浅析异种金属材料物理性质对焊接的影响

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关于异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨

关于异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨

216管理及其他M anagement and other关于异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨邵 慧(锦西工业学校,辽宁 葫芦岛 125000)摘 要:异种金属焊接的主要目的是在单位金属中能够挖掘出更大的效能,转变金属原本的内部结构,将金属二次加工,适当取代一些贵重金属材料的使用,能够有效降低工程原材料的成本消耗。

当下市场中常见的异种金属加工有铝以及铝合金金属焊接加工工艺,在加工工作中能够获得二者相结合的最大化经济效益。

异种金属焊接是生产制造业中常见的环节之一,但是,我国零部件生产市场中的产品数量较多,产品种类丰富,加工范畴十分广泛,针对这一市场环境,需要企业和相关技术人员全方位了解焊接工艺在零部件加工工作中的实施效果,选择最佳性价比的生产加工方式。

在本文的论述中简明、生动的探究异种金属焊接的特点、生产加工中常见的问题、具有代表性的加工工艺等等,力求能够为相关企业提供可行性工作方案。

关键词:异种;金属;焊接;问题;工艺中图分类号:U466 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2021)14-0216-2收稿日期:2021-07作者简介:邵慧,女,生于1982年,辽宁朝阳人,汉族,本科,中级讲师,研究方向:焊接。

目前,我国金属焊接、加工工作并不是一帆风顺的,其中蕴含着大量的问题需要解决,一部分焊接事故甚至造成了工作人员的生命、财产损失,需要工程师、技术人员、科学家对金属焊接工作进行全方位研究,得出更加安全、高效的焊接方式,保证产品既能够满足工程建设的需求,还能够确保生产加工工作中的安全性和稳定性,给予企业丰厚的经济效益。

因此,在开展金属焊接工作中,技术人员需要不断提升自身的工作能力、设备操作技术、安全意识等,力求能够提升异种金属的焊接质量。

1 异种金属焊接的基本特征异种金属焊接在我国已经具备相当长的发展历史,且焊接之后的金属已经广泛应用于各个领域,其中最为常见的一种便是钢与铝合金,钢是当下工程建设、加制造行业中广泛使用的金属材料之一,而铝合金的单位重量较低,具有极强的可塑性,耐腐蚀效果理想。

异种金属的焊接 雷

异种金属的焊接 雷

(3)不同奥氏体钢的焊接
各种奥氏体钢无论如何组合,几乎都可以用各种 焊接方法进行焊接。因为具有单相奥氏体组织的钢在 任何温度下不会发生相变,而且这种组织具有良好的 塑性和韧性。
目前仍以焊条电弧焊焊接不同奥氏体钢组合的为多, 除了焊条电弧焊适应性强外,奥氏体钢焊条的品种多, 能满足不同组合的需要。它们主要是奥氏体的耐酸、 耐热和热强钢之间组合的焊接。
2 金属塑料;
3 金属-金属间化合物.
异种金属的焊接性

(1)物理性能差异带来的焊接问题
1)熔点
熔焊时,两种母材都须熔化,若两者熔化温度接近 (相差100℃以内),通常的焊接方法和工艺都能顺利进 行。两者熔化温度相差很大时,就会因它们熔化不同 步,低熔点金属过早熔化而发生流淌或者与高熔点金 属产生未熔合。此外,熔点高的金属凝固和收缩时, 会使出处于部分凝固和薄弱状态的低熔点金属产生应 力,导致裂纹。
黑色白色金属焊接
指非合金钢或低合金钢与不锈钢之间的 连接。 珠光体钢、铁索体和铁素体—马氏体钢 以及奥氏体钢; 奥氏体—铁素体钢与奥氏体钢。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ (1)不同珠光体钢的焊接
碳(或碳当量)是决定珠光体钢在焊接时淬 火倾向的主要因素,一般按异种钢中碳(或碳 当量)最小的钢来选择焊接材料。 对于与高温工作的铬钼耐热钢焊接时,为 了保证接头的热强性,则选用耐热的焊接材料。 焊前是否预热,视异种钢中碳(或碳当量)最高 的钢及厚度来决定。
(2)焊接材料
对填充金属的要求: 1)能够承受母材的稀释而不产生裂纹、气孔、夹 杂物以及有害的金属间化合物; 2)形成的焊缝金属其组织和性能保持稳定。在使用 条件下不会产生元素的迁移,脆性相析出等不良现 象; 3)具有与母村相适应的物理性能。如线膨胀系数介 于两母材之间;热导率和电导率尽可能相近等;

