時間：2022-06-20 16:35:38
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1、不同的材料之間焊接為異種鋼焊接，關(guān)于異種鋼焊接的話，通常原則，異種金屬焊接首先考慮的是目的，有的因為母材不同，使用了異種金屬焊接，有的因為焊接條件限制或母材的焊接性，使用了異種金屬焊接。目的不同焊接注意事項不同。如用鎳基合金焊接不銹鋼和低合金鋼，在焊接低合金鋼一側(cè)要預(yù)熱，焊接不銹鋼和隨后的鎳基合金焊縫中就不需要預(yù)熱，還要控制層間溫度不要過高。
2、通俗的來講，即不同種材質(zhì)的鋼材通過焊接方法熔融在一起的過程成為異種鋼焊接。
3、例如：奧氏體鋼和非奧氏體鋼的焊接；珠光體鋼和馬氏體鋼的焊接；珠光體鋼和貝氏體剛的焊接等等。
4、異種鋼焊接接頭和同種鋼焊接接頭有本質(zhì)差異，主要是熔敷金屬與兩側(cè)焊接熱影響區(qū)和母材存在的不均勻性。
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【關(guān)鍵詞】：材料；焊接性；質(zhì)量；成本；影響
中圖分類號：P755.1文獻標識碼： A 文章編號：
引言
文章在簡要論述金屬材料(主要是鋼鐵材料)焊接性的基礎(chǔ)上,分析了材料對焊接鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的質(zhì)量和焊接成本的影響,期望能為設(shè)計工程師在設(shè)計選材時提供參考,使設(shè)計者在對材料的剛度、彈性、耐磨性以及防腐性等物理、機械性能給以考慮的同時,也能對材料的焊接性足夠的重視。影響焊接質(zhì)量和焊接成本的因素有很多,對設(shè)計者來說,重點應(yīng)考慮的是材料的焊接性。
一、材料的焊接性
焊接性是指在對材料進行焊接加工時，材料的適應(yīng)性。具體是指在一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式下，能否獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度和該焊接接頭能否在使用條件下可靠運行。焊接性的具體內(nèi)容可分為工藝焊接性和使用焊接性。
1、工藝焊接性是指在一定焊接工藝條件下，能否獲得優(yōu)質(zhì)致密、無缺陷焊接接頭的能力。對于熔化焊來講。焊接過程一般都要經(jīng)歷傳熱和冶金反應(yīng)。因此，工藝焊接性又分為“熱焊接性”和“冶金焊接性”。熱焊接性是指在焊接熱過程條件下。對焊接熱影響區(qū)組織性能及產(chǎn)生缺陷的影響程度。它是評定被焊金屬對熱的敏感性，主要與被焊材質(zhì)及焊接工藝條件有關(guān)。冶金焊接性是指冶金反應(yīng)對焊縫性能和產(chǎn)生缺陷的影響程度。
2、使用焊接性是指焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)條件所規(guī)定的各種使用性能的程度。其中包括常規(guī)的力學(xué)性能、疲勞性能、持久強度、以及抗腐性、低溫韌性、抗脆斷性能、高溫蠕變、耐磨性能等。
二、材料的焊接性與焊接質(zhì)量
1、焊接質(zhì)量
過去人們一提到焊接質(zhì)量,首先想到的就是焊縫質(zhì)量,這是因為早期用于制造焊接鋼結(jié)構(gòu)的材料,主要是低碳鋼,焊縫的質(zhì)量在整個焊接結(jié)構(gòu)中起著決定性的作用,因此,當時人們把主要注意力集中在解決焊縫中存在的問題是必然的。隨著科學(xué)技術(shù)和焊接技術(shù)的發(fā)展,各種高強鋼、合金鋼以及某些有色金屬等已被廣泛應(yīng)用到焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中來。在這種情況下,焊接質(zhì)量就不僅僅取決于焊縫,有時熱影響區(qū)(包括熔合線)的質(zhì)量對焊接接頭乃至整個鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的質(zhì)量都起著至關(guān)重要的作用,所以,現(xiàn)在所講的焊接質(zhì)量應(yīng)當是包括焊縫金屬、熔合線和熱影響區(qū)母材金屬在內(nèi)的整個焊接接頭的質(zhì)量。而熱影響區(qū)性能的好壞,與母材的化學(xué)成分和性能即母材的焊接性有著直接的關(guān)系,因此選擇焊接性好的材料對保證焊接質(zhì)量是非常重要的。
2、焊接接頭各區(qū)的組織形態(tài)和性能
