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丝网除沫器几种金属材料的焊接

来源:swcmq(河北荣鹰整理发布)   时间:2019-04-18 09:30

一、丝网除沫器中金属材料的焊接性
(一)丝网除沫器中的金属焊接性概念
丝网除沫器中的金属焊接性是金属材料对焊接加工的适应性,是指金属在一定的焊接方法,焊接材料、工艺参数及结构形式条件下,获得优质焊接接头的难易程度。它包括两个方面内容:一是工艺性能,即在一定工艺条件下,焊接接头产生工艺缺陷的倾向,尤其是产生裂纹的倾向;二是使用性能,即焊接接头在使用中的可靠性,包括力学性能以及耐热、耐蚀等特殊性能。
丝网除沫器中的金属焊接性是金属的一种加工性能。它取决于金属材料的本身性质和加工条件。就目前的焊接技术水平,工业上应用的绝大金属材料都是可以焊接的,只是焊接的难易程度不同而已。
随着焊接技术的发展,金属的焊接性也在改变。例如,铝在气焊和手工电弧焊条件下,焊接质量较差,而氩弧焊出现以后,用来焊铝就能获得满意的焊接接头;液态下,化学活泼性极强的钛的焊接也是如此。由于等离子弧、真空电子束、激光等新能源在焊接中的应用,使钨(W)、钼(Mo)、铌(Nb)、锆(Zr)等高熔点金属及其合金的焊接都已成为可能。
(二)丝网除沫器中的金属焊接性的评定
丝网除沫器中的金属焊接性的主要影响因素是化学成分。钢的化学成分不同,其焊接性也不同。钢中的碳和合金元素对钢的焊接性的影响程度是不同的。碳的影响最大,其他合金元素可以换算成碳的相当含量来估算他们对焊接性的影响,换算后的总和称为碳当量。作为评定钢材焊接性的参数指标,这种方法称为碳当量法。
经验证明,碳当量越大,焊接性越差。当CE<0.4%时,钢材焊接性良好,焊接冷裂纹倾向小,焊接时一般不需要预热;CE=0.4%~0.6%时,焊接性较差,冷裂倾向明显,焊接时需要预热并采取其他工艺措施防止裂纹;CE>0.6%时,焊接性差,冷裂倾向严重,焊接时需要较高的预热温度和严格的工艺措施。
二、碳素结构钢和低合金结构钢的焊接
(一)低碳钢的焊接
低碳钢碳的质量分数Wc<0.25%,碳当量CE<0.4%,没有淬硬倾向,冷裂倾向小,焊接性良好。除电渣焊外,焊前一般不需要预热,焊接时不需要采取特殊工艺措施,适合各种方法焊接。只有板厚大于50mm,在0℃以下焊接时,需预热100~150℃。
含氧量较高的沸腾钢,硫、磷杂质含量较高且分布不均匀,焊接时裂纹倾向较大,厚板焊接时还有层状撕裂倾向。因此,焊接重要结构应选用镇静钢。
在焊条电弧焊中,焊接材料一般选用E4303(结422)和E4315(结427)焊条;埋弧自动焊,常选用H08A、H08MnA焊丝与焊剂431配合。
(二)中碳钢的焊接
中碳钢的质量分数WC=0.25%~0.6%,碳当量大于0.4%,其焊接特点是热影响区淬硬倾向和冷裂纹倾向大,焊缝金属热裂倾向较大。因此,焊前必须预热至150~250℃。焊接中碳钢常用焊条电弧焊,选用E5015(结507)焊条。采用细焊条、小电流、开坡口、多层焊,尽量防止含碳量高的母材过多地熔入焊缝。焊后应缓慢冷却,防止裂纹的产生。厚件可考虑用电渣焊,提高生产效率,焊后进行相应的热处理。
(三)高碳钢的焊接
WC>0.6%的高碳钢焊接性更差。高碳钢的焊接只限于修补工作。
(四)低合金结构钢的焊接
低合金结构钢一般采用焊条电弧焊和埋弧自动焊进行焊接。此外,强度级别较低的低合金结构钢焊接时可采用CO2气体保护焊:较厚低合金钢结构钢工作可采用电渣焊进行焊接;屈服强度大于500MPa的高强度钢,宜用富氩混合气体(如Ar80%+CO220%)保护焊焊接。
Q345(16Mn)钢的碳当量CE<0.4%,焊接性良好,一般不需要预热,是制造锅炉压力容器等重要结构的首选材料。当板厚大于30mm时,或环境温度较低时,焊前应预热,焊后应进行消除应力处理。
