文档介绍：第六章船用金属材料的焊接
教学目标:
;
;
。
第一节金属材料的焊接性
内容:
金属材料的焊接性及焊
接性试验方法。
目的:
通过焊接性实验正确选
择焊接工艺。
一、金属焊接性概念
金属材料的焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性,
即在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度。
一是焊接工艺性的优劣,如焊接接头产生的缺陷,尤其是
出现各种裂纹倾向的大小;
二是焊接接头在使用过程中的可靠性,如焊接接头的力学
性能、耐蚀、耐热、导电、导磁等方面性能的持久性。
在目前的技术状况下,绝对不可能焊接的材料是极少的,所以其焊接性好坏只是相对而言的。随着焊接技术的发展,金属材料的焊接性也在改变。
二、金属焊接性影响因素
(一)材料因素(二)工艺因素
(三)结构因素(四)使用条件
三、金属焊接性评定
焊接性评定有间接判断法和直接试验法。
(一)焊接性间接判断法
所谓碳当量是指把钢中的合金元素(包括碳)的含量按其
作用换算成碳的相当含量,作为评定钢材焊接性的一种参考指
标。
国际焊接协会推荐,估算碳钢和低合金钢碳当量的公式为:
CE =C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%)
根据经验:CE越小,焊接性越好。当CE <%时,接
性优良;当CE =%~%时,焊接性良好; CE =%
~%时,焊接性尚可;当CE >%时,焊接性差。
焊接冷裂纹敏感指数(Pc)不仅包括了母材的化学成分,又
考虑了熔敷金属含氢量与拘束条件的作用。公式如下:
Pc=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+B/5+δ/600+H/60
式中:δ—板厚(mm);
H—焊缝中扩散氢含量(mL /100g)。
当产品的结构材料及工艺已定, Pc数值越大,表示冷裂纹的倾向越大。
用公式计算粗步判断金属材料焊接性以后,还需进行试验加以
检验。
(二)焊接性直接试验法
焊接性直接试验法可分为抗裂性试验,接头使用性能试
验和工艺适应性试验。
由于焊接裂纹是焊接接头中最危险的缺陷,所以用得最
多的是焊接裂纹试验。
通过焊接性试验,可以用较小得代价达到以下几个目的:
第一、选择适用于基本金属的焊接材料。
第二、确定合适的焊接工艺规范参数,包括焊接电流,
电弧电压,焊接速度以及预热温度,层间温度,
焊后缓冷及热处理等。
第三、发展和研制新型材料,确定它的适应性并作出评
价。
这种试验的目的在于了解材料焊接后产生裂缝的倾向,常用的
抗裂试验方法有:(1)Y型坡口裂纹实验;(2)菲斯柯裂纹试验(FISCO);(3)插销试验;(4)Z向拉伸试验。
抗裂性试验结果的评定,一般是用比较的方法,即把未知焊接
性的材料与已知焊接性的材料进行对比;或在不同工艺措施下(如
不同预热温度)的结果进行比较,也可以裂或不裂作为标准。
这类试验是为保证焊接接头或整个结构在预定试验条件下安全
运行而进行的。包括力学性能试验、接头腐蚀试验及产品技术条件
中所规定的其它性能试验。
常用的接头使用性能试验方法有:
T字型弯曲试验;
缺口冲击试验;
接头腐蚀试验。
这种试验主要是根据实际生产条件而设计的。如多次重复焊
接,火焰切割(如碳弧气刨)后的影响,定位焊试验等。
第二节一般强度船用结构钢的焊接
内容:
一般强度船用结构钢焊接性及焊接工艺。
目的:
了解一般强度船用结构钢的焊接工艺。
一、一般强度船用结构钢的焊接性
一般强度船用结构钢含碳量≤%,属于低碳钢,焊
接性良好,焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施。
但为了获得良好的焊接接头,操作时应注意以下问题:
,结构刚性大,或施焊环境温度较低
时,尤其是对D、E钢的焊接。要求进行预热。
,应适当增加焊缝宽度,
特别是埋弧自动焊,,以防
止产生热裂纹。
二、一般强度船用结构钢的焊接工艺
(一)焊接方法
一般强度船用结构钢几乎适用各种焊接方法进行焊接,船
厂常用的焊接方法是焊条电弧焊、埋弧自动焊、CO2气体保护焊
以及电渣焊等。
(二)焊接材料
可根据“等强度原则”选择焊条或焊丝。焊接一般简单且
承受静载荷的船体结构,可选用酸性焊条;焊接承受动载荷和
复杂或大厚度的