焊接接頭各部位金屬的性能與母材存在著很大的差異,造成這一差異的原因是焊接接頭各部位金屬的化學(xué)成分和(或)金相組織形態(tài)與母材有很大差別。以熔化極電弧焊為例,焊縫金屬是由被焊部位母材金屬與填充金屬(如焊絲、焊條等)重新組合、重新熔化和重新冶煉而成的近似于鑄造組織形態(tài)的金屬,它的化學(xué)成分和金相組織與母材不同,熱影響區(qū)是由于焊接時產(chǎn)生的高溫使母材在金相組織和性能發(fā)生變化的區(qū)域,在熱影響區(qū)內(nèi),各點金屬經(jīng)歷的最高溫度隨其距離焊縫遠近不同而各異,因此各點的組織形態(tài)也有相應(yīng)的差別。根據(jù)組織特征和距焊縫的遠近可將熱影響區(qū)依次分為熔合區(qū)、過熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)和不完全重結(jié)晶區(qū)等四個區(qū)域。由于各區(qū)組織形態(tài)不同,因此性能各異,突出表現(xiàn)在過熱區(qū)沖擊韌性的降低,對于時效敏感性較強的鋼種,在靠近熱影響區(qū)的附近,雖然組織未發(fā)生變化,但也有可能產(chǎn)生脆化現(xiàn)象,使接頭的韌性下降。
3、材料的焊接性對焊接質(zhì)量的影響
材料的焊接性對焊接質(zhì)量的影響是非常明顯的,焊接性的優(yōu)劣就是衡量金屬材料對焊接加工的難易程度,若想容易地獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭,被焊材料不具備良好的焊接性是很難達到目的的。例如Q235鋼,用普通低碳鋼焊條焊接就能容易地獲得優(yōu)質(zhì)無缺陷的接頭,不需要復(fù)雜的工藝措施。如果用同樣的焊條和工藝來焊接鑄鐵的話,則往往會產(chǎn)生裂紋、剝離等嚴重的焊接缺陷,即使采取一定的工藝措施來防止裂紋等缺陷的產(chǎn)生,也常會由于熔合線附近存在著極為硬脆的不能進行加工的白口組織而無法使用,這是因為鑄鐵的焊接性不如Q235鋼好的緣故,故不易獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭,更談不上保證焊接質(zhì)量了。如，目前我國新研制的橋梁鋼14MnNbq與15MnVNq相比,由于前者的焊接性好于后者,因此,除了所用的焊接材料不同外,其焊接工藝也有所不同。以板厚25~32mm鋼板的對接埋弧焊為例,焊接14MnNbq鋼時需預(yù)熱80~120e,而焊接15MnVNq則需160~180e,預(yù)熱溫度的提高,增加了人力、物力和能源的消耗,從而增加了焊接成本。又如用于制造九江長江大橋鋼梁的15MnVNq鋼,通過對試驗材料的力學(xué)試驗研究認為,該鋼具有良好的抗低溫脆斷的能力,各項性能指標基本上達到了大橋設(shè)計要求,但是通過焊接性研究卻發(fā)現(xiàn)接頭的沖擊韌性有較大幅度的降低。所以,在條件允許的情況下,盡量采用焊接性相對較好的材料,對簡化焊接工藝、提高焊接質(zhì)量和降低焊接成本都是有利的。
雖然在采取了預(yù)熱等措施的條件下能夠得到完好的焊縫外觀,但熱影響區(qū)的沖擊韌性與母材相比仍然下降太多,不能滿足焊接質(zhì)量要求。因此,只從焊接材料和焊接工藝的改進上提高接頭的沖擊韌性是極為有限的,不能解決其根本問題,事實證明,優(yōu)化后的鋼板明顯的提高了材料的焊接性,接頭熱影響區(qū)的沖擊韌性有了大幅度提高,焊接接頭的性能得到了較大的改善,為焊接生產(chǎn)提供了可靠的質(zhì)量保證。這充分體現(xiàn)了材料的焊接性對鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品焊接質(zhì)量的重要影響。
三、材料的焊接性與焊接成本
材料的焊接性除了影響焊接質(zhì)量外對焊接成本也有很大的影響。由于現(xiàn)代焊接材料和焊接技術(shù)的不斷發(fā)展,過去一些難焊金屬或是不能進行焊接加工的金屬材料,在特定的條件下進行焊接也能夠得到較為滿意的焊接接頭,但會增加一定的焊接成本。仍以鑄鐵為例,上述內(nèi)容中已經(jīng)提到用低碳鋼焊條焊接鑄鐵較難獲得滿意的接頭,但如果用鑄鐵焊條或者不銹鋼焊條進行焊接的話,可以比較容易的獲得較好的焊接接頭，然而鑄鐵焊條和不銹鋼焊條的價格要比普通低碳鋼焊條高出許多。例如，目前我國最新研制的的橋梁鋼14MnNbq，它與15MnVNq相比,由于前者的焊接性比后者好,所以,除了所用的焊接材料不同外,它們的焊接工藝也不相同。如果以板厚25～32mm的鋼板的對接埋弧焊，當焊接14MnNbq鋼時需預(yù)熱80～120℃,而焊接15MnVNq就需要需160～180℃,預(yù)熱溫度的提高,造成了人力物力資源的浪費,從而導(dǎo)致了焊接成本的增加。因此,在條件允許的情況下,采用焊接性相對較好的材料,對簡化焊接工藝和降低焊接成本都是有利的。
結(jié)束語
總的來說，在焊接材料產(chǎn)品的設(shè)計中,設(shè)計工程師在對所選材料的物理和機械性能關(guān)注的同時,還應(yīng)充分考慮下述方面：(1)焊接質(zhì)量與焊縫和焊接熱影響區(qū)的質(zhì)量都有關(guān)系，更有甚者焊接熱影響區(qū)的質(zhì)量會成為焊接接頭乃至整個產(chǎn)品質(zhì)量的控制因素。(2)重視材料的焊接性，可以保證焊接質(zhì)量。(3)選擇焊接性好的材料制造焊接產(chǎn)品可簡化焊接工藝、提高焊接質(zhì)量以及降低焊接成本。
參考文獻：
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【3】方立東，宋健．焊接工藝參數(shù)優(yōu)化計算機輔助系統(tǒng)的設(shè)計與研究【J】．江蘇船舶，2002.
