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碳钢的焊接概述
  碳钢焊接  2.1概述  碳钢,也称为碳钢,是铁和碳合金。除了碳作为主要合金元素外,碳钢还含有少量有益于锰和硅的元素。此外,还有诸如硫和磷的杂质。碳钢的性能主要取决于碳含量。  碳钢是钢中使用广泛,使用广泛的材料。大多数焊接结构由碳钢制成。  2.1.1碳钢分类  碳钢具有不同的分类方法,因此具有多种名称:  (1)按碳含量  它大致分为三类:表7-2-1中列出的低碳钢,中碳钢和高碳钢。对某些国家的碳含量没有严格**。在某些国家/地区中,软钢分为低碳钢和中碳[w(C)约为0.15%-0.3%],其典型硬度为90HRB。很好的表现。  (2)按质量  主要分为有害杂质,例如硫和磷  1)w(S)≤0.050%,w(P)≤0.045%的普通碳钢  2)w(S)≤0.035%,w(P)≤0.035%的**碳素钢  3)w(S)≤0.030%,w(P)≤0.035%的**碳素钢  (3)根据脱氧程度  1)沸腾钢通过不完全脱氧获得的钢具有高的氧含量,高的硫和磷杂质以及不均匀的分布。焊接时有热裂纹和气孔。  2)镇静剂钢的脱氧彻底,因此氧含量低且杂质少。  3)半镇静钢在钢和镇和静态钢之间沸腾。  (4)按目的  1)结构钢用于制造各种金属部件和机械零件。  2)工具钢用于制造各种工具,例如测量工具,切削工具,模具等。
焊接方法对可焊性的影响因素
  影响可焊性的因素  (1)工艺因素  工艺因素包括焊接方法,焊接工艺参数,焊接顺序,预热,后加热和焊后热处理。焊接方法对可焊性有很大影响,主要在热源特性和保护条件两个方面。  不同的焊接方法在热源,功率密度,能量密度和**高加热温度方面存在很大差异。下不同的热源焊接金属将表现出不同的可焊性。例如,电渣焊接功率很高,但是能量的密度很低,**高加热温度不高,焊接过程中加热缓慢,高温停留时间长。热影响区晶粒较粗糙,冲击韧性明显降低。必须对其进行归一化处理以改善它。相比之下,电子束焊接,激光焊接等功率很小,但是能量的密度高并且很快被加热。高温停留时间短,热影响区非常窄,并且没有生长晶粒的危险。  可以调节焊接工艺参数,并且可以使用诸如预热多层焊接和控制中间层温度的其他工艺措施来调节和控制焊接热循环,从而改变金属的可焊性。例如,当焊接一些具有硬化倾向的高强度钢时,材料本身具有一定的冷裂敏感性。如果工艺选择不当,焊接接头可能会产生冷裂纹或降低接头的可塑性和韧性。如果选择正确的填充材料,请合理焊接热循环,并进行焊前预热或焊后热处理。完全有可能获得没有裂纹缺陷并满足性能要求的焊接接头。  (2)结构因素  设计主要是指焊接结构和焊接接头的设计,如形状,尺寸,厚度,接头槽形,焊接布置及其横截面形状等影响可焊性的因素。其作用主要表现在传热和受力状态上。不同的板厚,不同的接头形式或凹槽形状具有不同的传热方向和传热速度,这会影响熔池的结晶方向和晶粒的生长。结构的形状,板的厚度和焊缝的排列方式决定了接头的刚度和约束力,并影响接头的应力状态。不良的晶体形态,严重的应力集中和过度的焊接应力是形成焊接裂纹的基本条件。在设计中降低接头的刚度,减少交叉焊缝,避免过度的焊缝密度以及减少引起应力集中的各种因素是提高可焊性的重要措施。  (3)使用条件  它是指焊接结构使用期间的工作温度,负载条件和工作介质。这些工作环境和操作条件要求焊接结构具有相应的性能。例如,在低温条件下工作的焊接结构必须具有脆性的抗断裂性。在高温下工作的结构必须具有抗蠕变性;在交变载荷下工作的结构具有良好的抗疲劳性;在酸,碱或盐中的介质工作的焊接容器应具有较高的耐腐蚀性等。简而言之,使用条件越苛刻,对焊接接头的质量要求越高,并且材料的可焊接性越不严格。
影响焊接效果好坏的因素
