化学性质对异种金属焊接性的影响

原创 胡伟明  2021-06-20 20:56:00  阅读 93 次 评论 0 条
摘要:

化学性质的影响主要应考虑元素的化学活泼性,即与周围环境化学元素化合的敏感性。其中包括简单材料化学元素与周围环境化学元素作用的敏感性,这是在同种材料焊接中就存在的问题,在异种金属的焊接中依然存在。此外,两种金属的主导元素也可能发生化学作用,影响其焊接性。如铝与钢焊接时,由于铝的化学性质活泼,与周围环境气体中的氧发生化学作用产生三氧化二铝膜,就成为铝-钢异种金属焊接中必须要解决的问题。除此之外,铝与钢的主导元素铁与铝之间也能发生化学作用,而形成一系列的Fe-Al金属间化合物,这些金属间化合物也对铝-

化学性质的影响

主要应考虑元素的化学活泼性,即与周围环境化学元素化合的敏感性。其中包括简单材料化学元素与周围环境化学元素作用的敏感性,这是在同种材料焊接中就存在的问题,在异种金属的焊接中依然存在。此外,两种金属的主导元素也可能发生化学作用,影响其焊接性。如铝与钢焊接时,由于铝的化学性质活泼,与周围环境气体中的氧发生化学作用产生三氧化二铝膜,就成为铝-钢异种金属焊接中必须要解决的问题。除此之外,铝与钢的主导元素铁与铝之间也能发生化学作用,而形成一系列的Fe-Al金属间化合物,这些金属间化合物也对铝-钢异种金属焊接产生重要的影响。不仅如此,异种金属焊接时,其合金元素化学性能的作用也不可低估。如在碳钢与含铬的耐热钢或不锈钢的异种金属焊接中,碳钢中的碳与含铬的耐热钢或不锈钢中的铬会发生强烈的化学作用,而形成一系列的C-Cr化合物,对焊接质量有重大影响。所有这些,都对异种金属的焊接产生影响,也是异种金属焊接中必须要考虑和解决的问题。

在可能形成焊接结合的前提下,特别是要在熔焊条件下获得一个实际可用的焊接接头时,还存在其他许多问题。

形成脆性化合物

异种金属焊接时,由于焊缝金属化学成分的多元性和复杂性,除了形成多种碳化物和氮化物外,还能析出多种非金属化合物或金属间化合物。这些非金属化合物与金属间化合物,除本身具有一定脆性外,还对焊接接头的力学性能产生很大影响,往往会降低焊缝的塑性和韧性,甚至导致裂纹倾向加大,以及成为焊接接头发生脆性断裂的重要因素。

焊接接头难以与母材金属等性能

通常,两种不同金属结合在一起会构成腐蚀偶,因而其耐蚀性要比其中任何一种金属都低,这是一个不易解决的难题。此外,为了实现异种金属的焊接,往往选用塑性较好的焊接材料,以免焊缝金属开裂或脆化,但可能会降低焊接接头的强度。因此,为了保证异种金属焊接接头具有良好的综合使用性能,往往不得不放弃或降低一些次要性能指标的要求,这是异种金属焊接时不可避免的问题。

由此可见,异种金属焊接时需要解决的问题较多,焊接难度也很大,只有选用合理的焊接方法和焊接材料,并正确制订焊接工艺方案,采取一些特殊措施,才能获得优质的异种金属的焊接接头。

异种金属组合中对熔焊焊接性的影响如下图所示。

异种金属熔焊焊接性.png


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