热源的作用下,焊缝温度超过或趋于接近母材的熔点。另外,当焊接区域受到热源加热时,母材本身会从受热区域向外传导热量。从更容易焊接的角度来看,希望母材具有较低的熔点和导热系数,这比现有的焊接热源更重要。


2)材料成分,主要是指母材和焊接材料的碳含量和S、P含量。


钢的冶炼过程中存在着伴生元素,其中碳、硫、磷会降低其可焊性。因此,为了满足焊接要求,含碳量通常小于0.2%,而细晶粒结构钢因含碳量小于0.2%而适合焊接。高合金钢中的合金元素如铬、镍、钛、钨等元素会增加焊接的难度,主要是因为它们倾向于与空气中的氧气反应。因此,高合金钢应焊接在保护气体下或熔渣中。焊接材料成分在某种程度上,这是适应基本金属的焊接通常为了提高可焊性碳,磷、硫含量,以下基本金属和其他合金元素内容的焊缝填充金属含量应高于基础在一定程度上,主要考虑在焊接过程中合金元素燃烧。


图1焊接接头的不同组织区域


3)焊接热过程(周期)对焊接接头不均匀性的影响。


在焊接的热过程中,对焊接接头的热有不同程度的影响,即焊缝和热影响区。以熔焊为例,如下图1所示。将焊缝区域加热到熔点以上,冷却后形成铸件组织。由于沿母材方向散热较快,沿母材方向形成径向结晶。热影响区在焊接过程中经历了较为复杂的热处理过程。距离焊缝不同的位置热处理工艺不同,其内部结构变化也不同,这与传统热处理工艺相似。接近焊缝的区域称为熔合线(区)。这个区域的温度介于固体线和液相线之间。应注意该区域的热裂倾向。下一个区域是过热区域。当含碳量高于0.2%时,焊缝迅速冷却,使材料容易变硬变脆,有开裂的倾向。下一个区是正极区,它通常形成比贱金属更精细的组织。再往下的区域称为部分组织转移区。熔合线(区)、过热区、正常着火区和部分组织过渡区也统称为热影响区(HAZ),通常是焊接接头的薄弱区域。


从以上分析可以看出,焊接接头在成分、组织和性能上都是一个不均匀体,其不均匀程度远远大于铸件和锻件。它对结构的力学行为,特别是断裂行为有重要的影响。


4)焊接应力和变形以及裂纹和脆性断裂。


由于焊接过程是局部不均匀加热过程,不均匀的温度场会导致热应力的产生。对于铸铁等脆性材料,会导致焊缝或焊缝边缘区域出现裂纹;塑料材料,如钢,可以消除内应力的一部分塑性变形,但仍有大量的内部压力残余塑性变形和残余应力引起的这将大大减少材料的塑性变形储备,并导致结构的变形。结合焊接工艺缺陷的影响,结构的承载能力会降低。如果在工艺缺陷处形成三轴应力状态,在相对较小的载荷下,在破坏前没有显著变形的可怕的脆性破坏可能发生。


5)焊接结构和接头的应力集中