  影响可焊性的因素  焊接性是金属材料的加工性能。除了材料本身的性质外,它还受到工艺条件,结构条件和使用条件的影响。  (1)物质因素  材料包括贱金属和焊料。在相同的焊接条件下,决定母材可焊性的主要因素是其物理和化学性能。  物理性质,例如熔点,导热系数,线性膨胀系数,密度,金属的热容量等,都会影响热循环的过程,熔化,结晶,相变等,从而影响可焊性。纯铜具有很高的导热系数,焊接过程中的热量流失迅速,温度上升幅度大,沟槽不易熔化,在焊接过程中需要更强烈地加热。如果热源功率不足,则会发生渗透不足的缺陷。铜,铝等导热系数高的材料,晶体池快速,且容易产生气孔。钛,不锈钢和其他导热系数低的材料在焊接过程中具有较大的温度梯度,较高的残余应力和较大的变形。此外,由于高温的长停留时间,所以热影响区晶粒长大,这不利于接头性能。铝和奥氏体不锈钢的线膨胀系数大,接头变形和应力大。铝及其合金的密度很小。焊接时,熔池中的气泡和非金属夹杂物不容易逸出,焊缝中会留有气孔和熔渣。  就化学性质而言,它主要取决于金属和氧的亲和力。例如铝,钛及其合金具有很高的化学活性。在高温焊接下很容易被氧化。一些金属对氢气和氮气等气体敏感。焊接时,必须对其进行可靠的保护,例如惰性气体保护或真空焊接。否则很难实现焊接。  如果是异种金属焊接,则只有物理和化学性质与晶体结构彼此接近的金属才更容易实现焊接。对于钢的焊接,影响可焊性的主要因素是所含的化学成分。具影响力的元素是碳,硫,磷,氢,氧和氮,它们在焊接过程中容易出现缺陷,并降低接头的性能。其他合金元素,如锰,硅,铬,镍,铝,钛,钒,铌,铜,硼等,都在不同程度上增加了焊接接头的硬化趋势和裂纹敏感性。因此,钢的焊接性总是随着碳含量和合金元素含量的增加而降低。  另外,钢材的熔炼和轧制状态,热处理状态和组织状态在不同程度上影响可焊性。因此,近年来,开发并开发了各种CF钢(抗裂钢),Z方向钢(抗层状撕裂钢),TMCP钢(控制轧制钢)等,并通过精炼或精炼来制造。精炼或精炼晶粒以及控制轧制工艺等手段来提高钢的可焊性。  焊接材料直接参与焊接过程中的一系列化学冶金反应,这决定了焊接金属的成分,结构和性能。  并形成缺陷。如果焊接材料选择不当,则与母材不匹配。不仅会得到满足使用要求的接头,而且还会引起诸如裂纹和结构性能变化的缺陷。因此,也保证了正确选择焊接材料以获得高质量的焊接。
焊接可焊性概念及其试验方法
  焊接性是焊接材料适用性的指标。它是在某些焊接条件下获得良好接头的难易程度以及接头在使用条件下能否可靠运行的度量。  可焊性包括过程可焊性和可焊性。  工艺可焊性是指在某些焊接工艺条件下获得优异,致密,无缺陷的焊接接头的能力。它不是金属本身的固有特性,而是根据焊接方法和所采用的特定工艺方法进行评估的。因此,金属材料的工艺可焊性与焊接工艺密切相关。对于熔焊,通常经历传热过程和冶金反应过程,因此过程可焊性可分为“热可焊性”和“冶金可焊性”。热可焊性是指焊接热循环对焊料热影响区的微观结构和性能的影响程度。用于评估焊接金属对热的敏感性,例如晶体生长,组织特性的变化等。它主要与待焊接的材料和焊接过程有关。冶金可焊性是指在某些冶金过程中,物理和化学变化对焊接性能和缺陷的影响程度。它包括合金元素的氧化,还原,氮化,蒸发,氢,氧和氮溶解对气孔,夹杂物,裂纹等形成的影响,以评估材料作为冶金缺陷的敏感性。  焊接性的使用是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件中规定的性能特征的程度。使用的性能取决于焊接结构的工作条件和设计中提出的技术要求。它通常包括常规的机械性能,低温韧性,抗脆性断裂,高温蠕变,疲劳性能,耐久性,耐腐蚀性和耐磨性。  理论上,可以在熔融状态下彼此形成固溶体或低共熔体的任何两种金属或合金原则上可以焊接。也就是说,它具有所谓的原理可焊性,也称为物理可焊性。但是,这种可焊接性原理只是为材料实现焊接提供了理论依据,并不意味着该材料可以通过任何焊接方法获得,并且可以获得满足性能要求的高质量焊接接头。相同种类的金属或合金具有可焊性的原理,但在不同的焊接工艺条件下其可焊性差异很大。例如,当将氧乙炔火焰焊接在铝合金2A16之间时,容易发生裂纹或者强度和塑性严重降低,并且难以获得高质量的焊接接头。但是,当使用氩弧焊时,效果非常好。结果表明,2A16铝合金对气焊的适应性较差,对氩弧焊的适应性较好。  因此,金属材料的可焊性不仅与材料本身的固有特性有关,而且与许多焊接工艺条件有关。同一材料在不同的焊接工艺条件下具有不同的可焊性。而且,随着新的焊接方法,焊接材料或焊接工艺的发展和完善,一些焊接性差的金属材料也将成为具有良好焊接性的材料。