浅议汽车钢铝异种金属焊接技术

浅议汽车钢铝异种金属焊接技术

浅议汽车钢铝异种金属焊接技术铝合金具有密度小,比刚度和比强度高,导热、导电性能好,抗腐蚀破坏能力优异及良好的加工性能等一系列优点,被广泛用到航空航天、交通工具等领域。

汽车工业中大多采用铝合金代替钢材的方法来减轻车身重量,钢、铝异种金属的连接逐渐增多,因此,钢、铝异种金属间的焊接成为轻量化汽车制造过程中的重要工艺之一。

然而,钢和铝两种金属材料在物理和化学性能方面存在着巨大的差异,并且钢与铝的固溶度非常低,钢与铝在焊接过程中容易形成大量的脆性金属间化合物,焊接时容易出现裂纹、未熔合等,会导致接头力学性能大大降低。

因此,钢、铝异种金属焊接非常困难,是一大技术难点,加强钢与铝异种金属焊接技术的研究,对于推动钢与铝异种金属的连接及应用具有重要的意义。

一、铝和钢异种金属的焊接性分析当要焊接的两种金属的物理、化学性能相差较大,且互溶性很低时,极容易产生大量脆硬性金属间化合物,从而严重降低异种金属焊接接头的力学性能。

脆性金属间化合物对异种金属焊接接头力学性能的影响程度与其成分、形貌特征及分布状态有关。

当金属间化合物属于高脆硬相,且以针状或层片状出现在界面处时,会割裂基体,严重增大焊接接头的脆性断裂倾向,导致接头的力学性能恶化;当金属间化合物脆硬性较低,同时呈现细小颗粒状弥散分布在焊接接头时,此时它对接头力学性能的恶化作用有所减弱。

当两种金属材料之间的物理化学性能接近,而且同时能够形成间隙式连续固溶体或者具有较高的互溶性,即异种金属间具有“冶金学上的相容性”时,可以实现异种金属材料之间的有效连接。

铝和钢异种金属的主要热物理性能相差很大,性能上的差异往往会导致铝、钢焊接性较差,主要表现在以下几个方面:1.由于铝和钢的熔点相差800~1000K,两者的溶点差异性明显,当低熔点的铝及铝合金已经完全熔化时,钢还保持着固体加热状态,两者不会形成冶金结合,而是铝液漂浮在钢材表面,这就使得两者很难发生熔合现象;两者密度相差也比较大,当钢完全熔化时,铝液漂浮在钢表面上,使冷却结晶后焊缝成分非常不均匀,严重地降低了焊接接头的质量。