焊接含有其他合金元素和强度等级较高的材料时,应选择适宜的焊接方法,制定合理的焊接规范和严格的焊接工艺。
三、铸铁的焊补
铸铁含碳量高,且硫、磷杂质含量高。因此,焊接性差,容易出现白口组织、焊接裂纹、气孔等焊接缺陷。对铸铁缺陷进行焊接修补,有很大的经济意义。铸铁一般采用焊条电弧焊、气焊来焊补,按焊前是否对工件进行预热分为热焊和冷焊两类。
(一)热焊
热焊是焊前将工件整体或局部预热到600~700℃,焊后缓慢冷却。热焊可防止出现白口组织和裂纹,焊补质量较好,焊后可以进行机械加工。但热焊生产率低,成本较高,劳动条件较差,一般用于焊补形状复杂焊后需进行加工的重要铸件,如床头箱、气缸体等。
气焊是采用含硅高的铸铁焊条作填充金属,含硅量为3.5%~4.0%,碳硅总量达7%左右。同时用气剂201或硼砂等气焊熔剂去除氧化皮。气焊火焰还可用来预热工件和焊后缓冷,比较方便;手弧焊用涂有药皮的铸铁焊条(EZCQ),以补充碳硅的烧损,并造渣清除杂质。
(二)冷焊
冷焊一般不预热或预热温度较低(400℃以下)。常用焊条电弧焊,主要依靠焊条调整化学成分,防止出现白口和裂纹。焊接时,应尽量采用小电流、短弧、短焊道(每段不大于50mm),并在焊后及时锤击焊缝易松弛应力,防止开裂。
冷焊常用镍基焊条(如EZNi、EZNiFe、EZNiCu等)、铁基焊条(如EZC、EZCQ)、高钒焊条(如EZV)等。
冷焊方便灵活,生产率高,成本低,劳动条件好,可用于焊补机床导轨,球墨铸铁件以及一些非加工面。
四、有色金属材料的焊接
(一)铝及铝合金的焊接
工业上用于焊接的主要是纯铝、铝锰合金、铝镁合金及铸铝。铝及铝合金焊接的主要问题有:
(1)极易氧化。铝和氧的亲和力很大,很容易生成氧化铝(Al2O3),其组织致密,熔点(2050℃)远高于铝的熔点(660℃),覆盖在金属表面,阻碍熔合。氧化铝比重较大,易形成夹杂使焊缝脆化。
(2)形成气孔。液态铝能吸收大量的氢,而固态铝又几乎不溶解氢,冷却时由于结晶速度快,大量的氢气来不及逸出熔池,产生气孔。
(3)铝的导热系数较大,要求使用大功率热源,厚度较大时要预热。铝的膨胀系数也较大,易产生焊接应力和变形,严重时导致开裂。
(4)铝在高温时强度很低,容易引起焊缝塌陷,常需采用垫板。
铝及铝合金常用的焊接方法有:氩弧焊、气焊、电阻焊和钎焊。目前氩弧焊是应用最普遍的方法。氩弧焊时,由于氩气的可靠保护以及氩弧具有“阴极破碎”作用,因此焊接质量较高。对于焊接质量要求不高的工件,可采用气焊,气焊是必须采用气焊熔剂以去除表面氧化物和杂质。无论用哪种方法焊接铝及铝合金,焊前必须彻底清理焊接部位和焊丝表面的氧化膜和油污。由于铝熔剂对铝有强烈的腐蚀作用,焊后应仔细清洗,防止熔剂对铝焊件的继续腐蚀。
(二)铜及铜合金的焊接
铜及铜合金的焊接比低碳钢的焊接困难得多,其主要问题是:
(1)难熔合。铜导热系数大,热量很容易传导出去,使母材和填充金属难以熔合。因此,需要大功率热源,并且需要在焊前和焊接过程中进行预热。
(2)易氧化。液态的铜易生成Cu2O,分布在晶界处,且铜的膨胀系数大,凝固系数也大,容易产生较大的焊接应力,极易引起开裂。
(3)产生气孔。铜特别容易吸收氢,凝固时因溶解度降低而释放出来的氢来不及逸出,形成气孔。
(4)易变形。铜的膨胀系数和收缩系数都大,且铜的导热性强,热影响区宽,焊接变形严重。
铜及铜合金可用氩弧焊、气焊、钎焊等方法进行焊接。铜电阻很小,不适宜用电阻焊焊接。
铜及铜合金常用的焊接方法有氩弧焊、气焊、焊条电弧焊、钎焊等。其中氩弧焊的接头质量最好。气焊时需采用气焊熔剂以去除表面氧化物和杂质。焊条电弧焊时应选用相应的铜及铜合金焊条。

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