金属焊接性试题总结由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“金属焊接性试题”。
金属焊接性:就是金属是能否适应焊接加工而形成完整的,具备一定强的元素。3进固深处理4采用双相组织5加快冷却速度,焊接接头在使用性能的焊接接头的特性,一是金属在焊接加工中是否容易形成缺危险温度区停留的时间越短,接头的耐晶间腐蚀能力越强,所以不锈陷,二是汉城的接头在一定使用条件下可靠运行的能力影响焊接性的钢焊接时,快速冷却是提高接头耐腐蚀能力的有效措施。由于奥氏体因素:1材料2工艺3结构4服役条件 不锈钢冷却过程中没有马氏体的转变过程,所以快速冷却不会使接头斜Y形坡口焊接裂纹实验法:用来评定碳钢和低合金高强钢焊接热影淬硬。热裂纹的防治: 1)双相组织的焊缝比单相奥氏体组织具有较响区对冷裂纹的敏感性 又称“小铁研”法焊接结构生产的表面裂纹率高的抗热裂纹能力。因为铁素体可以细化晶粒,打乱柱状晶的方向,
全而成细小片状残留,最终也想铸铁将在共晶温度区间转变为高温莱氏体,A因碳的溶解度下降而析出二次渗碳体,二次渗碳体和共晶渗碳体混在一起形成白口。3 奥氏体区:由于该区在共析温度区间以上,其基体被完全奥实体化在奥氏体区温度较高的地方由于石墨片中的碳向奥氏体扩散较多 A中C含量较高同时A晶粒较小,在随后的冷却过程中如果冷却速度过快将从A中析出二次渗碳体,共析转变时 A转变珠光体类型组织 冷却速度更快时会产生马氏体与残余奥氏体使该区硬度比母材有一定提高,焊接接头的加工性变差。
2.分析Q345的焊接性特点,给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。答:Q345钢属于热轧钢,其碳当量小于0.4%,焊接性良好,一般不需要预热和严格控制焊接热输入,从脆硬倾向上,Q345钢连续冷却时,珠光体转变右移,使快冷下的铁素体析出,剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体,而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向,Q345刚含碳量低含锰高,具有良好的抗热裂性能,在Q345刚中加入V、Nb达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化,韧性明显降低,Q345钢经过600℃×1h退火处理,韧性大幅提高,热应变脆化倾向明显减小。;焊接材料:对焊条电弧焊焊条的选择:E5系列。埋弧焊:焊剂SJ501,焊丝H08A/H08MnA.电渣焊:焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。CO2气体保护焊:H08系列和YJ5系列。预热温度:100~150℃。焊后热处理:电弧焊一般不进行或600~650℃回火。电渣焊900~930℃正火,600~650℃回火
3.Q345与Q390焊接性有何差异?Q345焊接工艺是否适用于Q390焊
