異種鋼焊接工藝綜述

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1、異種鋼焊接工藝綜述摘要：文章通過結(jié)合己有的研究結(jié)果，從異種鋼焊接材料的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)和熱處理等方面對異種鋼焊接工藝進(jìn)行了綜述。結(jié)果表明，母材的物理化學(xué)性能相異是焊接困難的主要原因，合理的工藝能有效地提高焊接接頭的組織性能。關(guān)鍵詞：異種金屬焊接；異種鋼；焊接性能；焊接工藝；熱處理?xiàng)l件文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A中圖分類號：TG142文章編號：1009-2374(2016)25-0083-02DOI：10.13535/j.cnki.ll-4406/n.2016.25.040隨著工業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工程領(lǐng)域的擴(kuò)大，

2、在生產(chǎn)和使用中原有設(shè)備或其性能已經(jīng)無法完全滿足人們發(fā)展的需求，因此對各類工程構(gòu)件、機(jī)械構(gòu)件或材料本身提出了更高的性能要求。例如在航天航空中要求一些構(gòu)件材料要同時(shí)具備耐高溫、高比強(qiáng)度、高比剛度、抗疲勞、耐腐蝕和長壽命等性能。而在常見易得的材料中很少有能滿足其要求的，對于能滿足要求的材料的來源也是少的可憐，同時(shí)價(jià)格昂貴，使得不可能在工程中廣泛應(yīng)用。工業(yè)科技的進(jìn)步猶如社會的進(jìn)步，是人們發(fā)展的必然趨勢。對此，人們在不斷的創(chuàng)新中，對多種材料進(jìn)行組合運(yùn)用，其異種鋼焊接正是其中一種。異種鋼焊接使金屬材料的性能得到更充分的發(fā)

3、揮，同時(shí)減少昂貴材料的使用，使其生產(chǎn)成本得到顯著的降低，從而得到不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。在這巨大的利益下，使得異種鋼焊接在近年有著突飛猛進(jìn)的發(fā)展。本文將對異種鋼焊接的焊接性能、焊接工藝等的選擇方面進(jìn)行簡單的綜述。1異種金屬焊接性能一般來說金屬焊接性包含工藝焊接性和使用焊接性。工藝焊接性為得到良好的焊接接頭的能力；使用焊接性為得到的焊接接頭滿足使用要求的能力，一般由相關(guān)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)事件進(jìn)行檢驗(yàn)。焊接性一般受其母材的物理化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)成分、焊接材料的選擇、焊接工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用條件等多方面的影響。常見物理性質(zhì)影響有以下四

4、點(diǎn)：（1）熔點(diǎn)的不同造成熱處理困難，母材熔化不能同步，如果熔點(diǎn)相差太懸殊，可能出現(xiàn)不能焊的情況；（2）電磁性的不同導(dǎo)致電弧焊時(shí)電弧燃燒不穩(wěn)定；（3）線性膨脹系數(shù)不同容易造成焊接應(yīng)力集中或裂紋產(chǎn)生；（4）熱導(dǎo)率和比熱容的不同使熔池的形成不能同步，由于使傳熱的速度不一樣而導(dǎo)致熱應(yīng)力增大。一般分析金屬焊接性的方法有：直接法（做實(shí)驗(yàn)）;間接法（碳當(dāng)量法、焊接低溫裂紋敏感指數(shù)、利用CCT圖分析、利用材料的物理或化學(xué)性能分析、利用合金相圖分析等）。對于金屬材料焊接性分析不管是對于同種金屬焊接，還是對于異種金屬焊接，都是必

5、不可少的，焊接性是焊接工藝選擇的一個(gè)重要依據(jù)。焊接性能分析是焊接試驗(yàn)中的首要步驟，其地位可想而知。如在碳當(dāng)量Ceq計(jì)算時(shí)，焊接性則在金屬材料的淬硬性及碳當(dāng)量的大小上體現(xiàn)出來，隨著金屬材料的淬硬性增大焊接性下降，在參考文獻(xiàn)中介紹到一般情況下，碳當(dāng)量小于0.4%時(shí)，金屬材料的淬硬性不大焊接性好，而且在一般的焊接工藝條件下可以不用預(yù)熱；碳當(dāng)量在0.4%?0.6%時(shí)，金屬材料就比較容易淬硬，焊接性就較差了，需要焊前預(yù)熱減小冷裂傾向；碳當(dāng)量大于0.6%時(shí)，金屬材料的淬硬性和冷裂性都非常大，焊接性能差，則焊接時(shí)必須采用嚴(yán)

6、格的工藝措施來保證其焊接質(zhì)量；如果當(dāng)碳當(dāng)量達(dá)到一定程度時(shí)一般就會不采用焊接工藝或者采用特殊的焊接工藝。2異種金屬焊接工藝研究2.1焊接方法的選擇焊接方法的種類比較多，其焊機(jī)的種類更是多不勝數(shù)。每種焊接方法都可以對多種材料進(jìn)行焊接，同時(shí)一種材料也可以用多種焊接方法焊接，這使得在焊接中焊接方法的選擇方案多樣化。在一種焊接試驗(yàn)中，不同的焊接方法對應(yīng)著不同的焊接工藝或焊接缺陷，使得用不同的焊接方法焊接得到的焊接接頭可能有著不同組織和性能，因此焊接方法的選擇應(yīng)該滿足使用焊接性和工藝焊接性（使用要求和母材焊接性質(zhì)），同時(shí)

7、也要考慮產(chǎn)品的特點(diǎn)以及施工地點(diǎn)的環(huán)境影響、焊接效率和經(jīng)濟(jì)性等方面。薛根奇等在其30CrNi3與Q235B異種鋼焊接工藝研究中介紹到異種鋼焊接中焊接方法一般按照焊接性能差的母材選擇并同時(shí)制定其他焊接工藝（如熱處理工藝、工藝參數(shù)等）。劉繼光在鍋爐異種鋼焊接實(shí)驗(yàn)指出焊接方法在很多大程度上影響著焊縫的韌性，由于母材厚4mm，焊后要有較好的塑軔性，選擇了氬弧焊焊接方法（這種焊接方法焊接的焊縫有良好的塑性和韌性）。同時(shí)通過合理的工藝，得到了性能良好的焊接接頭。不同的焊接方法堆焊使得到的熔合比不一樣，Q345B與S3160

8、3異種鋼焊接時(shí)所選擇的焊接方法應(yīng)使熔合比小稀釋率低。其堿性焊條電弧焊的熔合比范圍為20%?30%;酸性焊條電弧焊為15%?25%;熔化極氣體保護(hù)焊為20%?30%;埋弧焊為30%?60%;鎢極氬弧焊為10%?100%。2.2焊接材料的選擇在異種金屬焊接中可以通過借助舍夫勒（Schaeffler）狀態(tài)圖中材的化學(xué)成分、焊接材料的化學(xué)成分和熔合比（母材金屬在焊縫金屬中算占的比值）之間的關(guān)系來估算和預(yù)設(shè)焊