影響材料(鋼材)焊接性的因素有哪些?
發布時間: 2019-11-06作者：baile100瀏覽量：
影響材料(鋼材)焊接性的因素有哪些?
答：影響焊接性的因素很多，對鋼材來說可歸納為材料、工藝、結構及使用條件。
(1)材料因素包括母材與焊接材料。在相同的焊接條件下，決定母材焊接性的主要因素是它本身的物理、化學性能。物理性能有材料的熔點、熱導率線膨脹系數、密度、熱容量等因素，它們對熱循環、熔化、結晶、相變等過程產生影響，從而影響焊接性?；瘜W性能主要看金屬與氧的親和力的強弱。
如果是異種金屬焊接，只有理化性能和晶體結構接近的金屬才比較容易實現焊接。
對鋼材的焊接，影響其焊接性的主要因素是所含的化學成分，而其中影響最大的是碳、硫、磷、氫、氧和氮，它們容易引起焊接工藝缺陷和降低接頭的使用性能。其他合金元素如錳、硅、鉻、鎳、鉬、鈦、釩、鈮、銅、硼等都在不同程度上增加焊接過程中的淬硬傾向和裂紋敏感性。所以鋼材的焊接性總是隨含碳量和合金元素的增加而惡化。
此外，鋼材的冶煉軋制狀態、熱處理(供貨)狀態、組織狀態等，在不同程度上都對焊接性產生影響。
焊接材料直接參與焊接過程的一系列化學冶金反應，決定著焊縫金屬的成分、組織、性能及缺陷的形成。如果焊材選 擇不當，與母材不匹配，不僅不能滿足使用要求，還會引起裂紋等缺陷的產生和組織性能的改變，所以正確選用焊材是保證獲得優質焊接接頭的重要條件。
(2)工藝因素包括焊接方法、焊接參數、裝焊順序、預 熱、后熱及焊后熱處理等。焊接方法對焊接性的影響主要表現在熱源特性和保護條件兩個方面。
不同的焊接方法其熱源 在功率、能量密度、最高加熱溫度等方面有很大差別，金屬在 不同焊接熱源下將顯示出不同的焊接性能。 調整焊接工藝參數，采取預熱多層焊和控制層間溫度等其他工藝措施，可以調節和控制焊接熱循環，從而改善金屬的焊接性。如焊接具有淬硬傾向的高強鋼時，因材料本身具有一定冷裂敏感性，當工藝制訂不當，焊接接頭可能產生冷裂紋或降低接頭的塑性和韌性。若選用合適的焊材、合理的焊接熱循環，并采取焊前預熱或焊后熱處理等措施，則完全可以獲得沒有裂紋或淬硬組織，滿足使用要求的焊接接頭。
(3)結構因素指焊接結構和焊接接頭的設計形式，如結構形狀、尺寸、厚度、接頭坡口形式、焊縫布置及其截面形狀，主要表現在熱的傳遞和力的狀態方面。
不同板厚、不同接頭形式或坡口形式，其傳熱方向和傳熱速度是不一樣的，對熔池結晶方向和晶粒成長發生作用。結構的形狀、板厚和焊縫的布置等，決定接頭的剛度和拘束度，對接頭的應力狀態產生影響。
不良的結晶形態、嚴重的應力集中和過大的焊接應力等是形成焊接裂紋的基本條件；所以設計中減小接頭的剛度、減少交叉焊縫、避免焊縫過于密集、減少應力集中等，都是改善焊接性的重要措施。
(4)使用條件因素指焊接結構服役期間的工作溫度 負載條件和工作介質等。這些工作環境和運行條件要求焊接 結構須具有相應的使用性能。例如，在低溫工作的焊接結構， 必須具備抗脆性斷裂性能；在高溫下運行的焊接結構，要具有 抗蠕變性能；在交變載荷下工作的結構，應具有良好的抗疲勞性能：在酸、堿或鹽類介質中工作的焊接容器，應具有高的耐 腐蝕性能。
使用條件越苛刻，對焊接接頭的質量要求也就越 高，材料的焊接性就越不易保證。