异种金属在施工过程中焊接分析

异种金属在施工过程中焊接分析
2异种钢焊接特点
(1)焊缝金属会被珠光体母材稀释,易产生马氏体组织,恶化接头质量。
(2)奥氏体焊缝金属紧邻熔合线处存在一个窄的低塑性带,宽度一般为0.2~0.6mm,其化学成分和组织不同于焊缝的其它部分,通常称为熔合区脆性交界层,会降低冲击韧性。
(3)焊接接头在焊后热处理或在高温条件下工作时,焊缝的熔合线附近会出现碳的扩散迁移现象,即在熔合线的珠光体一侧产生脱碳层,而在相邻的铬镍奥氏体焊缝中产生增碳层,使接头变脆,会降低接头的高温持久强度和耐蚀性。
[4]雷振,秦国梁,林尚扬,等.铝与钢异种金属焊接的研究与发展概况[J].焊接,2014,(3).
关键词:耐热钢与奥氏体不锈钢;异种钢;焊接;工艺
1?奥氏体不锈钢的焊接特点
(1)具有良好的耐蚀性,较好的塑性和高温性能,焊接性优良。
(2)焊接奥氏体钢时主要是其枝晶方向性强,线膨胀系数大,焊缝冷却时收缩应力大,容易出现热裂纹,并且变形倾向大。
(3)当焊缝及热影响区在450~850℃范围保持一定时间后,可能在晶间会析出铬的碳化物,发生晶间腐蚀倾向。
(4性相差愈大.焊接电弧愈不稳定,焊缝成形愈容易变坏。例如用电子束焊接铜与镍时,电子束发生横向波动.这种横向波动是由镍的残余磁性和外部磁效应引起的。
7结束语
在化工装置的检修过程中,由于异种钢接头工作条件的特殊性,决定了异种钢焊接的复杂性,合理选用焊接材料、焊接方法和焊接工艺才能够保证焊接质量,才能够保证化工装置的安稳运行。
(4)由于存在线膨胀系数的差别(奥氏体钢的线膨度升高而降低。胀系数比珠光体钢大30%~50%),会在焊后的冷却、热处理和使用过程中产生热应力。
3焊接工艺条件与冶金反应的关系
焊接冶金过程与焊接工艺条件有着密切的关系。影响焊缝金属成分的主要因素有2个,一是焊接材料(焊丝、焊剂、焊条),它们不仅影响冶金全过程的发展而且决定了焊缝金属的合金系统,所以调整焊接材料是控制焊缝金属成分的主要手段。二是焊接工艺规范,它在一定程度上影响冶金过程的发展,所以调整焊接工艺规范是控制焊缝金属成分的辅助手段。在选择焊接材料和焊接工艺时,不仅要考虑焊缝金属的成分和性能,同时也要考虑过渡层的成分和性能。焊缝金属与母材金属化学成分差别愈大愈不容易充分混合,则过渡层愈明显;熔合比或稀释率愈高时,过渡层也愈明显;熔合区金属液态存在的时间愈长或液体金属流动性愈好,则愈易于混合均匀,过渡层也有所减小。因此,可以通过增大焊接电流、延长熔池的高温停留时间、加强熔池的搅拌等工艺措施对过渡层进行适当控制。

浅谈异种金属的焊接

浅谈异种金属的焊接

浅谈异种金属的焊接随着人们对于金属材料需求的不断推进,金属材料的种类也变得多种多样,除了常见的铁、铝、铜等金属之外,异种金属的出现也逐渐增多,比如说钛合金、镍基合金、钨合金等。