构及厚壁高压容器需要进行消应力处理。4焊接接头的力学性能:焊接金属和热影响区的力学性能是影响使用性的基本性能。低碳调质钢:低碳钢中碳含量不高于0.22添加猛、铬、镍、钼、钒、铌铜主要是为了提高钢的淬透性和马氏体的回火稳定性。这类钢由于碳含量低,淬火后得到低碳马氏体而且会发生自回火脆性小具有良好的焊接性。经过淬火加回火热处理的刚成为调制钢。低碳调质钢具有较高的强度和良好的塑性、韧性和耐磨性,裂纹敏感性低。强度等级不同的两种低调质碳钢焊接时的淬硬性很大,又产生焊接裂纹的倾向。采用低强匹配焊材和co2气体保护焊,控制焊缝扩散氢含量在超低氢水平,可实现在不预热条件下的焊接。选用低强匹配的焊材,接头的实际强度可能等强,甚至超强,而按等强匹配选择的焊材可能造成超强的效果,造成焊缝金属塑韧性和抗裂性的下降。低碳调质钢工艺要点:⑴焊前预热 当板厚较小或接头拘束度也较小时,焊前可不进行预热,如15MnMoVN、14MnMoNbB钢。当板厚小于13mm时,通常采用不预热施焊。随着板厚的增加,为了防止产生冷裂纹,必须进行预热,但是必须严格控制预热温度,因为过高的预热温度会使热影响区的冷却速度过于缓慢,使热影响区强度下降,韧性变坏 ⑵焊接材料 为防止产生冷裂纹,因此必须严格控制焊接材料中的含氢量,要求所使用的焊条必须是低氢型或超低氢型的,焊前应严格按规定进行烘干、贮存。⑶焊接技术 为避免过度损伤热影响区的韧性,应避免使用过大的线能量,因此,不推荐使用大直径的焊条或焊丝。只要可能,应采用多层小焊道焊缝,最好采用窄焊道,而不采用横向摆动的运条技术。⑷焊后热处理 大多数低碳调质钢的焊接构件都是在焊态下使用,只有在下述条件下才进行焊后热处理。1)焊后或冷加工后的韧性过低。2)焊后需进行高精度加工,要求保证结构尺寸的稳定性。3)焊接结构承受应力腐蚀。焊后热处理的温度必须低于母材调质处理的回火温度。中碳调质钢的焊接性⑴焊接热影响区的脆化和软化 首先,由于中碳调质钢的含碳量高、合金元素多,钢的淬硬倾向大,在热影响区的淬火区会产生大量的马氏体,导致严重脆化。其次,热影响区被加热到超过调质处理时回火温度的区域,将出现强度、硬度低于母材的软化区。⑵裂纹倾向严重 中碳调质钢的淬硬倾向大,热影响区产生的马氏体组织,增大了焊接接头的冷裂倾向。中碳调质钢的焊接工艺常用的各种熔焊方法,都可以适用于焊接中碳调质钢。⑴预热及后热 除了拘束度小、构造简单的薄壳结构不用预热外,中碳调质钢都应采取焊前预热和后热措施,预热温度约为200~350℃后热温度为300℃左右。如果焊后不能及时进行调质处理,则必需在焊后及时进行中间热处理,即在等于或高于预热温度下进行保温一段时间的热处理,如低温回火或650~680℃高温回火。若焊件焊前处于调质状态,其预热温度、层间温度及热处理温度都应比母材淬火后的回火温度低50℃。进行局部预热时,应在焊缝两侧各100mm范围内均匀加热。⑵焊接材料 为了防止产生热裂纹,要求采用低碳焊丝,焊丝中的碳的质量分数应控制在0.15%以内⑶焊接线能量 中碳调质钢宜用小线能量焊接,以有利于减少淬火区的高温停留时间,降低奥氏体的晶粒长大,从而降低淬火区的脆化程度。低温用钢的焊接工艺 工作温度等于或低于-20℃的低碳素结构钢和低合金钢称为低温用钢,对低温用钢的主要要求是应保证在使用温度下具有足够的塑性及抵抗脆性破坏的能力。低温用钢由于含碳量低,淬硬倾向和冷裂倾向小,所以焊接性良好。焊接时,为避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而降低低温韧性,要求采用小的焊接线能量,焊接电流不宜过大,宜用快速多道焊以减轻焊道过热,并通过多层焊的重热作用细化晶粒,多道焊时要控制层间温度不得过高,如焊接06MnNbDR低温用钢时,层间温度不得大于300℃。