【關(guān)鍵詞】鋼鐵材料；焊接性；發(fā)展
隨著冶金行業(yè)的不斷進步，鋼材質(zhì)量得以提高，使焊接性得以改善。但期間，也出現(xiàn)一些問題。所以，為了推動焊接技術(shù)的積極發(fā)展，需要為其制定新的焊接方法和焊接工藝以及焊接材料。
一、鋼鐵技術(shù)引起焊接性的轉(zhuǎn)變
鋼產(chǎn)量能夠?qū)σ粋€國家的經(jīng)濟實力和重要指標進行衡量，能夠促進我國工業(yè)化的積極進步和發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟水平的提升，鋼工業(yè)得以進步，鋼鐵技術(shù)的研究，將引起焊接性的轉(zhuǎn)變，所以，要對這種轉(zhuǎn)變進行深度探討。
鋼的焊接性發(fā)展。合金結(jié)構(gòu)鋼能夠滿足焊接結(jié)構(gòu)的需求，促進高強度等特點的形成，可以應(yīng)用到各個領(lǐng)域，如：發(fā)電設(shè)備、工程機械以及橋梁等。對合金結(jié)構(gòu)鋼性能進行轉(zhuǎn)變，主要對鋼中碳、合金元素含量進行調(diào)整。因為不同的鋼種表現(xiàn)的焊接性問題也不同，如果其中含有大量的碳、合金元素含量，將導(dǎo)致接頭軟化等多個問題。所以，改變合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性，促進其新的變革。微合金化鋼的焊接性。微合金控軋冷鋼具有高強度、高韌性特點，其具備較高的強韌性，在工程中得以進步和使用。其中，熱影響區(qū)的脆化問題經(jīng)常產(chǎn)生，如果使用的熱量大，脆化現(xiàn)象就會更嚴重。為了防止該現(xiàn)象，就要降低碳含量，控制好雜質(zhì)的含量。還要控制好熱影響區(qū)內(nèi)的晶粒，改善熱影響區(qū)的組織。保證能夠使用合理的焊接工藝參數(shù)，尤其是對于一些比較敏感的鋼種，在焊接過程中，要對焊接工藝參數(shù)進行調(diào)整，減少一些高溫停留現(xiàn)象，促進其組織的合理性。新型鋼鐵材料的焊接性。因為新型的鋼鐵材料晶粒比較細化，在焊接期間，存在的問題主要是焊縫具備的強韌化、熱影響區(qū)晶粒的成長問題。對于焊縫金屬的強韌化，主要是利用合金化對焊縫組織進行控制。例如：800MPa級以上的超細晶鋼，執(zhí)行焊縫金屬與母材匹配存在較大困難。對于熱影響區(qū)晶粒的成長問題，主要是對超細晶粒鋼進行焊接期間，將存在嚴重的熱影響區(qū)晶粒的成長問題。該問題的產(chǎn)生會產(chǎn)生HAZ脆化和的軟化。所以，要對其有效解決，可以利用激光焊等一些低熱輸入的焊接方法[1]。
二、鋼鐵工業(yè)促進焊接材料的發(fā)展
（一）焊材結(jié)構(gòu)的調(diào)整
近幾年，隨著鋼材數(shù)量的不斷增長，我國的焊接材料消費量也得以增長，同時，鋼結(jié)構(gòu)用鋼量的不斷增加，使焊接材料的消耗量也逐漸上升。近幾年，焊接技術(shù)已經(jīng)開始向著自動化、質(zhì)量化方向發(fā)展，進而使焊材結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生較大變化。主要是焊條的比例不斷下降，但焊絲的比例得以增加[2]。
（二）提高焊材品質(zhì)
我國作為鋼材產(chǎn)量大國和銷售大國，在世界上具有較大名號。隨著焊材品種與焊材數(shù)量的不斷增加，一些高質(zhì)量的焊接材料逐漸減少，導(dǎo)致一些高質(zhì)量、高品質(zhì)的焊材需要通過進口才能獲得。所以，我國的焊材行業(yè)在逐漸發(fā)展過程中，需要根據(jù)市場上的發(fā)展需求以及自身特點，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化調(diào)整，保證焊材質(zhì)量與焊材規(guī)格的不斷提升，使其在適應(yīng)當代市場發(fā)展要求下，提高我國在國際市場下的競爭能力。例如：藥芯焊絲開始向低塵、寬電流方向發(fā)展；埋弧焊用焊絲開始向著品種多、韌性高等特點發(fā)展；焊條在新型鋼發(fā)展中，實現(xiàn)了配套式發(fā)展[3]。
（三）開發(fā)微合金軋鋼焊接材料
鋼鐵冶金行業(yè)得以利用和發(fā)展，使一些低合金愛高強鋼性能得以提高，與相匹配的焊接材料也需要實現(xiàn)較高的強韌性。但是，焊縫金屬無法利用控軋控冷措施對其實現(xiàn)，也無法增強鋼材軋制期間的形變，導(dǎo)致其無法實現(xiàn)焊接。所以，現(xiàn)代使用的焊接工藝、焊接材料等都不適合低碳微合金化控軋鋼，也無法實現(xiàn)新時期的鋼材使用性能。因此，要提高焊縫金屬的潔凈度，可以利用冶煉技術(shù)，保證潔凈度能夠達到國際化發(fā)展水平，保證更嚴格的控制原材料的雜質(zhì)含量。在焊接過程中，存在激烈的化學(xué)冶金反應(yīng)，在該過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)脫氧、脫硫等，促進潔凈化技術(shù)的形成。所以，在對焊接材料進行分析期間，需要促進配方參數(shù)的合理性和優(yōu)化性，保證其實現(xiàn)完善的凈化反應(yīng)[4]。
（四）促進高科技焊接材料的形成
隨著我國工業(yè)化進程的不斷會加快，一些新鋼材得以利用，進而對焊接材料提出更高要求。因此，要提高焊接材料的質(zhì)量，促進新型焊接材料品種的多樣性，保證其能夠滿足F代化發(fā)展需求。如：可以開發(fā)高等級的管線鋼、可以研究高強度、具有大輸熱量的焊條，使其可以應(yīng)用到大型儲油罐中。還要提高現(xiàn)有的不銹鋼焊接材料質(zhì)量，不僅要提高我國焊接材料企業(yè)的技術(shù)水平，促進材料的高質(zhì)量，還需要為其開發(fā)出雙相不銹鋼配套焊接材料。
總 結(jié)
基于以上的分析，鋼鐵工業(yè)發(fā)展中的焊接技術(shù)、焊接材料面對一些問題，因此，各個企業(yè)以及各個行業(yè)需要加大力度對其研究，實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，保證為新焊接技術(shù)、新焊接材料提供較大的發(fā)展方向。
參考文獻：
[1]文海慶.新型鋼鐵材料及焊接性與焊接材料的發(fā)展[J].建材與裝飾，2013.
[2]王斌，溫磊.我國新型鋼鐵材料及焊接性與焊接材料的發(fā)展[J].環(huán)球市場，2016.