材料的钎焊性及常用材料钎焊方法的推荐
  材料的钎焊性是指材料在一定的钎焊条件下获得**接头的难易程度。对某种材料而言,若采用的钎焊工艺越简单,钎焊接头的质量越好,则该种材料的钎焊性越好;反之,如果采用复杂的钎焊工艺也难获得**接头,那么该种材料的钎焊性就差。   1、影响材料钎焊性的首要因素是材料本身的性质。  例如 Cu和 Fe的表面氧化物疏松而容易去除,因而 Cu和 Fe的钎焊性好;Al的表面氧化物非常致密稳定而难以去除,因而铝的钎焊性差。   材料的钎焊性可从工艺因素(包括采用何种钎料、钎剂和钎焊方法)来考察。例如大多数钎料对Cu和Fe的润湿作用都比较好,而对 W和 Mo的润湿作用差,故 Cu和 Fe的钎焊性好,而W和Mo的钎焊性差;又如 Ti及其合金同大多数钎料作用后会在界面区形成脆性化合物,故Ti的钎焊性差;再如低碳钢在炉中钎焊时对保护气氛的要求较低,而含AI、Ti的高温合金只有在真空钎焊时才能获得良好的接头,故低碳钢的钎焊性好,而高温合金的钎焊性差。 总而言之,材料的钎焊性不但决定于材料本身,而且与钎料、钎剂和钎焊方法有关,因此必须根据具体情况进行综合评定。  钎焊的基本原理  钎焊时采用比母材熔点低的金属材料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点低于母材熔点,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。  2、钎焊街头形成的基本条件是什么?影响钎焊润湿角的因素有哪些?  (1)、液体对固体的润湿以及钎缝间隙的毛细作用;  (2)钎料和母材的成分、温度的影响、金属表面氧化物的影响、钎剂的影响、母材表面状态的影响。  3、铅焊接头是怎样形成的,分为几个区域?  形成过程1钎料填满钎缝的过程2钎料同钎焊金属相互作用的过程  扩散区:是钎料组分向钎焊金属扩散形成的。  界面区:是钎焊金属向钎料溶解、冷却后形成的,它可能是固溶体或金属间化合物。  钎缝中心区:由于钎焊金属的溶解和钎料组分的扩散以及结晶时的偏析,其组织也不同于钎料的原始组织。  4、润湿:固体表面与液体接触时,原来的固相-气相界面消失,形成新的固相-液相界面,这种现象叫润湿。  铺展:将某液滴置于固体表面,若液——固系通过液滴和固体界面的变化,能使其自由能降低,则液滴沿固体表面会自动流开铺开,这种现象为铺展。
如何更好的保管好焊条
  1、焊条入库时的外包装必须完好,产品说明书、合格证和焊材材质证书等应齐全,入库时必须有企业焊接监督人员签字认可。  2、焊条应存放在专用库房内,库房温度应保持在20℃以上,相对湿度保持在60%以下,库房内干净、整洁。  3、焊条堆放时不许直接放在地面上,应距地面300mm以上,距墙壁100mm以上。  4、焊条应按类别、型号、规格、批次、产地、入库时间等分类存放,并有明显标记。  5、焊条发放时应轻拿轻放,以防焊条受损。  6、定期检查焊条,如发现有受潮、污损、错存、错发等应及时处理,库存数量应根据生产用量进行储存。  7、烘干焊条时,必须核查其牌号、型号、规格等,注意不同类型焊条一般不能在同炉中烘干。烘干时,每层焊条堆放不能太厚(以1-3层为好),以免焊条受热不均,影响焊条质量。  8、发放低氢型焊条时必须给领用者配备焊条保温筒,以保证焊条质量,同时作好发放记录。  9、库房管理人员应随时到现场巡视有无用剩的焊条,用剩的焊条应拿回烘烤箱内,不能露天存放,低氢型(如J506)焊条次日使用前还要再烘干(在低温烘箱中恒温保管的除外)。  10、如因存放时间长而导致焊条表面上有白色结晶(发毛),但药皮无成块脱落,焊接时无大量飞溅,且焊后无气孔、无裂纹等缺陷,仍可用于一般构件焊接。  11、如果焊芯严重锈蚀,药皮严重受损或严重脱落则应报废,报废的焊条的焊芯可以回收。
买焊接头盔之前你需要知道哪些?
