低、中合金耐熱鋼的焊接性如何？焊接時容易出現(xiàn)哪些問題？

低、中合金耐熱鋼的焊接性與低碳低合金調(diào)質(zhì)鋼相近。這類鋼焊接時的主要問題是裂紋、接頭產(chǎn)生的脆化和軟化問題。

      1、裂紋問題

      （1）冷裂紋    為了提高鋼的耐熱性，鋼中加入了一定量的Cr、Mo、V、W、Nb、Ti等元素。這些元素中有許多元素能顯著提高鋼的淬硬性，例如，主加元素Cr的淬硬性比較大，主加元素Mo的淬硬作用比Cr還要大，差不多大50倍，因此，這類鋼具有一定的冷裂傾向，尤其是中合金耐熱鋼有相當(dāng)?shù)目沾銉A向，其冷裂傾向更大一些。焊接時，直流焊機(jī)兩個接線柱上分別接有兩根電纜，一根接到焊件上，另一根接到焊條上。

      （2）再熱裂紋    鋼中常加入的Cr、Mo、V、Ti、Nb等合金元素均是碳化物形成元素，焊接時，在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)內(nèi)，由這些元素形成的碳化物固溶到金屬中，焊后，由于冷卻速度比較大，不能充分析出，當(dāng)接頭再次受到高溫加熱時，這些元素重新形成沉淀相在晶內(nèi)彌散析出，使晶內(nèi)得到強(qiáng)化，因而易在相對薄弱的晶界產(chǎn)生再熱裂紋。所有的MIG焊接，包括鋁材焊接，都需要正極的焊條，而藥芯焊接工藝卻是典型的使用負(fù)極焊條。

      此外，如果焊縫中碳的含量偏高，也會產(chǎn)生熱裂紋。

      2、焊接接頭的回火脆性問題    許多鉻鉬鋼及其焊接接頭在350~500℃溫度范圍長期運(yùn)行過程中，產(chǎn)生缺口沖擊韌度劇烈降低現(xiàn)象，這是由回火脆性引起的。產(chǎn)生回火脆性的原因現(xiàn)已查明，主要是由于在回火脆性溫度范圍長時間加熱后，P、As、Sn、Sb等雜質(zhì)元素在奧氏體晶界偏析并引起晶界弱化所致。此外，以促進(jìn)回火脆化性的Mn、Si元素也有關(guān)系。因此，嚴(yán)格控制鋼材和焊縫中有害雜質(zhì)的含量和降低Mn、Si的含量是解決回火脆性問題的有效措施。這種工藝工人勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低而且易產(chǎn)生焊接缺陷，當(dāng)X射線檢測出內(nèi)部焊縫缺陷時需用風(fēng)銑刀銑開焊縫進(jìn)行焊補(bǔ)并重新進(jìn)行探傷，返修時間較長且浪費(fèi)人力物力，影響生產(chǎn)進(jìn)度，傳統(tǒng)的焊接工藝已難保焊接質(zhì)量和大批量生產(chǎn)。

      3、焊接接頭軟化問題

      焊接接頭軟化區(qū)主要產(chǎn)生在經(jīng)正火加回火或經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的鋼的熱影響區(qū)中，其部位在峰值溫度超過原始回火溫度的區(qū)域。鋼的強(qiáng)度越高，焊后軟化程度越大。這個部位常常是某些耐熱鋼在長期高溫工作時產(chǎn)生斷裂的部位。在宏觀金相試片上可以看到這個部位是一條明顯的“白帶”，而在光學(xué)顯微鏡和電鏡下觀察，該部位除了大部分是鐵素體外，有已發(fā)生聚集的碳化物，還有奧氏體分解產(chǎn)物，也可以看到微細(xì)的嵌鑲塊，從而使這一部位的硬度明顯降低。為了減小軟化程度，應(yīng)盡量減小接頭在AC1 附近停留的時間。在宏觀金相試片上可以看到這個部位是一條明顯的“白帶”，而在光學(xué)顯微鏡和電鏡下觀察，該部位除了大部分是鐵素體外，有已發(fā)生聚集的碳化物，還有奧氏體分解產(chǎn)物，也可以看到微細(xì)的嵌鑲塊，從而使這一部位的硬度明顯降低。