然而,由于异种金属在性质上有着明显的差异,对于金属的连接也提出了挑战。

本文将就异种金属焊接这一话题进行讨论,让大家更好地了解异种金属的焊接技术以及影响焊接质量的参数。

一、异种金属焊接的难点一般情况下,在焊接过程中,想要较好地实现异种金属的连接,需要快速冷却过程中所产生的热应力精确掌握。

然而,异种金属的导热系数不同,这就导致了焊接中的材料温度差异过大,使得焊接材料在快速冷却的过程中产生了内应力,从而使焊接后的材料产生了部分或者全部的塑性损失。

此外,由于采用的焊接材料和基材不同,若没有采取合适的操作方法,则会出现焊缝溢铜、堆积、熔池不稳定等缺陷,从而导致焊接质量不达标。

二、异种金属焊接的方法1.钎焊法钎焊法是一种常用的异种金属焊接方法。

钎焊是通过钎料与金属接触,由于钎料的熔点较低,因此采用加热方法使钎料熔化,并在加热的同时,使得钎料与基材间有一定的接触。

在钎焊的过程中,钎料中液相沿着毛细作用向着焊缝两侧扩散,从而实现了金属的连接。

由于钎焊有着低热输入、宽焊缝等优点,因此也被广泛应用于异种金属的连接。

2.电弧焊法电弧焊法是一种通过电弧来完成金属连接的方法。

这种焊接方法通常适用于连接相对较厚的金属板材。

在焊接时,通过高压交流电形成一定的电弧,在钨极上集中高温点,然后将其焊接材料加热熔化,并实现异种金属的连接。

这种方法的优点是可焊接厚度大、连接牢固,而缺点则是加热温度高、变形容易,需要一定的技术经验和操作技巧才能操作。

3.激光焊法激光焊法是一种高能、高质量的焊接方法。

它通过聚焦激光束,实现异种金属的加热和熔化,从而完成焊接过程。

相比于其他一些焊接方法,激光焊法有着加热温度高、作业速度快、精度高的优点,因此在异种金属的焊接中,也有着广泛的应用。

异种金属的焊接性问题阐述

异种金属的焊接性问题阐述

异种金属的焊接性问题阐述一、绪论目前对于异种金属合成的发展,铝和钢的焊接也成为机械制造业中的重点与难点,由于不同金属性能的差别,导致异种金属的焊接具有较大的难度性。

钢和铝的连接方式有粘接与机械连接两种,粘接的使用比较局限,不适用于超强度的焊接要求,适合对接头强度要求低的焊接过程;而机械焊接能实现较高的接头焊接强度,但是不能保证良好的气密性,而且机械连接一般会留下连接痕迹[1],对于要求精密的金属部件,这种方法显然不适合。

为了实现异种金属的合成,达到最佳的金属性能,降低金属制造成本,近年来,广大研究人员正在对异种金属焊接技术进行研究与探索,本文就异种金属焊接技术的相关方法与问题进行了论述。

二、铝钢异种金属的焊接性在各种加工制造行业中,铝合金的质量轻、耐腐蚀性强、延展性较高[2],成为目前广泛应用的一种轻金属,而钢是机械加工行业中使用最普通的金属,在工业建设中扮演着重要的角色。

近年来,以铝、铝合金为基本材料的金属构件使用越来越普遍,并得到了人们的关注。

铝与钢的金属的物理与化学性能上有较大的差异,导致铝与钢焊接过程难以实现,主要的差异体现在以下几点:(1)熔点不同;钢的熔点比铝的熔点高,在两者进行焊接的过程中,由于温度的变化当铝完全熔化成液体的状态时,钢仍处于固态的形式;两者的密度也相差很大,如果实现了铝与钢的同时融化,这时候由于液态的铝水比钢水的密度小,会浮在钢水上,在对金属进行冷却、定型时,就导致两种金属融合的不均匀,从而降低金属接头的性能。

(2)夹渣现象容易发生;夹渣现象指的是铝及合金在焊接的过程,在母材上形成氧化膜,这种氧化膜很难融化,从而阻碍了两种金属的融合;通常在熔池表面也会产生氧化膜,并随着温度的升高变得越来越厚。

氧化膜会严重影响到液态金属的融合,最终导致金属焊缝中出现夹渣的现象[3]。

(3)铝钢焊接接头变形问题;由于铝与钢的密度、热导率相差较大,两者的线膨胀系数也差距很大,在铝和钢的焊接过程中会造成焊接接头的变形,严重时会造成焊接金属裂纹的产生。