  在工作或者在车间,每一个焊工都需要保护自己以防止眼睛损伤。在通常的规范中,选择一个较贵的面罩将增加舒适度,改善你的焊接能力,从而获得更高质量的焊缝和确保你的安全。不幸的是,如果你不熟悉**近的自动变光透镜技术和***标准,选择一个面罩将会变得很困惑。本文将帮助您对众多的安全设备的选择和在考虑购买这些安全设备之前,提出对这些设备的思考,同时展示了行业的一些高端设计和趋势。  自动变暗或者普通玻璃目镜  **个问题是买焊接头盔时哪种类型的目镜适合你?普通的非自动的焊接头盔50年前就有了,太普通了。尽管现在注塑塑料做的头盔代替了厚皮革,这种头盔提供基本的保护。这些目镜大多数是遮光度为#10的带有紫外线和红外线涂层的特制的黑色玻璃镜。当焊工准备开始焊接时,引弧前,焊工迅速点头使得头盔扣上。焊完后,转动头盔,把它从脸上拿开,观察焊缝,并重新准备下一道焊接。虽然便宜,普通的头盔有很多缺点:开始焊接时,特别是初学者,扣上头盔后很难使焊枪或喷嘴对准正确的接头位置。在一个局限空间进行焊接,如汽车或者拖车下面时,没有足够的空间使头盔扣上扣下。经过一整天的焊接,头盔重复性地扣上扣下使得脖子酸痛。而且,特别是在焊接任务繁重时候,头盔翻上翻下使得焊接效率特低。  自动变暗焊接头盔解决了所有这些问题。  这种头盔代替了普通的有色玻璃,头盔装配有电子滤光透镜的自动变暗过滤器,而且往往都配有可调节功能,使焊接容易。这些功能在下文讨论。这种自动变暗滤光透镜或ADF,是一种和通用于数字闹钟数字显示的设计相似的液晶显  示屏。大多数滤片均采用了电池组和太阳能发电。一些光敏元件被安装在目镜的旁边来检测焊接弧光。当目镜没有活性的时候,自动变暗液晶滤波器通常是#3或#4的遮光度,它和太阳镜相似很容易透过。这使得起弧更容易,因为焊工可以看到钨极氩弧焊焊枪或者焊丝和他所要焊的工件的位置。一旦起弧,头盔上的传感器使得目镜的遮光度为#9~#13,它可以比你眨眼的速度还快几百倍。由于过滤器上都具有紫外和红外涂层,不管目镜有没有变暗,眼睛都可以避免射线的伤害。自动变暗焊接头盔使得你能获得一个合适的焊接接头位置。重要的是,只要头盔戴着,就一直处于保护状态。  固定或可变的遮光度  如果您多数情况的焊接涉及同种材料(如钢铁),同样的厚度,使用相同的焊接工艺参数(如焊条电弧焊、电流大小等),因此你只需要固定#10的遮光度。普通镜片的头盔是固定的遮光度,而**便宜的自动变暗头盔也是固定的色调。然而,大部分焊工是焊接不同的材料,如低碳钢、不锈钢和铝合金等,焊不同的厚度的板材,根据具体情况需要设计不  同的焊接工艺(如SMAW,MIG、TIG焊等),那意味着焊接电流范围可以从40A到大于200A,这一差异在于电弧的亮度不同。为了很好地保护你的眼睛和获得**好的焊缝外观,你需要一个可调焦的目镜。这些调节器安装在头盔的目镜上。大部分变焦目镜遮光度可调范围为#9~#12或#13.一般你不需要设置到#13,除非你用非常大的焊接电流或者你的眼睛对弧光很敏感。  开关速度(即镜头反应时间)当你去买自动变暗头盔时,你会注意到大部分制造商宣传其目镜遮光度的切换速度。这个数字告诉你多快使得从正常光度(通常#3或#4遮光度)转变到焊接时候的黑暗度。从高强光变暗的速度越快,对焊工的眼睛越好。由于弧光的作用,过慢的反映时间有时将导致眼睛出现干燥刺眼等不舒服的感觉。