Abstract: Welding of metallic materials, commonly known as weldability, is access to quality ease of welded joints under certain welding conditions, also is metal material adaptability in the welding process. Welding of metallic materials is mainly determined by the organization and properties of welded joints. This article focuses on the welding technology of the carbon steel, low alloy steel, stainless steel, cast iron and other metal materials.
關(guān)鍵詞：金屬；材料；焊接
Key words: metal；material；welding
中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2010）33-0266-01
1碳鋼的焊接技術(shù)
碳素鋼的焊接性主要決定于其含碳量，碳素鋼中低碳鋼含碳量和合金元素低，強度不高，塑性好，具有優(yōu)良的焊接性，幾乎司以用各種工藝方法進行焊接，不需采用特殊工藝措施即可獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。低碳鋼焊接通常不需要焊前預(yù)熱，只是在環(huán)境溫度較低或結(jié)構(gòu)剛性過大時，才考慮預(yù)熱措施。對于沸騰鋼，硫、磷雜質(zhì)含量較高且分布不均勻，焊接時裂紋傾向較大；厚板焊接時還有層狀撕裂傾向。因此，重要結(jié)構(gòu)應(yīng)選用鎮(zhèn)靜鋼焊接。
中碳鋼的焊接，由于中碳的質(zhì)量分數(shù)在0.25%~0.45%之間，與低碳鋼相比，其強度較高，淬硬傾向較嚴重，焊接性比較差必須仔細確定焊接規(guī)范并減緩焊后冷卻速度，必要時，需進行焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度約為150~250℃。對厚度大的結(jié)構(gòu)，其預(yù)熱溫度還可提高一些。
高碳鋼的焊接，由于高碳的質(zhì)量分數(shù)在0.6%，焊后其熱影響區(qū)易于出現(xiàn)淬硬組織，在焊接應(yīng)力或焊接殘余應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋，故其焊接性很差。焊接結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用高碳鋼制造。這類鋼的焊接大多是補學(xué)修理一些損壞件。必要時必須采用較高的預(yù)熱溫度，小電流、慢焊速焊接，并保持焊后緩慢冷卻。
2低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接技術(shù)
低碳鋼的焊接，由于碳質(zhì)量分數(shù)不大于0.25%，有良好的塑性，沒有淬硬傾向，焊接性良好。低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性主要取決于其化學(xué)成分及強度等級。含碳量及含合金元素量少的低合金鋼的焊接性較好。強度等級愈高，合金元素愈多，則焊接性愈差。常用的低強度等級的低合金結(jié)構(gòu)鋼，其焊接規(guī)范也與低碳鋼相當。隨著碳當量數(shù)的增加，焊接時易出現(xiàn)淬硬組織，產(chǎn)生裂紋，且鋼的強度級別越高，冷裂傾向越大。因此，焊前需要預(yù)熱。
焊接低合金結(jié)構(gòu)鋼的常用方法有焊條電弧焊、埋弧焊和CO2保護焊等。鎢極電弧焊可用于要求全焊透的管形工件的打底焊。焊接厚板工件如厚壁壓力容器，可采用電渣焊。
3不銹鋼的焊接技術(shù)
不銹鋼按空冷后室溫組織不同分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼等。其中以奧氏體不銹鋼應(yīng)用最廣。
焊接結(jié)構(gòu)制造中應(yīng)用最多的是18-8型（如O Crl 8 Ni9）奧氏體不銹鋼，雖然Cr、Ni含量較高，但C含量低，焊接性良好，焊接時一般不需要采取特殊的工藝措施。生產(chǎn)中常采用焊條電弧焊和鎢極氬弧焊，也可以采用埋弧焊、等離子弧焊。焊條、焊絲、焊劑的選用應(yīng)保證焊縫金屬與母材成分類型相同。焊接時采用小電流、快速不擺動焊，焊后加大冷速，接觸腐蝕介質(zhì)的表面應(yīng)最后施焊。
鐵素體不銹鋼焊接時熱影響區(qū)中的鐵素體晶粒易過熱粗化，使焊接接頭的塑性、韌性急劇下降甚至開裂。因此，焊前預(yù)熱溫度應(yīng)在150℃以下，并采用小電流、快速焊等工藝，以降低晶粒粗大傾向。
馬氏體不銹鋼焊接時，在空冷條件下焊縫就可轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織，焊后淬硬傾向大，易出現(xiàn)冷裂紋。如果碳含量較高，淬硬傾向和冷裂紋現(xiàn)象更嚴重。因此，焊前預(yù)熱溫度為200～400℃，焊后要進行熱處理。如果不能實施預(yù)熱或熱處理，應(yīng)選用奧氏體不銹鋼焊條。鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼焊接的常用方法是氬弧焊和焊條電弧焊。
4鑄鐵的焊補技術(shù)
4.1 鑄鐵的焊接性鑄鐵含碳量高，塑性差，組織不均勻，焊接性很差，在焊接時，一般容易出現(xiàn)以下問題：焊后易產(chǎn)生白口組織；焊后易出現(xiàn)裂紋；焊后易產(chǎn)生氣孔。因此,在生產(chǎn)中,鑄鐵是不作為焊接材料的.一般只用來焊補鑄鐵件的鑄造缺陷以及局部破壞的鑄鐵件。鑄鐵的焊補一般采用氣焊或焊條電弧焊。
鑄件焊補常分為熱焊法和冷焊法兩種。①熱焊法：焊前將工件整體或局部加熱達600～700℃高溫，并在焊接過程中保持該預(yù)熱溫度，焊后緩慢冷卻。這種方法可使焊件受熱均勻，冷卻速度慢，防止產(chǎn)生白口組織及裂紋。若采用氣焊方法，則更易于獲得滿意的焊接質(zhì)量，焊后焊接處能進行切削加工。但生產(chǎn)率低，勞動強度大，耗能較多，所以，熱焊法一般多用于小型及焊后需加工的復(fù)雜和重要鑄件。②冷焊法：焊前不預(yù)熱或進行較低溫度的預(yù)熱(
4.2 鋁及鋁合金的焊接性鋁特別容易氧化生成熔點很高的氧化鋁，在焊接時常夾雜于金屬液態(tài)，使焊縫產(chǎn)生夾渣的缺陷?？梢姡X及鋁合金的焊接性較差。焊接時需要采取一些特殊的措施。焊接鋁及鋁合金常用的方法有氬弧焊、氣焊、釬焊和電阻焊。目前，氬弧焊最理想。這是由于氬弧焊保護效果好，能自動去除氧化膜，焊縫質(zhì)量好。
4.3 銅及銅合金的焊接性和鋁一樣，焊接時，在凝固過程中，來不及逸出的氫殘存在焊縫中形成氣孔?？梢?，銅及銅合金的焊接性較差，焊接時也需采取一些特殊措施。焊接銅和銅合金常用的方法有氬弧焊、氣焊、電弧焊、釬焊等。采用氬弧焊能更好地保護銅液不被氧化和不溶于氣體，焊縫質(zhì)量較好。
5結(jié)束語
金屬材料的焊接性實質(zhì)上是其物理、化學(xué)性能和力學(xué)性能在焊接過程中的綜合反映，而且還與焊接工藝水平的發(fā)展有密切的關(guān)系。本文闡述了碳鋼的焊接技術(shù)，不銹鋼的焊接技術(shù)，低合鋼金結(jié)構(gòu)鋼的焊接技術(shù)，鑄鐵的焊補技術(shù)和非鐵金屬的焊接技術(shù)等問題。
參考文獻：
[1]沈其文.材料成形工藝[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001.
