常用钢材金属材料的焊接

1 甚么是冲压性?试述不锈钢的冲压性。

冲压性是指板材在限量发行的工程施工条件下冲压成原则上设计明确要求的梁柱,并满足原订入役明确要求的能力。冲压性受板材、冲压方法、梁柱类型及使用明确要求四个不利因素的负面影响。

不锈钢是以铁原素为依据的,M511RD钛,碳为钛原素,其碳的产品质量平均分不少于1%,此外,锰的产品质量平均分不少于1.2%,硅的产品质量平均分不少于0.5%,后二者皆不做为钛原素。其他原素如Ni、Cr、Cu等均控制在残存量的效用以上,更不做为钛原素。沉淀物原素如S、P、O、N等,根据废钢品种和级别的相同,均有严格限制。因而,不锈钢的冲压性主要就依赖于电阻率,随著电阻率的减少,冲压性逐渐转差,其中以低不锈钢的冲压性最好,见表1。

表1 不锈钢冲压性与电阻率的关系

2 甚么是碳钚?不锈钢的碳钚如何排序?

把钢中钛原素(包括碳)的浓度按其促进作用换自成体系碳的相当浓度,称为此种废钢的碳钚,可做为综合评价废钢冲压性的一种参照指标。

不锈钢中的原素除C外,主要就是Mn和Si,它们的浓度减少,冲压性转差,但其促进作用逊于碳强烈。国际冲压专业委员会推荐的碳钚式子为

随著碳当结构因子的减少,废钢的冲压裴璩转差。当CE值小于0.4%～0.6%时,冷裂缝的敏感度将减小,冲压时需要采取紧接著、后热及用低氢型冲压板材施焊等一系列工艺技术措施。

3 利用碳当结构因子赞扬废钢冲压性有何不足之处?

碳当结构因子只能在一定范围内,对废钢归纳地、相对地赞扬其冲压性,这是因为:

1)如果两种废钢的碳当结构因子成正比,但是电阻率左右,电阻率较高的废钢在施焊过程中难造成淬硬组织机构,其裂缝偏激显然比电阻率较高的废钢相比之下大,冲压性极差。因而,当废钢的碳当结构因子成正比时,不能看作冲压性就完全一致。

2)碳钚排序值只抒发了成份对冲压性的负面影响,没有考虑到冷却速率相同,可以得到相同的组织机构,冷却速率快时,难造成淬硬组织机构,冲压性就会转差。

3)负面影响沟槽金属组织机构从而负面影响冲压性的不利因素,除了成份和冷却速率外,还有冲压循环式中的最高冷却温度和在低温停留时间等参数,在碳当结构因子排序式子中均没有表示出来。

因而,碳当结构因子的排序式子只能在一定的钢种范围内,归纳地、相对地赞扬废钢的冲压性,不能做为准确的综合评价指标。

4 试述低不锈钢的冲压性。

由于低不锈钢电阻率低,锰、硅浓度也少,所以,通常情况下不会因冲压而造成严重硬化组织机构或淬火组织机构。低不锈钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好,冲压时,一般不需紧接著、控制层间温度和后热,焊后也不必采用热处理改善组织机构,整个冲压过程不必采取特殊的工艺技术措施,冲压性优良。

但在少数情况下,冲压时也会出现困难:

1)采用旧冶炼方法生产的转炉钢含氮量高,沉淀物浓度多,从而冷脆性大,时效敏感度减少,冲压接头产品质量降低,冲压性转差。

2)沸腾钢脱氧不完全,含氧量较高,P等沉淀物分布不均,局部地区浓度会超标,时效敏感度及冷脆敏感度大,热裂缝偏激也减小。

3)采用产品质量不符合明确要求的焊条,使沟槽金属中的碳、硫浓度过高,会导致造成裂缝。如某厂采用酸性焊条冲压Q235-A钢时,因焊条药皮中锰铁的电阻率过高,会引起沟槽造成热裂缝。

4)某些冲压方法会降低低不锈钢冲压接头的产品质量。如电渣焊,由于线能量大,会使冲压热负面影响区的粗晶区晶粒长得十分粗大,引起冲击韧度的严重下降,焊后必需进行细化晶粒的正火处理,以提高冲击韧度。

总之,低不锈钢是属于冲压性最好、最难冲压的钢种,所有冲压方法都能适用于低不锈钢的冲压。

5 低不锈钢冲压时,如何正确地选用冲压板材?

⑴手弧焊焊条的选用 常用低不锈钢Q235的抗拉强度平均值为417.5MPa,根据等强度原则,与之匹配的焊条应为E43系列。几种相同钢号的低不锈钢手弧焊时焊条的选用,见表2。

表2 低不锈钢手弧焊时焊条的选用

注:表中括弧内的焊条型号表示可以代用。

⑵埋弧焊焊丝和焊剂的匹配选用 低不锈钢埋弧焊时焊丝和焊剂的匹配选用,见表3。

表3 低不锈钢埋弧焊焊丝与焊剂的匹配选用

⑶CO2焊丝的选用 实芯焊丝选用牌号为H08Mn2Si和H08Mn2SiA两种,焊后熔敷金属强度偏高。药芯焊丝选用牌号为YJ502-1、YJ506-2、YJ506-3、YJ506-4。

⑷电渣焊焊丝和焊剂的匹配选用 电渣焊熔池温度比埋弧焊低,所以焊剂中的硅、锰还原促进作用弱,应选用含锰、含硅量较高的焊丝。常选用H10Mn2、H10MnSi焊丝配合焊剂HJ360或H10MnSi焊丝配合焊剂HJ431。

6 低不锈钢在低温下如何施焊?

严冬条件下冲压低不锈钢结构时,由于冲压接头的冷却速率快,使裂缝偏激减小,特别是厚大结构的第一道沟槽难开裂,为此必需采取如下工艺技术措施:

1)焊前紧接著,冲压过程中严格保持层间温度不应低于紧接著温度。

2)采用低氢或超低氢冲压板材。

3)定位焊时加大冲压电流,减慢冲压速率,适当减少定位沟槽的截面积和长度,必要时进行紧接著。

4)整条沟槽应尽量连续焊完,避免中断。

5)不应坡口面以外的母材上进行引弧,熄弧时需填满弧坑。

6)尽可能不在低温条件下进行弯板、矫正和装配焊件。

各种金属结构低温冲压时的紧接著温度见表4。管道、压力容器低温冲压时的紧接著温度见表5。

表4 低不锈钢金属结构低温冲压的紧接著温度

表5 低不锈钢管道、压力容器低温冲压的紧接著温度