入门级镜头的开关切换速度额定值为三千六百分之一秒,中级和**水平的头盔开关速度高达1/16000秒或更快。一些制造商宣传头盔转变速率用小数,把它在小数级别划分为1到3600的等级。一般来说,转换速度更快,头盔的价格更昂贵。为什么花更多的钱买转变速度更快的目镜?一个词:舒适。更快的转变速度,这些眼睛出现不适的影响将可以忽略。如果你用转变速率为三千六百分之一秒的镜头焊接一整天,这会使你在更慢的时间出现如前面所述的由于强弧光导致的干燥、发痒等眼睛不舒服的症状。  太阳能电源和电池寿命  一些自动变暗头盔在内部安装不可代替的电池和太阳能附板。这些头盔在**次使用时往往需要在阳光直射下充电一段时间,如果你存放较长的时间需要类似的充电时间,当你想马上焊接的时候就可以有个较快的反应速度。这种头盔有个缺点是一旦电池耗尽,这种目镜就不能用了。更好的投资是头盔的电源是可更换电池和太阳能附板,使得你可以立即焊接。选择带AAA电池的镜头,更换更为经济且应用广泛,而锂电池可以延长寿命。不过,锂电池更换时成本较高且较难买到。在MIG焊接时,典型的AAA电池的寿命大约2000小时。可调灵敏度和延迟控制中级的和**的自动变暗盔通常都有调整多少亮度会触发镜头变暗的能力。当在低电流焊接时,特别是像TIG焊电弧不像其他焊接那么明亮,灵敏度控制是有用的。延迟控制是另一个有用的特点。这个控制可以使你确定在焊接熄弧后目镜保持多长时间的黑暗遮光度。当厚大的工件进行点焊时,焊点间短时间的停留能使你较快完成工作。当大电流焊接时熄弧之后看不到焊缝区,延长停留遮光时间较好。根据不同的制造商和价格,这些功能往往由切换开关的灵敏度和延迟时间长短的决定。**水平头盔通常会无限地提供更大的调整范围能力。入门级的自动变暗盔通常没有这些功能。头盔重量较轻的头盔对使用者的脖子产生较小的压力,减少疲劳,增加舒适度。当你焊接一会儿时间可能1磅不算什么,但是当你整天工作时,你会发现非常重。想象一下伸长手臂平举一本书的例子:举几秒钟很容易,但是当举一两分钟之后就会觉得非常重。同样的道理:对于较重的头盔迟早会引起焊工不舒适。  ***标准(因为翻译的美国的文章,这里的标准是指美国的)  **新的焊接头盔安全标准是ANSIZ87.1-2003。这一标准要求:头盔和自动变暗的镜头制造商评定他们的广告说明书,如开关速度,黑暗度设置和其他规格等,通过独立的实验室测试以达到宣传的要求。这些严格的测试要求头盔和镜头经受得住飞行物的撞击,无论色调设置如何都要能完全过滤紫外线和红外线,满足广告说明的开关速度和在极端温度下的遮光度。自动变暗目镜必须可以在温度低23华氏度和高达131华氏度间工作,以确保能有同样的保护效果。  买家注意  不是市场上的头盔都满足目前的标准,2003年以前,这个标准应该追溯到1989年。在那个时侯,没有温度测试试验指导要求。即便在今天,也没有不允许制造商按照旧标准卖头盔。开关速度和遮光水平可以远低于广告上说明,而使得你的眼睛暴露在弧光下。应该怎样看呢?可以肯定的头盔产品包装和宣传是“符合ANSIZ87.1-2003”或“Z87+”标准。这意味着头盔通过**新的美国国家标准学会和安全工程学会批准,仅是该产品符合“ANSI批准”,但不意味着它通过了2003年的标准。
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