2024年浅谈异种金属的焊接

2024年浅谈异种金属的焊接

2024年浅谈异种金属的焊接一、异种金属定义异种金属,顾名思义,指的是在化学成分、物理性能以及机械性能等方面存在显著差异的两种或多种金属。

在实际应用中,由于不同金属具有各自独特的优点,异种金属的连接需求应运而生。

这种连接不仅要求保持原有的金属特性,还需要确保连接处的强度和密封性,因此,异种金属的焊接成为一项重要技术。

二、焊接性评估在进行异种金属焊接之前,首先需要对两种金属的焊接性进行评估。

这包括对金属的化学成分、物理性能、机械性能以及热处理性能的全面分析。

通过对比两种金属在这些方面的差异,可以预测焊接过程中可能遇到的问题,并据此选择合适的焊接方法和材料。

三、焊接方法选择异种金属焊接的方法选择需要考虑多种因素,如金属的种类、厚度、结构形式以及焊接要求等。

常见的焊接方法包括电弧焊、激光焊、等离子焊等。

在选择焊接方法时,需要确保焊接过程中的热量输入、熔池形成和冷却速度等参数能够满足异种金属焊接的要求,以获得高质量的焊接接头。

四、焊接材料选用焊接材料的选择对于异种金属焊接的成功至关重要。

在选择焊接材料时,需要考虑母材的化学成分、力学性能以及焊接工艺要求。

通常情况下,焊接材料的成分应介于两种母材之间,以确保焊接接头在性能上能够与母材相协调。

此外,焊接材料的熔点和热膨胀系数等特性也需要与母材相匹配,以避免产生焊接缺陷。

五、焊接工艺参数焊接工艺参数的选择直接影响到焊接接头的质量和性能。

在异种金属焊接中,需要特别关注焊接电流、电压、焊接速度、预热温度等参数的设置。

这些参数的选择需要综合考虑金属的种类、厚度、热导率以及热膨胀系数等因素。

通过合理的工艺参数设置,可以获得良好的焊缝成形和焊接接头性能。

六、焊接接头设计焊接接头的设计对于异种金属焊接同样重要。

在接头设计时,需要充分考虑应力分布、热传递以及变形等因素。

合理的接头设计可以减少焊接过程中的应力集中和变形,提高焊接接头的强度和密封性。

同时,还需要考虑接头的可维修性和可检查性,以便在必要时进行修复或更换。

51异种金属焊接特点新

51异种金属焊接特点新
所以,异种钢焊接接头的性能,完全取决于焊缝金属的化学成 分和组织结构。
异种金属焊接特点
异种钢接头的焊缝由母材和填充金属组成,由于母材的熔入而 使焊缝稀释,其稀释的程度由母材熔入焊缝的百分比决定。
在合金元素烧损忽略不计的情况下,如果只知道焊缝的化学成 分,便可以用舍夫勒组织图来推算焊缝金属的金相组织。
钢与有色金属的焊接

异种金属的组合
按 接 头 形 式 分 类
异种金属焊接特点
一、异种金属材料焊接接头的特点
1.化学成分的不均匀性 异种金属焊接时,由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有明显 的差别。随着焊缝形状、母材厚度、焊条药皮或焊剂、保护气体种 类的不同,焊接熔池的行为也不一样。因而,母材的熔化量也将随 之而不同。熔敷金属与母材熔化区的化学成分由于相互稀释也将发 生变化。由此可见,异种金属焊接接头各区域化学成分的不均匀程 度,不仅取决于母材和填充材料各自的原始成分,同时也随焊接工 艺而变化。例如异种金属施焊时所用的焊接电流要尽量小,熔深要 浅则受稀释的影响就小。
异种金属焊接特点
E308-15、E309-15型焊条的熔敷金属是完全奥氏体组织。其焊 缝组织应处在该钢与焊条图中两点额连线上,并取决于焊接时的稀 释率。
E308-15焊条,焊缝金属的稀释率<18%时,为A+F;18%-48% 时为A+M;>48%全部为M。几乎不选用。
异种金属焊接特点
E309-15型焊条,焊缝金属稀释率<20%,焊缝组织为A+F;20%60%时为A+M;>60%全部为M。故稀释率<36%。
异种金属焊接特点
2.组织的不均匀性 由于焊接热循环的作用,焊接接头各区域的组织也不同,而
且,往往在局部的地方出现相当复杂的组织结构。根据舍夫勒 组织图和稀释率可以确定异种金属焊接接头中焊缝区的组织结 构。组织的不均匀性,决定于母材和填充材料的化学成分,同 时也与焊接方法、焊道层次、焊接工艺以及焊后热处理过程有 关,若能在工艺上适当调整,可以是焊接接头的组织不均匀程 度得到一定改善。
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浅析异种金属材料物理性质对焊接的影响作者:花雷生来源:《中国高新技术企业》2016年第08期摘要:异种的金属材料由于其物理性的不同对焊接的结果会产生不同的影响。