答：影響焊接性的因素很多，對鋼材來說可歸納為材料、工藝、結構及使用條件。
(1)材料因素包括母材與焊接材料。在相同的焊接條件下，決定母材焊接性的主要因素是它本身的物理、化學性能。物理性能有材料的熔點、熱導率線膨脹系數、密度、熱容量等因素，它們對熱循環、熔化、結晶、相變等過程產生影響，從而影響焊接性?；瘜W性能主要看金屬與氧的親和力的強弱。
如果是異種金屬焊接，只有理化性能和晶體結構接近的金屬才比較容易實現焊接。
對鋼材的焊接，影響其焊接性的主要因素是所含的化學成分，而其中影響最大的是碳、硫、磷、氫、氧和氮，它們容易引起焊接工藝缺陷和降低接頭的使用性能。其他合金元素如錳、硅、鉻、鎳、鉬、鈦、釩、鈮、銅、硼等都在不同程度上增加焊接過程中的淬硬傾向和裂紋敏感性。所以鋼材的焊接性總是隨含碳量和合金元素的增加而惡化。
此外，鋼材的冶煉軋制狀態、熱處理(供貨)狀態、組織狀態等，在不同程度上都對焊接性產生影響。
焊接材料直接參與焊接過程的一系列化學冶金反應，決定著焊縫金屬的成分、組織、性能及缺陷的形成。如果焊材選 擇不當，與母材不匹配，不僅不能滿足使用要求，還會引起裂紋等缺陷的產生和組織性能的改變，所以正確選用焊材是保證獲得優質焊接接頭的重要條件。
(2)工藝因素包括焊接方法、焊接參數、裝焊順序、預 熱、后熱及焊后熱處理等。焊接方法對焊接性的影響主要表現在熱源特性和保護條件兩個方面。
不同的焊接方法其熱源 在功率、能量密度、最高加熱溫度等方面有很大差別，金屬在 不同焊接熱源下將顯示出不同的焊接性能。 調整焊接工藝參數，采取預熱多層焊和控制層間溫度等其他工藝措施，可以調節和控制焊接熱循環，從而改善金屬的焊接性。如焊接具有淬硬傾向的高強鋼時，因材料本身具有一定冷裂敏感性，當工藝制訂不當，焊接接頭可能產生冷裂紋或降低接頭的塑性和韌性。若選用合適的焊材、合理的焊接熱循環，并采取焊前預熱或焊后熱處理等措施，則完全可以獲得沒有裂紋或淬硬組織，滿足使用要求的焊接接頭。
(3)結構因素指焊接結構和焊接接頭的設計形式，如結構形狀、尺寸、厚度、接頭坡口形式、焊縫布置及其截面形狀，主要表現在熱的傳遞和力的狀態方面。
不同板厚、不同接頭形式或坡口形式，其傳熱方向和傳熱速度是不一樣的，對熔池結晶方向和晶粒成長發生作用。結構的形狀、板厚和焊縫的布置等，決定接頭的剛度和拘束度，對接頭的應力狀態產生影響。
不良的結晶形態、嚴重的應力集中和過大的焊接應力等是形成焊接裂紋的基本條件；所以設計中減小接頭的剛度、減少交叉焊縫、避免焊縫過于密集、減少應力集中等，都是改善焊接性的重要措施。
(4)使用條件因素指焊接結構服役期間的工作溫度 負載條件和工作介質等。這些工作環境和運行條件要求焊接 結構須具有相應的使用性能。例如，在低溫工作的焊接結構， 必須具備抗脆性斷裂性能；在高溫下運行的焊接結構，要具有 抗蠕變性能；在交變載荷下工作的結構，應具有良好的抗疲勞性能：在酸、堿或鹽類介質中工作的焊接容器，應具有高的耐 腐蝕性能。
使用條件越苛刻，對焊接接頭的質量要求也就越 高，材料的焊接性就越不易保證。
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