關(guān)鍵詞：高強材料；焊接；特性
一、高強材料概況
在當前的管道、容器中，高強材料越來越占有重要的地位。當中最重要的，是將鋼里除碳意外添加一類或多類合金成分(合金成分的比例低于百分之五)，用來加強鋼的強度，將鋼的強度提高到275MPa或更高，并產(chǎn)生更優(yōu)的綜合質(zhì)量，此種鋼被稱為高強鋼，它的基本優(yōu)點為強度高、塑性與韌性也優(yōu)于普通鋼。根據(jù)鋼的屈服強度的程度和熱處理時的特性，高強鋼總體上有兩種。
熱軋、正火鋼，其屈服強度處于294Mpa～490MPa間，而利用狀態(tài)是熱軋、正火與控軋，在類別上是非熱處理強化鋼，該種鋼的現(xiàn)實中使用的最為常見。
調(diào)質(zhì)鋼，其屈服強度處于490Mpa～980Mpa間，通常在調(diào)質(zhì)狀態(tài)中應(yīng)用，在類別上是熱處理強化鋼。該種剛的特性是不煩強度高，而且塑性與韌性比較好，能夠直接于調(diào)質(zhì)時進行焊接。所以，這中調(diào)質(zhì)鋼在使用中越來越普及。
現(xiàn)在常使用的高強鋼，鋼板牌號包含以下幾種：16MnR、15MnVR、13MnNiMoNbR、18MnMoNbR；鍛件牌號包含以下幾種：16Mn、15MnV、20MnMo、20MnMoNb。
二、高強鋼的焊接特性
高強鋼中碳含量通常不高于0.20％，合金成分的總量通常不高于5％。因為高強鋼包含一些的合金成分，使它的焊接性和別的材料有一些不同，具體焊接特性有以下幾點：
1、焊接時的焊接裂紋
（1）.高強鋼因為使用了讓鋼強度增加的碳、錳等元素成分，當焊接的時候往往產(chǎn)生淬硬，而產(chǎn)生的硬化部分往往很敏感，所以，當剛性過強與拘束應(yīng)力較強的狀態(tài)下，如果焊接方式有問題，就會造成冷裂紋。加上這中裂紋存在較長的延遲，容易造成較大的危害。
（2）.再熱裂紋為在焊作業(yè)完成后，慢慢去掉應(yīng)力熱的過程中，或較長時間在高溫狀態(tài)下于臨近熔合線粗晶部位造成的沿晶開裂。通常認為，此類裂紋造成的原因，是因為焊接高溫導(dǎo)致HAZ旁邊的V、Nb、Cr、Mo等元素固溶在了奧氏體內(nèi)，焊接完成后進行，但沒有完全析出，而是在PWHT的時候呈彌散狀態(tài)析出，所以強化了晶內(nèi)，將應(yīng)力在松弛的時候產(chǎn)生的蠕變變形匯聚在了晶界。
高強鋼在焊接的時候，通常不會造成再熱裂紋，例如16MnR、15MnVR之類。然而對Mn-Mo-Nb與Mn-Mo-V等類別的高強鋼，因為Nb、V、Mo等成分比較敏感，是造成再熱裂紋的常見因素，所以這些高強鋼與焊接完成后實施熱處理時，需要特別回避容易造成再熱裂紋的溫度范圍，以免造成再熱裂紋。
2、焊接部位的脆化與軟化
（1）.應(yīng)變時效脆化。焊接部位于焊接前要進行各種冷處理(如鋼板的剪切、管道筒罐的卷圓)，材料會導(dǎo)致有所變形，要是變形的部位再收到200至450℃的熱作用，可能造成應(yīng)變時效，繼而產(chǎn)生脆化，往往導(dǎo)致材料的塑性減弱，因此造成鋼材的脆斷。
PWHT能夠減弱焊接時產(chǎn)生應(yīng)變時效，將韌性一定程度上恢復(fù)。1998年制定的《鋼制壓力容器》中明確規(guī)定，筒狀鋼材的厚度要達到下列標準：碳素鋼達到的的厚度不能低于圓筒內(nèi)部直徑的百分之三；別的鋼的達到的厚度不能低于內(nèi)部直徑的百分之二點五。而且，那些冷成形與中溫成形中制作的受壓產(chǎn)品，要在成形之后實施熱處理。
（2）.焊縫與熱影響區(qū)產(chǎn)生的脆化。對材料進行焊接時，加熱與冷卻往往不會十分均勻，便會產(chǎn)生不均勻的結(jié)構(gòu)。焊縫與熱影響區(qū)具有一定的脆性，這是是焊接接頭里最薄弱的地方。焊接線的能量強度會對高強鋼WM與HAZ性能產(chǎn)生較大影響，高強鋼容易淬硬，線能量如果不高，HAZ會產(chǎn)生馬氏體造成裂紋；線能量如果過高，WM與HAZ產(chǎn)生粗糙的晶粒，會造成焊接部位的脆化。線能量如果過高，調(diào)質(zhì)鋼而造成的HAZ脆化現(xiàn)象尤其明顯。因而焊接作業(yè)時，要把線能量控制于合適的度量。
（3）.焊接部位的熱影響區(qū)產(chǎn)生的軟化。因為焊接時的熱作用，會造成部分地區(qū)強度降低，形成了一定的軟化帶。HAZ區(qū)的結(jié)構(gòu)軟化會因為焊接線熱度的提升與預(yù)熱溫度的提升而惡化，不過通常的軟化區(qū)的性能還是能夠達到規(guī)定標準值的最低標準，因而這些鋼材地熱影響部位產(chǎn)生的軟化現(xiàn)象，如果做到工藝合適，就不會降低焊接部位的正常使用。
三、當代新式高強材料的焊接特性
1、高強管線鋼
高強管線鋼指X70以上的鋼級，至盡為止，X80是已建管線鋼中使用的強度最高的管線鋼。加拿大Ipsco鋼鐵公司在1998年年報中明確指出，該公司已成功進行了X90和X100SSAW鋼管試生產(chǎn)，最終目標是生產(chǎn)各種規(guī)格的X100鋼管。日本NKK、住友金屬、新日鐵、川崎制鐵及歐洲鋼管公司也相繼研制成功X90和X100UOE鋼管，正在研制X120鋼管。