在实际的工程焊接中,异种金属焊接的需求非常多,根据焊接金属材料的不同可以将焊接分为异种钢材料焊接、异种有色金属焊接、钢材料与有色金属的焊接。

鉴于异种金属对焊接的影响,在进行异种金属的焊接过程中通常需要注意一些事项,文章对此进行了研究。

关键词:异种金属材料;物理性质;焊接质量;相溶性;焊接工艺文献标识码:A中图分类号:TG453 文章编号:1009-2374(2016)08-0061-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.08.032异种金属材料焊接指的是两种或者多种金属材料进行的焊接工作,最为常见的是铜和铝的焊接。

除了金属的物理性质不同,对同种金属材料而言,同种材料的不同种性质的存在,比如钢材料的Q235和16Mn焊接,物理性质的不同使得同种金属在焊接时也要采用不同的焊接技术,只有这样才会保障焊接的质量。

1 金属的物理性质不同对焊接的影响1.1 金属的熔点在两种金属焊接的过程中,要将两种金属融化。

假如这两种金属的熔点相差较小,都在100℃之内的话,焊接就非常容易;但是如果金属的熔点相差很大,比如一种金属的熔点在100℃之内,另一种金属的熔点在100℃以上或是两种金属熔点温度差在100℃以上,在焊接的时候就会出现这样的情况:熔点温度低的金属在加热的过程中熔化成液体,而熔点高的金属由于没有达到熔点就没有熔合;熔点高的金属在焊接过程中会出现凝固收缩情况,对部分凝固的金属形成压力,导致在焊接的过程中出现裂缝。

1.2 热导率和比热容的差异不同种金属的热导率和比热容存在着差异,当两种金属的热导率和比热容差异比较大的时候,会出现热输入不平衡的情况。

在焊接的过程中金属熔化的不均匀,导致焊接的缝隙出现变化,两侧金属的结晶情况也会发生转变。

比如热导率比较高的金属在焊接的过程中容易受到热的影响,在冷却的过程中也会迅速发生冷却出现淬硬现象,而热导率较低的金属在焊接的过程中会出现过热的情况。

1.3 线膨胀系数线膨胀系数不同的两种金属在焊接的过程中,会由于收缩时间和冷却的时间不一致出现很大的焊接应力,容易出现焊接裂缝。

两种金属的线膨胀系数相差越大,焊接难度就越大,在焊接加热的过程中会出现很大的热应力,在焊接中容易出现焊接裂缝,甚至是导致焊接接头与焊接母体脱离。

1.4 磁场作用不同磁场不同导致的焊接问题主要是由于磁性不同的金属焊接,这与焊接方法也有着一定的关系。

比如采用电子束焊接或是直流电弧的焊接方法时,由于磁场不同使得电子束偏离轴线或者电弧偏吹的情况,电流出现偏离,这样就会导致焊接的金属熔化量很大,造成金属熔化过度或是金属底部缺少磁性不能熔合而产生焊接缝隙等。

