焊接材料的选用(焊接材料选用的等成分原则)

海潮机械 2023-01-04 23:18 编辑:admin 252阅读

1. 焊接材料选用的等成分原则

就是焊条焊丝的材质,要与母材接近或者稍高,可焊性要好。 选用焊条的基本原则如下:

1)等强度原则 即选用与母材同强度等级的焊条。一般用于焊接低碳钢和低合金钢。

2)同成分原则 即选用与母材化学成分相同或相近的焊条。一般用于焊接耐热钢、不锈钢等金属材料。

3)抗裂纹原则 选用抗裂性好的碱性焊条,以免在焊接和使用过程中接头产生裂纹。

一般用于焊接刚度大、形状复杂、使用中承受动载荷的焊接结构。

4)抗气孔原则 受焊接工艺条件的限制,如对焊件接头部位的油污、铁锈等清理不便,应选用抗气孔能力强的酸性焊条,以免焊接过程中气体滞留于焊缝中,形成气孔。

5)低成本原则 在满足使用要求的前提下,尽量选用工艺性能好、成本低和效率高的焊条。 焊条的选用须在确保焊接结构安全、可行使用的前提下,根据被焊材料的化学成分、力学性能、板厚及接头形式、焊接结构特点、受力状态、结构使用条件对焊缝性能的要求、焊接施工条件和技术经济效益等综合考查后,有针对性地选用焊条,必要时还需进行焊接性试验。

2. 焊料的种类和选用原则

飞秒检测发现焊料是用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称。包括焊丝(welding wire)、焊条(welding rod)、钎料(brazing and soldering alloy)等。

焊料有多种型号,根据熔点不同可分为硬焊料和软焊料;根据组成成分不同可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料等。在锡焊工艺中,一般使用锡铅合金焊料,A、B、E绝缘等级的电机的线头焊接用锡铅合金焊料,F、H级用纯锡焊料。

(1)锡铅焊料——是常用的锡铅合金焊料,通常又称焊锡,主要由锡和铅组成,还含有锑等微量金属成分。

(2)共晶焊锡——是指达到共晶成分的锡铅焊料,合金成分是锡的含量为61.9%、铅的含量为38.1%。在实际应用中一般将含锡60%,含铅40%的焊锡就称为共晶焊锡。在锡和铅的合金中,除纯锡、纯铜和共晶成分是在单一温度下熔化外,其他合金都是在一个区域内熔化的,所以共晶焊锡是锡焊料中性能最好的一种。

3. 焊接材料选用的原则有

可以选用J503,J502,J507,J506、J507GR,J507RH牌号的焊条进行焊接。 焊接热轧及正火钢时,主要依据是保证焊缝金属的强度、塑性和冲击韧性等力学性能与母材相匹配,焊接大厚度构件时,为了防止产生焊接裂纹,可采用“低强匹配”原则,即选用熔敷金属强度低于母材的焊条。焊接低碳调质钢时,应严格控制氢,因而一般选用低氢型或超低氢型焊条。焊接中碳调质钢时,为了确保焊缝金属的塑性、韧性和强度,提高抗裂性,应采用低碳合金系统,尽量降低焊缝金属的硫、磷杂质含量。

4. 焊接材料选用的原则是什么

焊条的选用原则

焊芯即焊条的金属芯,为了保证焊缝的质量与性能,对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定,特别是对有害杂质(如硫、磷等)的含量,应有严格的限制,优于母材。焊条由焊芯及药皮两部分构成。其种类不同,焊芯也不同。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要尽量少。

焊条分类

1、酸性焊条

药皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物及一定数量的碳酸盐等,熔渣氧化性强,熔渣碱度系数小于1。酸性焊条焊接工艺性好,电弧稳定,可交、直流两用,飞溅小、熔渣流动性和脱渣性好,熔渣多呈玻璃状,较疏松、脱渣性能好,焊缝外表美观。酸性焊条的药皮中含有较多的二氧化硅、氧化铁及氧化钛,氧化性较强,焊缝金属中的氧含量较高,合金元素烧损较多,合金过渡系数较小,熔敷金属中含氢量也较高,因而焊缝金属塑性和韧性较低。