低温用钢焊后可进行消除应力热处理,以降低焊接结构的脆断倾向。奥氏体不锈钢的焊接性:1.焊接热裂纹:由于 奥氏体不锈钢的热导率小,线膨胀系数大,在焊接区降温期焊接接头必然要承受较大的拉应力这也促成各种类型热裂纹的产生2.&相导致的脆化 3.焊接变形与收缩4.焊接接头的晶间腐蚀 :奥氏体不锈钢焊接接头,在腐蚀介质中工作一段时间可能局部发生沿晶界的腐蚀 ; 焊缝上的晶间腐蚀通常都只是在多道多层的情况下出现,前一道金属受到后面焊道的热影响而处于敏化温度的区代,可能出现晶间贫珞而不耐腐蚀 5.焊接接头的刀状腐蚀6.焊接接头的应力腐蚀 工艺要点(1)防止奥氏体不锈钢焊接热裂纹的措施1.冶金措施,控制焊缝金属中的铬镍比,焊缝金属中严格限制硼硫磷西等有害金属的含量,焊缝金属中添加一定数量的铁素体组织2.工艺措施:选用适当的焊接坡口或焊接方法,尽量选用低氢型焊条和无氧焊剂,选择合理的焊接结构、焊接接头形式和焊接顺序,尽量减少焊接应力防止&相产生的措施:严格控制焊接材料中加速&相形成的元素适当降低铬含量和提高镍含量(2)防止焊接接头产生晶间腐蚀的工艺和冶金措施:工艺1.选用适当的焊接方法:采用小的线能量让焊接接头尽可能的缩短在敏感温度区段的停留时间2.工艺参数制定:以在焊接熔池停留时间最短为宗旨3.尽量采用窄焊缝,多道多层焊4.强制焊接区快速冷却5.进行稳定化处理或固溶处理冶金措施:使焊缝金属具有奥氏体和铁素体双向组织,在焊缝金属中加入比铬更容易与碳集合的稳定元素如钛豪,降低焊缝金属中的含碳量(异种)珠光体耐热钢与奥氏体不锈钢焊接时的结合性能包括焊缝化学成分的控制、凝固过渡层的形成及碳迁移过渡层的形成、接头应力 奥氏体不锈钢焊接接头问题:焊接接头的晶间腐蚀,应力腐蚀、热裂纹等防治:1控制含碳量在0.08%以下。因为含碳量在0.08%以下时,能够析出的碳的数量较少,在0.08%以上时,能够析出的碳的数量迅速增加。2添加稳定剂即在钢材和焊接材料中加入比铬与碳亲和力更脂,污物等谈情化合物气孔防治措施:1)限制氢的来源:焊材严格接,为什么? 答:Q345与Q390都属于热轧钢,化学成分基本相同,控制含水量,用前干燥处理;焊接前必须严格清除工件和焊丝表面氧只是Q390的Mn含量高于Q345,从而使Q390的碳当量大于Q345,化膜和油污;2)控制焊接工艺:适当减慢焊速;3)调整电弧气氛热所以Q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q345,其余的焊接性基本相同。裂纹的防治:选择抗裂性优良的基本金属以及选择与基本金属合理匹Q345的焊接工艺不一定适用于Q390的焊接,因为Q390的碳当量较配的焊接材料。1选热裂倾向小的母材2选适当的填充金属3合理的焊大,一级Q345的热输入叫宽,有可能使Q390的热输入过大会引起接接方法和工艺4减少焊接应力。头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大,过热区的脆化也变Q345钢的焊接工艺 的严重。
Q345钢属于碳锰钢,碳当量为0.345%~0.491%,屈服点等于343MPa7.比较Q345、T-1钢、2.25Cr-Mo和30MnSiA的冷裂、热裂和消除应(强度级别属于343MPa级)。Q345钢的合金含量较少,焊接性良好,裂纹的倾向.答:
1、冷裂纹的倾向:Q345为热扎钢其碳含量与碳当量焊前一般不必预热。但由于Q345钢的淬硬倾向比低碳钢稍大,所以在较底,淬硬倾向不大,因此冷裂纹敏感倾向较底。T-1钢为低碳调质钢,低温下(如冬季露天作业)或在大刚性、大厚度结构上焊接时,为防加入了多种提高淬透性的合金元素,保证强度、韧性好的低碳自回火止出现冷裂纹,需采取预热措施。Q345钢手弧焊时应选用E50型焊条,M和部分下B的混合组织减缓冷裂倾向,2.25Cr-1Mo为珠光体耐热钢,如碱性焊条E5015、E5016,对于不重要的结构,也可选用酸性焊条其中Cr、Mo能显著提高淬硬性,控制Cr、Mo的含量能减缓冷裂倾E5003、E5001。对厚度小、坡口窄的焊件,可选用E4315、E4316焊向,2.25-1Mo冷裂倾向相对敏感。30CrMnSiA为中碳调质钢,其母材条Q345钢埋弧焊时H08MnA焊丝配合焊剂HJ431(开I形坡口对接)含量相对高,淬硬性大,由于M中C含量高,有很大的过饱和度,点或H10Mn2焊丝配合焊剂HJ431(中板开坡口对接),当需焊接厚板深阵畸变更严重,因而冷裂倾向更大。
2、热裂倾向Q345含碳相对低,坡口焊缝时,应选用H08MnMoA焊丝配合焊剂HJ431。Q345钢是目而Mn含量高,钢的Wmn/Ws能达到要求,具有较好的抗热裂性能,前我国应用最广的低合金钢,用于制造焊接结构的Q345钢均为Q345R热裂倾向较小。T-1钢含C低但含Mn较高且S、P的控制严格因此热和Q345g钢。裂倾小。30CrMnSiA含碳量及合金元素含量高,焊缝凝固结晶时,固低碳钢的焊接性:1.冷裂纹,碳钢的冷裂纹敏感性主要与其成分,熔敷-液相温度区间大,结晶偏析严重,焊接时易产生洁净裂纹,热裂倾向金属成分,寒风中溶解的氢和焊接区的拘束度等因素有关 1.碳当量,较大。
3、消除应力裂纹倾向:钢中Cr、Mo元素及含量对SR产生影对碳钢冷裂影响最大的是钢材和熔敷金属的碳当量随着碳含量的增响大,Q345钢中不含Cr、Mo,因此SR倾向小。T-1钢令Cr、Mo加,焊接性逐渐变差2.淬硬倾向,焊缝和热影响区的冷裂倾向除与其但含量都小于1%,对于SR有一定的敏感性;SR倾向峡谷年队较大,成分有关外,组织对性能影响更为明显淬硬组织或马氏体组织越多,2.25Cr-Mo其中Cr、Mo含量相对都较高,SR倾向较大。
其硬度越高,这样,焊缝和热影响区硬度越高,焊接性差3.拘束度和8.同一牌号的中碳调质钢分别在调质状态和退火状态进行焊接时焊接氢,氢和街头的拘束度也会增加冷裂纹敏感性,钢板厚度增加,拘束工艺有什么差别?为什么中碳调质钢一般不在退火的状态下进行焊度增大,焊接时焊接区被刚性固定或结构的刚性过大都可造成拘束度接? 答:在调质状态下焊接,若为消除热影响区的淬硬区的淬硬组织增加,提高氢致裂纹的敏感性 二 热裂纹敏感与钢中成分尤其是SP等和防止延迟裂纹产生,必须适当采用预热,层间温度控制,中间热处杂质有关在焊接SP 过高的碳钢时,当母材稀释率较高时,进入焊缝的理,并焊后及时进行回火处理,若为减少热影响的软化,应采用热量SP较多,容易引起寒风中的热裂纹 三,层状撕裂,焊接热影响区的性集中,能量密度越大的方法越有利,而且焊接热输入越小越好。能变化 在退火状态下焊接:常用焊接方法均可,选择材料时,焊缝金属的调中碳钢的焊接性中碳钢的碳的质量分数为0.25%~0.60%。当碳的质量质处理规范应与母材的一致,主要合金也要与母材一致,在焊后调质分数接近0.25%而含锰量不高时,焊接性良好。随着含碳量的增加,焊的情况下,可采用很高的预热温度和层间温度以保证调质前不出现裂接性逐渐变差。