2 异种金属的相溶性差异影响两种金属能否进行顺利焊接主要取决于这两种金属在焊接的过程中,其合金元素是否能够互相作用。

在冶金上关于两种金属符合焊接的定义是:两种不同金属在不熔化(液态环境下)的条件下,即固态环境下就可以形成为一种新型的固态相溶体,那么这样两种金属就可以进行焊接工作。

焊接的两种金属在相溶时一定要满足以下基本条件:其一是两种金属的晶格类型相匹配,比如进行焊接的两种金属都是立方晶格的类型;其二是进行焊接的异种金属的原子半径很相近;其三是要求这两种金属在元素周期表中的位置比较靠近,这就表示这两种金属的化学性质相近,差异较小。

如果焊接的异种金属符合这三点要素,那么这两种金属就可以被无限制地熔解和焊接,其相溶后形成的新型金属固体被称为“无限制固溶体”。

当焊接的金属只满足上述条件中的一个、两个或是没有满足,就会使得固溶体的条件受到影响,这样的固溶体被称为“有限制固溶体”。

“有限制固溶体”的溶质金属超出了其溶解度并趋向饱和时,就会出现以下两种情况:其一是这种固溶体会析出其他的固溶体,使得在焊接的过程中出现了这两种固溶体金属的混合金属物;其二是在这两种不同的固溶体金属中出现了金属化合物,这种金属间的化合物有着较为坚硬的物理性质,但是脆性比较大,一旦产生了这种金属间的化合物,就要终止焊接工作。

原因就在于在固溶体的金属间化合物存在于焊接缝隙时,接头处的韧性、可塑性就会受到影响,对焊接效果非常不利,这种焊接还会受到金属化合物的形态、类型所影响,在焊接缝隙中这种金属间化合物的含量越多,焊接的质量就下降越多,因此在焊接的过程中一定要避免出现金属间化合物。

在实际焊接的过程中,只要控制好焊接的时间和温度,那么产生这种金属间化合物产生的概率就会减少。

进行焊接的异种金属在固态和液体的状态下都不会发生熔解,亦不会形成金属间的化合物。

在这样的情况下,当这两种金属熔化成液体后就会因为比重的不同出现分层,而且在焊接后冷却时形成一种独特的晶体,如果有这种情况发生,这两种金属就不能进行焊接。

如果必须要进行焊接任务,就需要加入第三种金属,就是与这两种金属都有相溶性的其他金属作为焊接的过渡层,通过第三种金属的过渡层来进行异种金属的焊接。

根据接头金属的不同,现阶段的过渡层金属焊接主要有三种形式:第一种是两种不同金属进行组合接头,比如在对钢铁和镁这两种金属进行焊接时,可以采用纯镍金属的焊条作为焊接的过渡层;第二种是用三种或是更多种的金属材料进行接头;第三种是利用复合钢板的金属结构进行接头,比如用奥氏体不透钢作为过渡接头等。

3 焊接工艺对异种金属焊接的影响在异种金属的焊接中,主要有压焊、熔焊、钎焊等焊接工艺。

熔焊对金属稀释率有很大的影响,严重时其影响会达到30%。

气体保护焊和熔化的浮动范围在10%~40%,其中对稀释率影响最大的是喷射过渡,最小的是断路的过渡焊接。

埋弧焊熔深比较大,其稀释率大约在10%~60%,降低其稀释率的方法主要是使用带状电极。

在对异种金属进行焊接时,比较常见的减少稀释的方法是采用对焊过渡层的方法,从而将焊接方法的影响降到最低。

压焊是在一定压力下进行的焊接方法,其通过对金属进行加热或是常温的塑性,对焊接金属的接头要求非常高;扩散焊和冷压焊在焊接的过程中对接头处的金属温度要求比较低,因此不会出现金属间的化合物,这种焊接的方式对异种金属焊接的质量非常有保证。