2、碱性(低氢型)焊条

药皮中含有大量的碱性造渣物(大理石、萤石等),并含有一定数量的脱氧剂和渗合金剂。碱性焊条主要靠碳酸盐(如CaCO3等)分解出CO2作保护气体,弧柱气氛中的氢分压较低,而且萤石中的氟化钙在高温时与氢结合成氟化氢(HF),降低了焊缝中的含氢量,故碱性焊条又称为低氢型焊条。采用甘油法测定时,每100g熔敷金属中的扩散氢含量,碱性焊条为1~8mL,酸性焊条为17~50mL。碱性渣中CaO数量多,熔渣脱硫的能力强,熔敷金属的抗热裂纹的能力较强。而且,碱性焊条由于焊缝金属中氧和氢含量低,非金属夹杂物较少,具有较高的塑性和冲击韧性。碱性焊条由于药皮中含有较多的萤石,电弧稳定性差,一般多采用直流反接,只有当药皮中含有较多量的稳弧剂时,才可以交、直流两用。碱性焊条一般用于较重要的焊接结构,如承受动载荷或刚性较大的结构。

选用原则

1、考虑焊件材料的物理性能、力学性能和化学成分:

(1)按等强度的原则,选择满足接头力学性能要求的焊条。

■举例:

Q235,按等强度的原则应选用J42×焊条,而不应选用J50 ×焊条。

◆特殊情况:根据母材的焊接性,选用不等强度(高强度匹配或低强度匹配)、而韧性好的焊条,但需通过改变焊缝结构形式,以满足设计强度和刚度的要求。

(2)使熔敷金属的合金成分符合或接近母材。

■举例:

15CrMo必须选用R307焊条(1Cr-0.5Mo),而不能选用R207焊条(0.5Cr-0.5Mo)。

(3)当母材化学成分中碳或硫、磷等有害杂质较高时,应选择抗裂性和抗气孔能力较强的焊条。如低氢型焊条等。

★注意:焊接构件对力学性能和化学成分的要求并不是均衡的:

▼有的焊件可能偏重于强度、韧性等方面的要求,而对化学成分不一定要求与母材一致。如选用结构钢焊条时,首先应侧重考虑焊缝金属与母材间的等强度,或焊缝金属的高韧性;

▼有的焊件又可能偏重于化学成分方面的要求,如对于耐热钢、不锈钢焊条的选择,通常侧重于考虑焊缝金属与母材化学成分的一致;

▼有的也可能对两者都有严格的要求。如异种钢焊条的选择。因此在选择焊条时应分清主次,综合考虑。

2、考虑焊件的工作条件和使用性能:

(1)焊件在承受动载荷和冲击载荷情况下,除了要求保证抗拉强度、屈服强度外,对冲击韧性、塑性均有较高的要求。此时应选用低氢型、钛钙型或氧化铁型焊条。

■举例:

16Mn钢用于非重要结构时可选用J502、J503等酸性焊条;而当用于重要结构时,则应选用J506、J507等碱性焊条。

(2)焊件在腐蚀介质中工作时,必须分清介质种类、浓度、工作温度以及腐蚀类型(一般腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等),从而选择合适的不锈钢焊条。

■举例:

焊接1Cr18Ni9不锈钢时,为了满足焊缝与母材金属成分相同的要求,对于在腐蚀要求不高的条件下工作的焊件,可选用A102、A107焊条;而对于工作温度低于300℃而耐腐蚀要求较高的焊件,则应选用A132、A137或A002焊条。

(3)焊件在受磨损条件下工作时,须区分是一般磨损还是冲击磨损,是金属间磨损还是磨料磨损,是在常温下磨损还是在高温下磨损等。还应考虑是否在腐蚀介质中工作,以选择合适的堆焊焊条。

(4)处在低温或高温下工作的焊件,应选择能保证低温或高温力学性能的焊条。

■举例:

▲12CrMo在400℃下工作,焊接应选R207 ,而不能选J507。

▲16MnDR在-40℃下工作,焊接应选J507RH( -40℃ ),而不能用J507、 J507Mo、 J507H等焊条( -30℃ )。

3、考虑焊件的复杂程度和结构特点、焊接接头型式等:

(1)形状复杂或大厚度的焊件,由于其焊缝金属在冷却收缩时产生的内应力大,容易产生裂纹。因此,必须采用抗裂性好的焊条,如低氢型焊条、和高韧性焊条焊条。

(2)对于某些坡口较小的接头,或对根部焊透控制严格的接头,应选用具有较大熔深或熔透能力的焊条。

■举例:长输管线用钢X42焊接,为保证根部焊透又不至于有过大的焊瘤,常采用纤维素型焊条E6010进行向下立焊操作。

(3)因受条件限制而使某些焊接部位难以清理干净时,就应考虑选用氧化性强,容易脱渣,对铁锈、氧化皮和油污反应不敏感的酸性焊条,以免产生气孔等缺陷。

4、考虑焊缝的空间位置:

有的焊条只适用于某一位置的焊接,其它位置焊接时效果较差,有的焊条则是各种位置均能焊接的全位置焊条,选用时要考虑焊接位置的特点:

(1)对于仰焊、立焊缝较多的焊件,应选用钛钙型、钛型、低氢型或钛铁矿型的全位置焊条。

(2)焊接部位所处的位置不能翻转时,必须选择能进行全位置焊接的焊条。

5、考虑施焊工作条件:

(1)没有直流焊机的场合,应选用交直流两用的焊条。

(2)某些钢材(如珠光体耐热钢)需进行焊后消除应力热处理,但受设备条件限制或本身结构限制而不能进行时,应选用与母材金属化学成分不同的焊条(如奥氏体不锈钢焊条),可以免进行焊后热处理。

(3)应根据施工现场条件,如野外操作、焊接工作环境等来合理选用焊条。

6、考虑改善焊接操作环境和保证工人身体健康:

(1)尽量选用发尘量小、产生有害气体少的焊条。

(2)在酸性焊条和碱性焊条都可以满足的地方,鉴于碱性焊条对操作技术及施工准备要求高,故应尽量采用酸性焊条。

(3)对于在密闭容器内或通风不良场所焊接时,应尽量采用低尘低毒焊条或酸性焊条。

7、考虑焊接的经济性:

(1)在保证使用性能的前提下,尽量选用价格低廉的焊条。根据我国的矿藏资源,应大力推广钛铁矿型焊条(×××3型) 。

(2)对性能有不同要求的主次焊缝,可采用不同焊条,不要片面追求焊条的全面性能。

(3)根据结构的工作条件,合理选用焊条的合金系统。如对在常温下工作,用于一般腐蚀条件的不锈钢,就不必选用含铌的不锈钢焊条。

8、考虑焊接效率:

(1)对焊接工作量大的结构,有条件时应尽量采用高效率焊条,如铁粉焊条、高效率不锈钢焊条、重力焊条、底层焊条、立向下焊条之类的专用焊条。

(2)水平位置焊接时采用铁粉焊条,垂直位置焊接时采用下向焊条等,均可大大提高生产率和降低成本。

9、考虑焊条的工艺性能:

焊条工艺性能的好坏是焊条使用的前提。工艺性能不好的焊条会产生各种焊接缺陷 。

(1)对于同一牌号(型号)的焊条,不同的生产厂家,其工艺性能差别很大,需要我们在采购时认真分析。

(2)采购不同厂家同一牌号的焊条时,还应考虑焊工的习惯问题和对该焊条工艺性能的适用性。

5. 焊条通常根据金属的化学成分焊接性能什么等要求选用

1、电焊条分为酸性焊条和碱性焊条.酸性焊条药皮的主要成分为酸性氧化物,如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁等.碱性焊条药皮的主要成分为碱性氧化物,如大理石、萤石等.作用是保护焊接过程中不被氧化,焊条焊接过程中产生大量的热2、焊条(coveredelectrode),是在金属焊芯外将涂料(药皮)均匀、向心地压涂在焊芯上。焊芯即焊条的金属芯,为了保证焊缝的质量与性能,对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定,特别是对有害杂质(如硫、磷等)的含量,应有严格的限制,优于母材。焊条由焊芯及药皮两部分构成。其种类不同,焊芯也不同。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要尽量少。

6. 焊接材料及工艺的选择主要应保证

焊件材料就是母材,就是工件的材质,焊接材料是指焊接时所消耗材料的通称,例如焊条、焊丝、金属粉末、焊剂、气体等。焊缝就是利用焊接热源的高温,将焊条和接缝处的金属熔化连接而成的缝,都是焊接的术语。焊接是被焊工件的材质(同种或异种),通过加热或加压或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。焊接过程中,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中,通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。按焊缝结合形式不同可分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝五种。

1、对接焊缝。在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝。

2、角焊缝。沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。

3、端接焊缝。构成端接接头所形成的焊缝。

4、塞焊缝。两零件相叠,其中一块开圆孔,在圆孔中焊接两板所形成的焊缝,只在孔内焊角恒缝者不为塞焊。

5、槽焊缝。两板相叠,其中一块开长孔,在长孔中焊接两板的焊缝,只焊角焊缝者不为槽焊。