如果碳的质量分数为0.45%左右而仍按焊接低碳钢常用纹。的工艺施焊时,在热影响区可能会产生硬脆的马氏体组织,易于开裂,因为中碳调质钢淬透性、淬硬性大,在退火状态下焊接处理不当易产即形成冷裂纹。焊接时,相当数量的母材被熔化进入焊缝,使焊缝的生延迟裂纹,一般要进行复杂的焊接工艺,采取预热、后热、回火及含碳量增高,促使在焊缝中产生热裂纹,特别是当硫的杂质控制不严焊后热处理等辅助工艺才能保证接头使用性能。
时,更易出现。这种裂纹在弧坑处更为敏感,分布在焊缝中的热裂纹2.为什么18-8奥氏体不锈钢焊缝中要求含有一定数量的铁素体组织?于是与焊缝的鱼鳞状波纹线相垂直中碳钢的焊接工艺要点⑴预热 预热通过什么途径控制焊缝中的铁素体含量?答:焊缝中的δ相可打乱单有利于减低中碳钢热影响区的最高硬度,防止产生冷裂纹,这是焊接一γ相柱状晶的方向性,不致形成连续,另外δ相富碳Cr,又良好的中碳钢的主要工艺措施,预热还能改善接头塑性,减小焊后残余应力。供Cr条件,可减少γ晶粒形成贫Cr层,故常希望焊缝中有4%~12%通常,35和45钢的预热温度为150~250℃含碳量再高或者因厚度和的δ相。通过控制铁素体化元素的含量,或控制Creq/Nieq的值,刚度很大,裂纹倾向大时,可将预热温度提高至250~400℃。若焊件来控制焊缝中的铁素体含量。
太大,整体预热有困难时,可进行局部预热,局部预热的加热范围为9.双相不锈钢的成分和性能特点,与一般A不锈钢相比双相不锈钢的焊口两侧各150~200mm。⑵焊条 条件许可时优先选用碱性焊条。⑶焊接性有何不同?在焊接工艺上有什么特点?答:双相不锈钢是在固坡口形式 将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷,铲溶体中F和A相各占一半,一般较少相的含量至少也要达到30%的不挖出的坡口外形应圆滑,其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例,锈钢。这类钢综合了A不锈钢和F不锈钢的优点,具有良好的韧性、以降低焊缝中的含碳量,防止裂纹产生。⑷焊接工艺参数 由于母材熔强度及优良的耐氧化物应力腐蚀性能。与一般A不锈钢相比:{1}化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右,所以第一层焊缝焊接其凝固模式以F模式进行;{2}焊接接头具有优良的耐蚀性,耐氯化物时,应尽量采用小电流、慢焊接速度,以减小母材的熔深。⑸焊后热SCC性能,耐晶间腐蚀性能,但抗H2S的SCC性能较差;{3}焊接接头处理 焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理,特别是对于大厚度焊的脆化是由于Cr的氮化物析出导致;{4}双相钢在一般情况下很少有件、高刚性结构件以及严厉条件下(动载荷或冲击载荷)工作的焊件冷裂纹,也不会产生热裂纹。焊接工艺特点:{1}焊接材料应根据“适更应如此。消除应力的回火温度为600~650℃。若焊后不能进行消除用性原则”,不同类型的双相钢所用焊材不能任意互换,可采取“适量”应力热处理,应立即进行后热处理。超合金化焊接材料;{2}控制焊接工艺参数,避免产生过热现象,可适低碳钢与中碳钢的焊接性差异,为何中碳钢焊接时易在热影响区中产当缓冷,以获得理想的δ/γ相比例;{3}A不锈钢的焊接注意点同样适生冷裂纹? 合双相钢的焊接。