钎焊也是比较常见的焊接方法,其特点是将异种金属熔化后进行焊接。

熔焊-钎焊是最有技术难度的异种金属焊接方法,主要适用于容易出现金属间化合物的焊接,一般是先进行钎焊然后进行熔焊。

4 异种金属的焊接分析从上文对异种金属焊接的影响因素分析可以看出,在对异种金属进行焊接时,需要选择正确的焊接方法和过渡材料,并且根据焊接要求选择正确的焊接工艺,才能够保证焊接接头的优质质量。

本文以不锈钢管和Cr-Mo钢的焊接举例说明,分析异种金属焊接中需要注意的事项。

不锈钢管的外径为220mm、内径为78mm,焊接要求是两种金属的探伤面没有缝隙和裂纹,并且强度在500MPa。

将两种金属的焊接端面的坡口加工为25°,并在坡口的底部位置安装材料为Cr-Mo钢的衬环,预热处理,采用的中间过渡层材料为镍基焊条。

首次焊接过程中射线造成焊接的接头产生比较大的裂缝,使得不绣钢金属报废。

分析原因发现不锈钢管有着较大的线膨胀系数,在焊接的过程中出现了加大的焊接应力,因此在焊接接头处出现了裂纹,因此重新选择焊接的工艺和方法。

第二次焊接:在焊接之前将两种金属的端面均加工成10°的坡口,并且在坡口的底部安装上与焊接母材相同金属的衬环,采用镍基焊条在坡口和衬环边缘处进行高度为19mm的角焊。

焊接之前对Cr-Mo钢的坡口进行预热处理,温度控制在15℃,预热时要将Cr-Mo钢侧边的衬环除掉,不锈钢管的坡口不进行预热处理。

将Cr-Mo钢的母材装进不锈钢管的衬环中,让两个金属的角焊保持5mm的距离,这样就能够避免填充金属在熔合线的位置,防止不锈钢管由于线膨胀系数大造成较大的焊接应力而出现裂缝。

让接头安置完毕后,用镍基焊条在Cr-Mo 钢的坡口处采用堆焊的焊接方法。

堆焊的温度控制在150℃,焊满坡口,并且用石棉包好接头,冷却到室内温度。

冷却后除掉石棉,对接头进行车削处理,从而去除焊接周围的痕迹,对焊接表面进行机械化加工,从而让焊接表面精整。

在焊接后,对接头位置进行内外的着色探伤,发现存在分散性质的气孔,将焊接零件进行加热,消除应力,表面打磨后进行再次探伤,结果显示焊接没有任何缺陷。

对焊接进行力学试验,检验焊接的强度,测试结果表明,接头的强度达到了555MPa,强度符合要求,说明第二次选择焊接的方法合理,能够满足异种金属焊接的要求。

5 结语在金属焊接的过程中,经常会遇到异种金属的焊接问题,异种金属由于物理性质的差异会对焊接产生很大的影响,需要认识到异种金属焊接问题的严重性,特别是焊接过程中的金属相熔性问题。

因此,在对异种金属的焊接中,需要根据焊接金属的物理性质来选择最佳的焊接技术,从而保证最佳的焊接效果。

参考文献[1] 孙立东.异种金属材料物理性质对焊接的影响[J].中国高新技术企业,2014,(17).[2] 向锋,于治水,陈洁,等.异种金属物理性质对激光焊接熔池的影响[J].上海工程技术大学学报,2014,(9).[3] 黄本生,黄龙鹏,李慧.异种金属焊接研究现状及发展趋势[J].材料导报,2013,(23).[4] 雷振,秦国梁,林尚扬,等.铝与钢异种金属焊接的研究与发展概况[J].焊接,2014,(3).[5] 王军,冯吉才.镁铝异种金属焊接研究现状与进展[J].焊接,2014,(9).[6] 陈文静.异种金属焊接工艺及接头性能研究[D].西华大学,2014.[7] 曲文卿,董峰,齐志刚,等.异种金属材料的焊接[J].航空制造技术,2013,(3).(责任编辑:蒋建华)。

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