焊接材料选用的原则

原创 胡伟明  2020-12-06 20:56:00  阅读 307 次 评论 0 条
摘要:

焊接材料承压设备的设计图样对焊接接头性能作出规定,一般情况下都要求焊接接头性能不低于母材或应符合图样规定的技术要求。焊接接头包括焊缝区、熔合区和热影响区。焊缝区是由焊材熔敷金属和熔化的母材金属组成的。焊接材料的性能都是焊材熔敷金属(不含母材金属)性能,不能表示焊缝的性能。在焊缝金属和热影响区之间除了碳迁移外,没有任一焊接材料在焊接过程中可以作用于热影响区而改变它的性能。选用焊接材料时主要考虑焊缝金属性能,为保证焊接接头性能需要焊接工艺(特别是焊后热处理,线能量等)配合。基本原则焊接材料选用基本原

焊接材料

承压设备的设计图样对焊接接头性能作出规定,一般情况下都要求焊接接头性能不低于母材或应符合图样规定的技术要求。

焊接接头包括焊缝区、熔合区和热影响区。焊缝区是由焊材熔敷金属和熔化的母材金属组成的。焊接材料的性能都是焊材熔敷金属(不含母材金属)性能,不能表示焊缝的性能。在焊缝金属和热影响区之间除了碳迁移外,没有任一焊接材料在焊接过程中可以作用于热影响区而改变它的性能。

选用焊接材料时主要考虑焊缝金属性能,为保证焊接接头性能需要焊接工艺(特别是焊后热处理,线能量等)配合。

基本原则

焊接材料选用基本原则是焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术条件要求。

应根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能,并结合承压设备的结构特点、使用条件及焊接方法综合考虑选用焊接材料,必要时通过试验确定。

相同钢号相焊的焊缝金属

①碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能,且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30MPa。耐热型低合金钢的焊缝金属还应保证化学成分。

②高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。

③不锈钢复合钢基层的焊缝金属应保证力学性能,且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30MPa;复层的焊缝金属应保证耐腐蚀性能,当有力学性能要求时还应保证力学性能。复层焊缝与基层焊缝以及复层焊缝与基层钢板的交界处宜采用过渡焊缝。

不同钢号相焊的焊缝金属

不同强度钢号的碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属应保证力学性能,且其抗拉强度不应超过强度较高母材标准规定的上限值。

奥氏体高合金钢与碳素钢或低合金钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能。宜采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料。

两个问题

焊缝金属与母材的强度匹配

对于承压设备而言,焊接接头的力学性能是基本性能,对碳素钢和低合金钢来讲,焊缝金属强度与母材强度匹配又是承压设备行业和焊接行业的“热点”,研究争论甚多。焊缝金属与母材力学性能匹配应统一考虑强度匹配、塑性匹配和韧性匹配。对于强度型钢按“等强”原则选用焊接材料,焊接接头可具有足够的韧性储备,而适当“超强”也确实有利于提高接头抗脆断性能。用强度级别为700MPa~800MPa的高强度钢作母材,选择不同强度级别焊条焊接,进行落锤试验和深缺口宽板拉伸试验结果表明,焊缝金属过分超强或过分低强,均易促使脆性断裂,接近等强的接头最为理想。焊缝低强匹配在工艺上还可降低预热温度,减少冷裂纹敏感性。

通常都是按熔敷金属名义保证值来选用焊接材料,而熔敷金属实际强度又往往超出名义保证值很多,如再考虑冶金因素或熔合比的作用,实际焊缝金属的强度水平将远远高出焊接材料熔敷金属的名义保证值。愿望是“低强”匹配,现实可能是“等强”;愿望是“等强”,现实可能是“超强”,所以应根据焊缝金属实际强度水平来分析匹配问题。

异类焊缝金属使用

中、高合金耐热钢,马氏体不锈钢和铁素体不锈钢,焊接性能差,为防止产生冷裂纹,预热温度较高,层间温度控制严格,焊后还要进行热处理,焊接工艺条件要求严。实际施工时为了避免预热、后热,也有用奥氏体钢焊接材料施焊,以提高焊接接头的塑性,防止焊接裂纹的产生。此时由于焊缝金属在化学成分、金相组织、物理性能及力学性能与母材有很大差异,焊接残余应力不可避免,对焊接接头使用性能可能会产生不利影响。




本文地址:https://www.huweiming.com/post/359.html
版权声明:本文为原创文章,版权归 胡伟明 所有,欢迎分享本文,转载请保留出处!

评论已关闭!