(焊接冶金学及金属材料焊接)模块十一 异种金属材料的焊接.ppt

　　三、铝与钛及其合金的焊接 　　（一）铝与钛及其合金焊接的主要问题 固态下钛在铝中的溶解度很小，铝与钛形成金属间化合物的速度极快。熔化焊时非常容易形成大量的金属间化合物而使接头脆化，甚至产生裂纹。 此外，它们在热物理性能和力学性能方面的很大差异给焊接工艺也造成了很大困难。例如，铝与钛在导热和导电方面的很大差异严重地影响到电阻焊时热量在接头中均匀分布。 课题四 异种有色金属的焊接 　　（二）铝与钛及其合金的焊接工艺 　　 一般的熔化焊方法不适宜于铝和钛及其化合物的焊接。 利用铝与钛的熔点差距大这一特点，采用熔焊-钎焊联合焊接工艺，利用TIG焊将铝熔化后与钛形成钎焊接头。 为控制铝-钛界面金属间化合物的厚度，应严格保持熔池温度不超过850℃。 为提高界面结合质量，可以在钛的表面预先进行渗铝处理。 此外，也可采用适合于铝及其合金用的铝基钎料，在真空条件下对铝与钛及其合金快速钎焊。 　　 课题四 异种有色金属的焊接 　　从尽量避免和减少接头中金属间化合物形成的目的出发，冷压焊、爆炸焊、摩擦焊和真空扩散焊的压力焊接方法都能获得性能较好的接头。其中冷压焊的接头性能最好。真空扩散焊时除应严格控制焊接温度和时间外，可采用加中间层的办法提高焊接质量。如在铝的表面预镀一层银，能起到防止金属间化合物产生的作用。 课题四 异种有色金属的焊接 回目录 （4）焊前预热和焊后热处理。 如果异种钢两侧有淬硬倾向大的钢，应进行预热。 淬硬倾向大的珠光体钢与奥氏体钢异种接头还需进行焊后热处理，以减小残余应力，防止出现淬硬组织和冷裂纹。 由于珠光体钢与奥氏体钢线膨胀系数不同，焊后在接头处产生很大的残余应力，可通过适当的合金系和焊接次序减小作用于接头处的应力，需要时可采用过渡层。 课题二 异种钢焊接 　（二）珠光体钢与铁素体钢的焊接 这两种钢材焊接时都有脆化和裂纹问题。 珠光体钢主要是由于淬硬倾向大造成的。 铁素体钢主要是与过热敏感引起的晶粒严重粗化有关。 在有铁素体钢的异种钢结构焊接时，必须采取防止晶粒严重长大的工艺措施。 用于珠光体钢与铁素体钢焊接的填充金属有四种材料可供选择，即珠光体钢、铁素体钢以及奥氏体钢或镍基合金等。 无论采用何种焊接材料都必须保证在不出裂纹的前提下，接头的使用性能不低于合金元素低的一侧母材的要求。 当采用低碳钢或低合金钢和高铬体素体钢焊接材料时，焊缝中都不可避免地会产生马氏体组织，因此必须采取预热和后热。 只有采用奥氏体钢或镍基合金焊接材料时，才能免除预热和后热处理。 课题二 异种钢焊接 　　1.焊接中存在的问题 　　1）珠光体钢与铁素体钢焊接时，过热区晶粒急剧长大而引起脆化，且含Cr量越高、高温停留时间越长，接头脆性倾向越大； 　　2）焊后接头室温韧性越低，焊接接头越容易产生裂纹。 课题二 异种钢焊接 2.焊接工艺 （1）焊接材料 选用焊接材料时，应尽量避免焊缝金属产生对裂纹敏感的显微组织、脆性层和低强度区，且在高温下不会变脆。 （2）焊接方法 珠光体钢与高铬钢焊接可选用手工电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、二氧化碳气体保护焊等方式。 课题二 异种钢焊接 　　（3）珠光体钢与铁素体不锈钢焊接时 　　1）为防止热影响区粗晶脆化焊前不预热时，应采用较小的焊接线能量。多层焊时，采用窄焊道，层间温度小于100℃。 　　2）对厚度大的接头，为了防止裂纹需焊前预热，预热温度小于150℃，含铬量高时预热温度可达200～300℃。 　　3）锤击焊缝周围，以减小焊接应力。焊后需进行热处理，一般是回火，以降低残余应力，使接头组织均匀化，提高塑性和耐蚀性。 课题二 异种钢焊接 　（三）珠光体钢与马氏体钢的焊接 这两类钢一起焊接时的特点主要取决于马氏体钢的焊接性。 高铬马氏体钢淬硬倾向严重； 马氏体钢也有较大的晶粒粗化倾向； 在冷速较小时除马氏体外，还会出现粗大的铁素体，使塑性和韧性明显下降。 课题二 异种钢焊接 1）当异种钢焊接中遇到这类钢材时，应采用小的热输入。 2）在珠光体钢与马氏体钢焊接时，为防止冷裂纹的产生也可采用奥氏体钢焊接材料，如A307焊条。 3）从保证接头使用性能出发，最好采用与母材同类型的焊接材料。 4）当珠光体钢与多元合金的高铬热强马氏体钢焊接时，可采用与其成分相应的焊条。