為保障管線的安全可靠性，在提高強度的同時，必須相應(yīng)提高韌性。特別是高壓輸氣用鋼管，必須有很高的CVN。超貝氏體和超馬氏體被譽為21世紀的管線鋼，其鋼級為X80～X100(貝氏體)、X100～X120(馬氏體)。在成分設(shè)計上，大體上都是（超）的Mn-Nb-Ti系或Mn-Nb-V（Ti）系，有的還加入Mo、Ni、Cu等元素，因此，熱影響區(qū)的韌性不會比較低強度的管線鋼差，冷裂紋敏感性不大。對于強度高于600MPa的鋼，焊接時要特別關(guān)注WM冷裂紋問題，尤其是現(xiàn)場對接環(huán)焊縫必須采用超低氫焊接材料。
2、超細晶粒鋼
上世紀90年代，世界主要產(chǎn)鋼國相繼開展了新一代鋼鐵材料的研究，其中，尤以日本的“超級鋼“計劃、中國的“新一代鋼鐵材料重大基礎(chǔ)研究”和韓國的“21世紀高性能結(jié)構(gòu)鋼”引起世界鋼鐵界的矚目和熱情參與。
在新一代鋼鐵材料的研究中，最引人注目的是超細晶粒的研究，通過超細晶粒（最小1mm）實現(xiàn)強度翻番的目標。超細晶粒鋼焊接的最大問題就是HAZ的晶粒長大傾向，為解決這一問題，須采用激光焊、超窄間隙MAG焊、脈沖MAG焊等低熱輸入焊接方法。
參考文獻
[1]王建利.高強鋼的焊接工藝評定[J].云南水力發(fā)電,2007,(02).
關(guān)鍵詞：焊接工藝；焊接性能；鋁合金；焊接材料
目前結(jié)合實際焊接工藝與大量的焊接工藝文獻來源可知，當前采用的鋁合金焊接工藝應(yīng)用方法較多，原則上一般都能夠滿足其鋁合金焊接需求。比如最初普遍采用的氧氣炔焊接法，再到后來比較常用的電栓焊、點焊等電阻焊方式，包括攪拌摩擦焊、電子焊等工藝焊接法。不過，顯然這些焊接工藝應(yīng)用時存在一些潛在性缺憾。例如采用氧氣炔焊接時，如果不能良好控制氣焊火焰的集中溫度，則會造成裂紋缺陷出現(xiàn)；而電焊、攪拌焊等方式又對其焊接接頭的作業(yè)要求較高，所以存在工藝應(yīng)用的場地限制和約束?；诖?，研究焊接材料與焊接工藝的對其焊接性能的主要影響，應(yīng)能選用合理的焊接方法，同時要了解焊接接頭裂縫的形成機理等有關(guān)內(nèi)容，以此才能選擇適宜的焊接材料與操作工藝，保障鋁合金焊接質(zhì)量。
1.焊接方法的選擇
考慮到當前焊接鋁合金等有色金屬所采用的普遍焊接工藝方法存在的普遍缺陷，比如裂紋缺陷、場地限制等，所以文章主要推薦的是鎢極氬弧焊工藝焊接法。該焊接工藝應(yīng)用較為廣泛，主要原理是通過氬氣隔絕空氣效果，由于其本身不融于金屬，具有不能產(chǎn)生其他化合物的特性，所以其電弧清除焊接工件的氧化膜效果較為可靠，能夠?qū)σ子谘趸匿X合金予以成功焊接，具有良好的電弧穩(wěn)定性，甚至在較為微小的電流下仍能維持燃燒狀態(tài)，對諸如超薄合金板的焊接效果較為理想。因此，選用該焊接工藝時，可以著重考慮焊接工件的厚度及接頭調(diào)整參數(shù)等。
由于鋁合金本身的化學(xué)活潑性表現(xiàn)明顯，所以其金屬材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的可能性較高，在焊接時特別容易和空氣中的水分加以產(chǎn)生氧氣反應(yīng)。因此，考慮到采用鎢極氬弧焊的作業(yè)焊槍其保護范疇較小，可能影響到焊縫金屬保護效果，處于熱影響區(qū)受熱作用下易與空氣發(fā)生氣體反應(yīng)，在焊接時產(chǎn)生氣孔或其他氧化物等缺陷?；诖?，一般采用該焊接工藝會在焊接工件上設(shè)置必要的保護氣罩，使其自氣罩出來的氣體能夠回流到焊件周圍形成一個立體空間的氬氣保護氛圍，故此能夠降低空氣對其焊接工藝表現(xiàn)出的氣孔或氧化物等缺陷影響。
2.焊接材料及工藝應(yīng)用對鋁合金焊接性能的主要影響
2.1焊接接頭裂縫及其主要特征
由于鋁合金材料應(yīng)用在焊接工藝下的材料種類差異性存在，以及采取的焊接工藝性質(zhì)不同，所以在其焊接接頭中可能會表現(xiàn)出諸多形式上的各類缺陷裂紋。這些裂紋缺陷分布特征相對復(fù)雜，主要結(jié)合生產(chǎn)需求不同將其劃分為兩種裂紋缺陷方式：
一類屬于焊縫金屬裂紋，主要有橫向或縱向裂紋、弧坑裂紋、弧狀裂紋、以及多層焊接時的顯微裂紋等缺陷形式。
二是焊接工藝操作時的熱影響區(qū)裂紋。這種裂紋缺陷主要有焊趾裂紋、熔合線區(qū)域內(nèi)的顯微裂紋、以及層狀結(jié)構(gòu)裂紋等。同時，這些裂紋結(jié)合熱影響區(qū)又可以分為熱裂紋與冷裂紋。比如，熱裂紋一般是在高溫作業(yè)下通過晶界上合金金屬偏析或者存在一些熔點較低的物質(zhì)引起的。當然，考慮到金屬材料差異性存在，其實際上產(chǎn)生的裂紋形態(tài)也表現(xiàn)不同，即在裂紋表現(xiàn)形態(tài)上又可以分為結(jié)晶、液化、多邊化裂紋等。熱裂紋中主要以結(jié)晶裂紋為主，它一般是在焊縫結(jié)晶過程時，基于在固相線區(qū)域內(nèi)的凝固金屬收縮，并且又沒有多余液體金屬加以填充，所以則在凝固收縮作用下促成了沿晶開裂；發(fā)生這種現(xiàn)象多以一些低碳合金鋼為主；再如，液化裂紋的形成也與其金屬收縮應(yīng)力作用相關(guān)，即在其加熱到高溫時發(fā)生晶界凝固而產(chǎn)生液化裂紋。
