焊接性指同質(zhì)材料或異質(zhì)材料在制造工藝條件下,能夠焊接形成完整接頭并滿足預期使用要求的能力,材料、設計、工藝及服役環(huán)境為影響焊接性的四大因素。評定焊接性的原則主要包括:①評定焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向,為制定合理焊接工藝提供依據(jù);②評定焊接接頭能否滿足結構使用性能的要求。 

1.高強鋼:屈服強度σs≥295MPa的強度用鋼均可稱為高強鋼。 

2.Mn的固溶強化作用很顯著,ωMn≤1.7%時,可提高韌性,降低脆性轉變溫度,Si會降低塑性、韌性,Ni既固溶強化又同時提高韌性且大幅度降低脆性轉變溫度的元素,常用于低溫鋼。 

3.熱軋鋼(正火鋼):屈服強度為295-490MPa的低合金高強鋼,一般是在熱軋或正火狀態(tài)下供貨使用。 

4.高強鋼焊接接頭的設計原則:高強鋼以其強度作為選用依據(jù),因而焊接接頭的原則為焊接接頭的強度等于母材的強度(等強原則),原因為:①焊接接頭強度大于母材強度,塑韌性降低;②等于時壽命相當;③小于時,接頭強度不足。 

5.熱軋及正火鋼的焊接性:熱軋鋼含有少量的合金元素一般情況下冷裂紋傾向不大,正火鋼由于含合金元素較多,淬硬傾向有所增加,隨著正火鋼碳當量及板厚的增加,淬硬性及冷裂紋傾向隨之增大。影響因素:⑴碳當量;⑵淬硬傾向;⑶熱影響區(qū)最高硬度,熱影響區(qū)最高硬度是評定鋼材淬硬傾向和冷裂紋感性的一個簡便的方法。 

6.SR裂紋(消除應力裂紋,再熱裂紋):含Mo正火鋼厚壁壓力容器之類的焊接結構,進行焊后消除應力熱處理或焊后再次高溫加熱的過程中,可能出現(xiàn)另一種形式的裂紋。 

7.韌性是表征金屬對脆性裂紋產(chǎn)生和擴展難易程度的性能。 

8.低合金鋼選擇焊接材料時必須考慮兩個方面的問題:

①不能有裂紋等焊接缺陷;

②能滿足使用性能要求。

熱軋鋼及正火鋼焊接一般是根據(jù)其強度級別選擇焊接材料,其選用要點如下:

①選擇與母材力學性能匹配的相應級別的焊接材料;

②同時考慮熔合比和冷卻速度的影響;

③考慮焊后熱處理對焊縫力學性能的影響。 

9.確定焊后回火溫度的原則:

①不要超過母材原來的回火溫度以免影響母材本身的性能;

②對于有回火的材料,要避開出現(xiàn)回火脆性的溫度區(qū)間。 

10.調(diào)質(zhì)鋼:淬火+回火(高溫)。 

11.高強鋼焊接采用“低強匹配”能提高焊接區(qū)的抗裂性。 

12.低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時要注意兩個基本問題:①要求馬氏體轉變時的冷卻速度不能太快,使馬氏體有自回火作用,以防止冷裂紋的產(chǎn)生;②要求在800℃-500℃之間的冷卻速度大于產(chǎn)生脆性混合組織的臨界速度。低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接要解決的問題:①防止裂紋;②在保證滿足高強度要求的同時,提高焊縫金屬及熱影響區(qū)的韌性。 

13.對于含碳量低的低合金鋼,提高冷卻速度以形成低碳馬氏體,對保證韌性有利。 

14.中碳調(diào)質(zhì)鋼合金元素的加入主要起保證淬透性和提高抗回火性能的作用,而真強度性能主要還是取決于含碳量。主要特點:高的比強度和高硬度。 

15.提高珠光體耐熱鋼的熱強性有三種方式:①基體固溶強化,加入合金元素強化鐵素體基體,常用的Cr、Mo、W、Nb元素能顯著提高熱強性;②第二相沉淀強化:在鐵素體為基體的耐熱鋼中,強化相主要是合金碳化物;③晶界強化:加入微量元素能吸附于晶界,延緩合金元素沿晶界的擴散,從而強化晶界。 