明星機(jī)械大爆料鋁合金筒體環(huán)縫對接等離子焊接工藝研究

目前， 鋁合金筒體對接環(huán)縫采用的焊接工藝為：（1）外焊縫：手工TIG打底焊、填充焊（并且對接前需要上鏜床加工坡口）、自動TIG蓋面焊；（2）內(nèi)焊縫：TIG重熔；釬焊與熔焊相似，卻有著本質(zhì)的區(qū)別，它是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)卻低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。這種工藝工人勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低而且易產(chǎn)生焊接缺陷，當(dāng)X射線檢測出內(nèi)部焊縫缺陷時需用風(fēng)銑刀銑開焊縫進(jìn)行焊補(bǔ)并重新進(jìn)行探傷，返修時間較長且浪費(fèi)人力物力，影響生產(chǎn)進(jìn)度，傳統(tǒng)的焊接工藝已難保焊接質(zhì)量和大批量生產(chǎn)。

　　文中將就主筒體對接環(huán)縫采用等離子弧焊即單面焊，雙面成型的焊接工藝可行性進(jìn)行闡述，這樣既能降低勞動強(qiáng)度又能保證焊縫的內(nèi)部質(zhì)量。

　　1 等離子焊接優(yōu)點(diǎn)

　?。?）不用開坡口，由于變極性等離子焊接的強(qiáng)大穿透能力，

　　12mm以內(nèi)的工件不需要開坡口。

　?。?）節(jié)省焊絲和電力成本，一次穿透12mm的焊接電流只有350安培，比TIG和MIG焊接需要的電流小。而且，MIG和TIG要完成一個12mm開坡口的焊縫，需要浪費(fèi)大量的焊絲。

　?。?）節(jié)省人工和物流成本；相對于原來的手工多道焊工藝，現(xiàn)有工藝的焊接效率相當(dāng)于5個焊接工人的工作效率。

　?。?）單面焊、雙面成型，工件變形明顯??；改進(jìn)后的焊接工藝采用高溫、高聚能的等離子弧和等離子氣實(shí)施焊接，焊接的能量密度高、熱影響區(qū)小，因而焊接的多余熱輸入小。

　　（5）減少對厚大鋁合金的多道焊，增強(qiáng)接頭強(qiáng)度。在多道焊的情況下，鋁合金焊縫及熱影響區(qū)經(jīng)過多次回火，接頭強(qiáng)度明顯降低。采用改進(jìn)后的工藝方式一次焊透，有助于減少回火傾向和熱影響區(qū)的范圍，明顯提高鋁合金焊接機(jī)頭的強(qiáng)度。

　　2 技術(shù)方案

　　（1）焊接試件的準(zhǔn)備。

　?。?）投制實(shí)驗(yàn)焊件的主筒體的材質(zhì)為5052-H112。

　　（3）所選焊接材料為ER5356，焊絲直徑？準(zhǔn)1.6mm。

　?。?）焊接方法：主體對接采用等離子弧焊，外縫自動TIG（蓋面），內(nèi)縫自動TIG重熔。

　?。?）無損檢測情況。

　　對焊接試件進(jìn)行X光實(shí)時成像無損檢測（檢測圖像編號：RT1307 943）檢測結(jié)果為I級。

　　（6）焊接工藝評定。

　　試件按JB/T4734-2002 進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)，檢測試驗(yàn)結(jié)果合格：

　　3 結(jié)束語

　?。?）根據(jù)NB/T 47013-2015進(jìn)行無損檢測，對10mm厚鋁板

　　5052焊接試件的對接環(huán)焊縫進(jìn)行X攝射線和超聲探傷，達(dá)到I級合格。

　?。?）根據(jù)JB/T4734-2002附錄焊接工藝評定的要求，對10mm

　　厚鋁板5052焊接試件的對接環(huán)縫、進(jìn)行機(jī)械性試驗(yàn)，達(dá)到要求，拉伸、彎曲試驗(yàn)合格。

　?。?）按焊縫對接工藝卡指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，焊縫內(nèi)部質(zhì)量及外觀與縱縫一致，無損檢測合格率100%，在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

如今的焊接師傅越來越多，焊接廠家也是越來越多，但真正能做好，做精的焊接師傅卻是少之又少，尤其是鋁合金焊接，鋁合金具有有良好的耐蝕性，有較高的導(dǎo)電性，無低溫脆性等優(yōu)點(diǎn)，在加工鋁及鋁合金過程中，焊接是其重要環(huán)節(jié)，如何得到更為、可靠的焊接質(zhì)量，下面是河南明星機(jī)械為大家展示的鋁合金焊接圖片，這是我們工人工作的現(xiàn)場圖