2.2熱裂紋產(chǎn)生的過程及其機理
焊接過程可以說是一種矛盾的工藝加工過程，在其焊接作業(yè)過程中許多不平衡的工藝綜合雜糅到一起，故而造成了焊接接頭、金屬冶金、及力學(xué)作用的綜合表現(xiàn)。換言之，鋁合金在焊接工藝下的冶金過程屬于物理、化學(xué)及材料組織上的綜合反應(yīng)過程，其中夾雜著熔渣、氣體成分等。所有這些現(xiàn)象發(fā)生，都會存在著裂紋的形成動機，但去裂紋型號曾最為緊密關(guān)聯(lián)的則屬于冶金因素。事實上，從力學(xué)角度來看，焊接工藝屬于熱循環(huán)狀態(tài)，在這種狀態(tài)下其共同存在著溫度梯度變化與對應(yīng)的冷卻速度變化，焊件在一定作業(yè)條件下其接頭始終保持應(yīng)力到應(yīng)變的這一變化形態(tài)，所以則為裂紋的形成提供了契機與必要條件。
因此，在焊接過程中，要控制冶金因素及力學(xué)應(yīng)力變化過程下所出現(xiàn)的裂紋缺陷，應(yīng)能考慮金屬材料的強化與弱化關(guān)系。比如，在冷卻時期，焊接接頭屬于一種對外建立的強度聯(lián)系。如果，此時在作業(yè)條件下保持其能夠順從應(yīng)力變化，使其焊縫和焊縫區(qū)的材料工件能夠承受其內(nèi)在應(yīng)力與殘存應(yīng)力，就不會造成裂紋出現(xiàn)。反之，當工件不能承受其應(yīng)力變化作用時，其材料強度聯(lián)系就會中斷，故而促成裂紋缺陷發(fā)生。同樣，隨著溫度的逐漸冷卻，冶金及力學(xué)因素也會對應(yīng)發(fā)生改變，在不同溫度區(qū)域內(nèi)其接頭金屬表現(xiàn)的強度也不同，比如結(jié)晶溫度區(qū)間較大，且固相線溫度低時，其晶粒間在殘存的低溶液態(tài)金屬處則更容易造成應(yīng)力集中，致使其出現(xiàn)固相金屬裂紋。因此，針對于此，實際焊接合金材料時應(yīng)能綜合考慮接頭裂紋缺陷形成條件等，以選用適宜的焊接工藝及材料。
3.結(jié)語
基于鋁合金自有的焊接優(yōu)越性能存在，所以在各領(lǐng)域中得到的廣為應(yīng)用。并且，隨著如今焊接工藝技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與快速進步，鋁合金的焊接構(gòu)件使用需求也越來越大?；诖?，在采用鋁合金材料完成焊接工藝時應(yīng)能考慮必要的氣路保護、焊前清洗等準備工作，并要重點知曉焊接接頭裂縫形成特征及原理參數(shù)等，以此才能避免鋁合金焊接氣孔等缺陷裂紋發(fā)生。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：白車身焊接設(shè)備 材料
Abstract: the welding equipment market in China's development space is enormous, from the welding equipment market structure, market competition, users buy behavior and current equipment manufacturing enterprise opportunities facing the several aspects is analyzed and discussed. Summary welding equipment market development present situation, the analysis of the Chinese welding equipment downstream industry application characteristics, this paper expounds the welding equipment market demand, and the future development trend of the industry. Grasp the welding equipment industry's own future development direction, national macro economy and the development of the manufacturing industry, and then based on investigation and analysis data to predict China welding equipment market demand rapid growth, increasing the size of the market.