冷裂纹:与低碳钢相比,中碳钢的碳当量较大,随着碳的增加提高了1.为什么Al-Mg及al-li合金焊接时易形成气孔?al及其合金焊接时产钢的淬硬性,焊接时易在HAZ产生M,且中碳钢的M组织有较大的生气孔的原因是什么?如何防止气孔?为什么纯铝焊接易出现分散小淬硬性,因此中碳钢焊接时易产生冷裂纹。热裂纹:低碳钢弧焊时具气孔?而al-mg焊接时易出现焊接大气孔? 答:1)氢是铝合金及铝焊有较高的刚热裂纹能力,中碳钢中碳本身的偏析以及它促使S,P等其他接时产生气孔的主要原因。2)氢的来源非常广泛,弧柱气氛中的元素的偏析明显起来,易形成低熔点共晶体而导致热裂纹倾向增加。水分,焊接材料以及母材所吸附的水分,焊丝及母材表面氧化膜的吸中碳钢焊后HAZ更容易形成脆硬的M组织,这种组织对氢更敏感,附水,保护气体的氢和水分等都是氢的来源。3)氢在铝及其合金产生冷裂纹所需的临界应力更低。中的溶解度在凝点时可从0.69ml/100g突降至0.036mol/100g相差约20紫铜焊接时其焊缝为单相@组织,导热性强,焊缝易生成粗大晶粒。紫倍,这是促使焊缝产生气孔的重要原因之一。4)铝的导热性很强,铜及黄铜收缩率和线膨胀系数较大,焊接应力较大,易形成热裂纹 黄熔合区的冷速很大,不利于气泡的浮出,更易促使形成气孔
铜焊接时为使焊缝的机械性能和母材相同或相近,焊缝常为双相组织,防止措施: 1)减少氢的来源,焊前处理十分重要,焊丝及母材表面焊缝晶粒变细,焊缝抗热裂纹性能改善的氧化膜应彻底清除。2)控制焊接参数,采用小热输入减少熔池存焊缝强韧性匹配:选用“低强匹配”的焊材,焊接接头实际强度未必在时间,控制氢溶入和析出时间3)改变弧柱气氛中的性质
低强,可能等强甚至可能还稍许超强,而按等强匹配焊材则可能造成原因:1)纯铝对气氛中水分最为敏感,而al-mg合金不太敏感,因此超强的后果,造成焊缝金属塑性和抗裂性下降。纯铝产生气孔的倾向要大2)氧化膜不致密,吸水强的铝合金al-mg热影响区脆化:中碳调质钢由于碳含量较高,合金元素较多,有相当比氧化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向,因此纯铝的气孔分数小,大的淬硬倾向,马氏体转变温度低,无自回火过程,因而在焊接热影而al-mg合金出现集中大气孔3)Al-mg合金比纯铝更易形成疏松响区容易产生大量脆硬的马氏体组织,导致热影响区脆化,生成的高而吸水强的厚氧化膜,而氧化膜中水分因受热而分解出氢,并在氧化碳马氏体越多,脆化越严重 膜上冒出气泡,由于气泡是附着在残留氧化膜上,不易脱离浮出,且热影响区软化:焊前为调质状态的钢材焊接时,被加热到该调质处理因气泡是在熔化早期形成有条件长大,所以常造成集中大的气孔。因的回火温度以上时,焊接热影响区将出现强度,硬度低于母材的软化此al-mg合金更易形成集中的大气孔。区,如果焊后不再进行调质处理,该软化区可能成为降低接头区强度的薄弱区。中碳调质钢的强度级别越高时,软化问题越突出 试分析灰铸铁电弧焊时形成白口与淬硬组织的原因及危害: 1 焊接区:由于焊缝金属的冷却速度远大于铸件在砂型中的冷却速度,焊缝将主要由共晶渗碳体,二次渗碳体及珠光体组成即白口铸铁组织。影响整个焊接接头的机械加工性能而且容易产生裂纹。2 半熔化区:
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