16.珠光體耐熱鋼焊接中存在的主要問題是冷裂紋,熱影響區(qū)的硬化、軟化以及焊后熱處理或高溫長期使用中的消除應力裂紋。 

17.-10到-196℃的溫度范圍稱為“低溫”,低于-196℃時稱為“超低溫”。 

1.鑄鐵的三大特點:減振性、吸油性、耐磨性。 

2.鑄鐵的性能主取決于石墨的形狀、大小、數(shù)量和分布等,同時基體組織也有一定的影響。 

3.球墨鑄鐵:F基體+圓球狀石墨;灰口鑄鐵:F基體+片狀石墨;蠕墨鑄鐵:基體+蠕蟲狀石墨;可鍛鑄鐵:F基體+團絮狀石墨。 

4.低碳鋼焊條是否可以焊接鑄鐵:不可以。在焊接時,即使小電流,母材在第一道焊縫中所占的比例為25%-30%,若依鑄鐵中C=3%計算,第一道焊縫中的含碳量為0.75%-0.9%,屬于高碳鋼,焊接冷卻后立即出現(xiàn)高碳馬氏體,且焊接HAZ會出現(xiàn)白口組織,機械加工困難。 

5.電弧熱焊:熔鑄件預熱到600-700℃,然后在塑性狀態(tài)下進行焊接,焊接溫度不低于400℃,為防止焊接過程中開裂,焊后立即進行消除應力處理及緩冷,此鑄鐵焊補工藝稱為電弧熱焊。 

6.半熱焊:預熱溫度在300-400℃時稱為半熱焊。 

1.不銹鋼:不銹鋼是指能耐空氣、水、酸、堿、鹽及其溶液和其他腐蝕介質(zhì)腐蝕的,具有高度化學穩(wěn)定性的合金鋼的總稱。 

2.不銹鋼的主要腐蝕形式有均勻腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕等。均勻腐蝕,指接觸腐蝕介質(zhì)的金屬表面全部產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象;點腐蝕,指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微,而分散發(fā)生的局部腐蝕;縫隙腐蝕,在電解液中,如在氧離子環(huán)境中,不銹鋼間或與異物接觸的表面間存在間隙時,縫隙中溶液流動將發(fā)生遲滯現(xiàn)象,以至于溶液局部Cl-,形成濃差電池,從而導致縫隙中不銹鋼鈍化膜吸附Cl-而被局部破壞的現(xiàn)象;晶間腐蝕,在晶粒邊界附近發(fā)生的有選擇性的腐蝕現(xiàn)象;應力腐蝕,指不銹鋼在特定的腐蝕介質(zhì)和拉應力作用下出現(xiàn)的低于強度極強的脆性開裂的現(xiàn)象。 

3.防止點腐蝕的措施:1)減少氯離子含量和氧離子含量;2)在不銹鋼中加入鉻、鎳、鉬、硅、銅等合金元素;3)盡量不進行冷加工,以減少位錯露頭處發(fā)生點腐蝕的可能;4)降低鋼中的含碳量。 

4.不銹鋼及耐熱鋼的高溫性能:475℃脆性,主要出現(xiàn)在Cr>13%的鐵素體,430-480℃之間長期加熱并緩冷,導致在常溫時或負溫時出現(xiàn)強度升高而韌性下降;σ相脆化,是Cr的質(zhì)量分數(shù)的45%的典型,FeCr金屬間化合物,無磁性,硬而脆。 

5.奧氏體不銹鋼焊接接頭的耐蝕性:1)晶間腐蝕;2)熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕;3)刀狀腐蝕。 

6.防止焊縫發(fā)生晶間腐蝕的措施:1)通過焊接材料,使焊縫金屬或者成為超低碳情況,或者含有足夠的穩(wěn)定化元素Nb;2)調(diào)整焊縫成分獲得一定δ相。 

7.熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕:指焊接熱影響區(qū)中加熱峰值溫度處于敏化加熱區(qū)間的部位所發(fā)生的晶間腐蝕。 

8.刀狀腐蝕:在熔合區(qū)產(chǎn)生的晶間腐蝕,有如刀削切口形式,故稱為“刀狀腐蝕”。 

9. 防止刀狀腐蝕措施:

①選用低碳母材和焊接材料;