Keywords: white body welding equipment materials
中圖分類號：F407.471文獻標識碼：A 文章編號：
焊接設(shè)備應(yīng)選對不選貴隨著國內(nèi)焊接行業(yè)的發(fā)展，焊接裝備技術(shù)較以前有了較大進步，國產(chǎn)焊接設(shè)備在汽車制造行業(yè)得到了廣泛的運用。眾所周知，多數(shù)焊接都是一個非線性、有多變量耦合作用和大量隨機不確定因素的過程，要提高焊接質(zhì)量必須要從人員技能、裝備技術(shù)、操作環(huán)境等各方面綜合考慮。國內(nèi)焊接裝備技術(shù)在近20年時間里得到了突飛猛進的發(fā)展，在某些尖端領(lǐng)域已走在了世界前列，國產(chǎn)設(shè)備在汽車行業(yè)中的運用也已相當普遍。
一、汽車車身的結(jié)構(gòu)特點
汽車車身一般由外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件和骨架件組成， 覆蓋件的鋼板厚度一般為0.8-1.2mm，骨架件的鋼板厚度多為1.2-2.5mm，也就是說它們大都為薄板件。對焊接夾具設(shè)計來說，有以下特點：
1.1、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，構(gòu)圖困難
汽車車身都是由薄板沖壓件裝焊而成的空間殼體，為了造型美觀和殼體具有一定的剛性，組成本身的零件通常是經(jīng)過拉延成型的空間曲面體，結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜。
1.2、剛性差、易變形
經(jīng)過成型的薄板沖壓件有一定的剛性，但和機械加工件相比，剛性要差得多，而且單個的大型沖壓件容易變形，只有焊接成車身殼體后，才具有較強的剛性。
1.3、以空間三維坐標標注尺寸
汽車車身產(chǎn)品圖以空間三維坐標來標注尺寸。為了表示覆蓋件在汽車上的位置和便于標注尺寸，汽車車身一般每隔200mm或400mm劃一坐標網(wǎng)線。三個坐標的基準是：前后方向（Y向）———以汽車前輪中心為0，往前為負值，往后為正值；上下方向（Z向）———以縱梁上平面為0，往上為正值，往下為負值；左右方向（X向）———以汽車對稱中心為0，左右為正負。
二在高新技術(shù)的應(yīng)用上差距焊接行業(yè)與發(fā)達國家的差距
2.1焊接材料
焊接材料的生產(chǎn)和發(fā)展趨勢應(yīng)該是：電極產(chǎn)量逐年下降，氣體保護焊絲生產(chǎn)逐年增加。中國焊接材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，2000年焊條產(chǎn)量約占77%，約占10%的氣體保護焊絲。我們使用手工電弧焊的比重仍然很大。
氣體保護實芯焊絲，埋弧焊絲品種較少，碳鋼，低合金鋼焊絲質(zhì)量和數(shù)量基本能滿足應(yīng)用需求的國內(nèi)企業(yè)，但在合金鋼，高溫合金鋼，鎳基合金和其他合金線材廠很少。
焊接新材料發(fā)展緩慢，和鍋爐壓力容器使用新材料不匹配的焊接材料，只有通過從國外進口。
2.2、焊接裝備
⑴焊接設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理 在電弧焊機中交流弧焊機所占比例仍較大，高耗能的旋轉(zhuǎn)式直流焊機仍占有一定的比例，CO2焊機所占比例還有待提高。
⑵焊接設(shè)備的自動、半自動化程度不高 以電弧焊機為例，自動、半自動焊機所占比例較小，1996～2000年統(tǒng)計結(jié)果，自動、半自動焊機僅占電弧焊機的10～25%。
⑶數(shù)控切割機的制造已形成一定的規(guī)模，但配套的等離子切割電源還要大量進口，專用的數(shù)控切割設(shè)備品種不多。
⑷焊接機器人制造能力、制造水平和推廣應(yīng)用有待進一步提高。國內(nèi)投產(chǎn)使用的焊接機器人絕大部分從國外進口，國內(nèi)一些科研院所和制造廠家具有一定的焊接機器人設(shè)計和制造能力，但是沒有形成產(chǎn)品的商品化。與日本、美國、西歐等工業(yè)發(fā)達國家相比較，焊接機器人的數(shù)量極少，據(jù)統(tǒng)計2000年全國焊接機器人的數(shù)量不到1000臺，焊接機器人的正常運行率不理想。
(5)焊接裝備水平相對落后 我國在特種焊機、成套設(shè)備及其他焊接裝備方面發(fā)展較慢，滿足不了焊接生產(chǎn)的需要。很多國產(chǎn)新型焊接設(shè)備自行研制開發(fā)的少，仿制、組裝的多。
(6)焊接設(shè)備、TIG、CO2焊槍和配件制造的自動化程度不高，手工作業(yè)較多，產(chǎn)品性能穩(wěn)定性和一次合格率有待提高。
三 焊接材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢
隨著車身向著輕量化方向發(fā)展，車身材料的輕量化及車身金屬材料的非金屬化是必然趨勢。未來車身材料仍以鋼板為主，但是一些復(fù)合材料將得到廣泛應(yīng)用。
1鋁合金
與汽車鋼板，鋁合金具有密度小，比強度高，耐腐蝕，熱穩(wěn)定性好，易成型和可回收利用等優(yōu)點，技術(shù)成熟。汽車業(yè)也逐漸在使用鋁合金配件。但鋁合金的焊接仍然是對線膨脹系數(shù)，產(chǎn)生的熱應(yīng)力較大，容易出現(xiàn)氣孔產(chǎn)生的鋁合金焊接接頭強度減少故障。
