(焊接冶金学及金属材料焊接)模块七 常用钢材的焊接.ppt

　　二、中碳调质钢的焊接性分析 　　(一)裂纹倾向严重 　　1.焊缝中的结晶裂纹 　　中碳调质钢的碳及合金元素含量高，熔池的结晶温度区间大，偏析严重，因而具有较大的热裂纹敏感性。为了防止结晶裂纹，在选用焊接材料时，应尽量选用含碳量比母材低，硫磷等杂质少的填充金属。在选用焊接参数时要注意降低熔合比，操作时应注意填满弧坑及保证良好的焊缝成形。 课题四 中碳调质钢的焊接 　　2.冷裂纹 中碳调质钢的成分与淬透性，都决定了它在快速冷却时很容易得到对冷裂纹很敏感的淬硬组织。wC的增加还会使Ms点下降，而没有“自回火”效应。而且wC越高，马氏体的硬度和脆性也越高，对冷裂纹就越加敏感。为此，中碳钢焊接时，为了防止冷裂纹，就必须提高预热温度，并在焊后及时进行消除应力退火。 课题四 中碳调质钢的焊接 （二）热影响区性能的变化 　　1.中碳调质钢的过热区脆化 　　由于中碳调质钢的含碳量高、合金元素多，钢的淬硬倾向大，在冷速较大时，热影响区的淬火区会产生大量的马氏体，导致严重脆化。因此，为了减少过热区的脆化，应尽量降低800-500℃温度范围内的冷却速度。但如果仅仅依靠加大焊接线能量来降低冷速，不但难以抑制马氏体的形成，而且还会因奥氏体晶粒粗化而更加稳定，以致形成粗大的马氏体，脆化反而更加严重。为此为了防止脆化应采取预热，缓冷和适当加大线能量相配合的措施。 课题四 中碳调质钢的焊接 　　2.热影响区的软化 　　当中碳调质钢必须在调质状态下焊接时，还需考虑热影响区软化的问题。软化的程度与钢的强度和焊接线能量有关。调质钢的硬度越高，软化越严重；焊接线能量越大，软化程度也越严重，同时软化区的宽度越大。用电弧焊时，热影响区最低抗拉强度为880～1030MPa。因此，采用集中的焊接热源，有利于降低热影响区的软化程度。 　　中碳调质钢在调质状态下焊接时，防止冷裂纹，脆化和软化的措施是互有矛盾的，只能在防止冷裂的情况下尽量减少软化程度，焊接质量受到一定的影响。 重点指出 课题四 中碳调质钢的焊接 　　三、中碳调质钢的焊接工艺要点 （一）中碳钢在退火状态下的焊接工艺要点 　　1.在焊接方法选用上，由于不强调线能量对接头性能的影响，因而基本上不受限制。 　　2.由于不必顾虑回火区的软化，可以采用较大的线能量并适当提高预热温度. 　　3.为了保证焊缝与母材在相同热处理条件下获得相同的性能，焊接材料应保证熔敷金属的成分与母材基本相同。 　　4.为了防止延迟裂纹，焊后应及时进行热处理。 课题四 中碳调质钢的焊接 （二）在调质状态下焊接的工艺要点 　　1、预热温度，层间温度及焊后回火温度均应低于焊前回火温度50℃以上。 　　2、采用热量集中，能量高的焊接热源。 　　3、因焊后不再进行调质处理，焊接材料成分可与母材有较大差别。 　　四、典型钢的焊接实例 　　调质状态下焊接的30CrMnSiNi2A钢对接平焊（见教材）。　 课题四 中碳调质钢的焊接 　一、耐热钢的成分与性能特点 　珠光体耐热钢主要用途及性能要求如下： 　(1)低合金耐热钢管用钢 　要求材料有高的蠕变极限，持久强度及持久塑性，良好的抗氧化性和耐蚀性，足够的组织稳定性及良好的可焊性和冷热加工性能。中国主要的牌号有12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、12CrlMoV、12Cr2MoWVTiB等，依次用于480～620℃范围内，热处理一般采用正火、回火处理。 　(2)高压容器板用钢 　中国主要牌号有15CrMo(1.25Cr-O.5Mo)、12Cr2Mo(2.25Cr-1Mo)及12Cr1MoV等，如热壁加氢反应器多采用2．25Cr-1Mo钢板(25～150mm)制成，由于设备长期在高温高压及抗氢条件下工作，同时考虑防止475℃脆化问题，要求材料具有高的纯净度，硫、磷含量希望≤0．01％及尽可能低的锡、锑、砷等有害元素。 回目录 课题五? 耐热钢的焊接 　　(3)紧固件用钢 　　紧固件用钢是在汽轮机、锅炉及其他高压容器设备中起连接作用的关键材料，要求有足够的屈服极限，高的松弛稳定性，良好的持久塑性及小的持久缺口敏感性，相应的抗氧化性及良好的切削加工性能。中国主要牌号有25Cr2Mo、25Cr2MoV、25Cr2Mo1V、20Cr1M01VNbTiB等，分别可用于500～570℃范围内。这些牌号一般调质后使用。 　　(4)转子(主轴、叶轮)用钢 　　主轴、叶轮和整锻转子是汽轮机的关键部件之一，要求材料有良好的综合力学性能、断裂韧性、高的蠕变抗力及持久强度、良好的抗热疲劳性能。主轴和叶轮中国常用牌号有35CrMo、35CrMoV、27Cr2Mo1V、12Cr3MoWV等。 课题五? 耐热钢的焊