②采用又相組織的不銹鋼;

③采用小電流焊接,減少焊接粗晶區(qū)的過熱程度及寬度;

④與腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫最后焊接;

⑤交叉焊接;⑥加大鋼中Ti,Tb含量,使焊接粗晶區(qū)的晶粒邊界有足夠的Ti、Tb與碳化合。 

10.不銹鋼為什么采用小電流焊接?以減小焊接熱影響區(qū)的溫度,防止焊縫晶間腐蝕的產(chǎn)生,防止焊條、焊絲過熱,焊接變形,焊接應力,減少熱輸入等。 

11.引起應力腐蝕開裂的三個條件:環(huán)境,選擇性的腐蝕介質(zhì),拉應力。 

12.防止應力腐蝕開裂的措施:1)調(diào)整化學成分,超低碳有利于提高抗應力腐蝕的能力,成分與介質(zhì)的匹配問題;2)清除焊接殘余應力;3)電化學腐蝕,定期檢查及時修補等。 

13.為提高耐點蝕性能:

1)一方面必須減少Cr、Mo的偏析;

2)一方面采用較母材更高Cr、Mo含量的所謂“超合金化”焊接材料。 

14.奧氏體不銹鋼焊接時會產(chǎn)生熱裂紋,應力腐蝕裂紋,焊接變形,晶間腐蝕。 

15.奧氏體鋼焊接熱裂紋的原因:

1)奧氏體鋼的熱導率小,線膨脹系數(shù)大,拉應力致大;

2)奧氏體鋼易于聯(lián)生結晶形成方向性強的柱狀晶的焊縫組織,有利于有害雜質(zhì)偏析;

3)奧氏體鋼合金組成較復雜,易溶共晶。 

16.防止熱裂紋措施:①嚴格限制母材和焊接材料中的P、S含量;②盡量使焊縫形成雙相組織;③控制焊縫的化學成分;④小電流焊接。 

17.奧氏體不銹鋼選材時應注意:①堅持“適用性原則”;②根據(jù)所選各焊材的具體成分確定是否適用;③考慮具體應用的焊接方法和工藝參數(shù)可能造成的熔合比大小;④根據(jù)技術條件規(guī)定的全面焊接性要求來確定合金化程度;⑤要重視焊縫金屬合金系統(tǒng),具體合金成分在該合金系統(tǒng)中的作用,考慮使用性能要求和工藝焊接性要求。 

18.鐵素體不銹鋼焊接性分析:

1)焊接接頭的晶間腐蝕;

2)焊接接頭的脆化,高溫脆化,σ相脆化,475℃脆化。 

1.氧化和蒸發(fā) 

由于鎂的氧化性極強,在焊接過程中易形成氧化膜(MgO),MgO熔點高(2500℃)、密度大(3.2g/cm3),易在焊縫中形成夾雜,降低了焊縫性能。在高溫下,鎂還容易和空氣中的氮發(fā)生化學反應生成鎂的氮化物,弱化接頭的性能。鎂的沸點不高,這將導致在電弧高溫下很容易蒸發(fā)。 

2.晶粒粗大 

由于熱導率大,故焊接鎂合金時要用大功率熱源、高速焊接,易造成焊縫和近焊縫區(qū)金屬過熱和晶粒長大。 

3.熱應力 

鎂合金熱膨脹系數(shù)較大,約為鋁的1～2倍,在焊接過程中易產(chǎn)生大的焊接變形,引起較大的殘余應力。 

4.焊縫金屬下塌 

由于鎂的表面張力比鋁小,焊接時很容易產(chǎn)生焊縫金屬下塌,影響焊縫成形質(zhì)量。 

5.氣孔 

與焊接鋁合金相似,鎂合金焊接時易產(chǎn)生氫氣孔。氫在鎂中的溶解度隨溫度的降低而減小,而且鎂的密度比鋁小,氣體不易逸出,在焊縫凝固過程中會形成氣孔。 

6.熱裂紋 

鎂合金易與其他金屬形成低熔點共晶組織,在焊接接頭中易形成結晶裂紋。當接頭處溫度過高時,接頭組織中的低熔點化合物在晶界處會熔化出現(xiàn)空穴,或產(chǎn)生晶界氧化等,即所謂的“過燒”現(xiàn)象。