A saldabilità di i materiali metallichi si riferisce à l'abilità di i materiali metallichi per ottene ghjunti di saldatura eccellenti utilizendu certi prucessi di saldatura, cumpresi metudi di saldatura, materiali di saldatura, specificazioni di saldatura è forme strutturali di saldatura.Se un metallu pò ottene ghjunti di saldatura eccellenti utilizendu prucessi di saldatura più cumuni è simplici, hè cunsideratu à avè un bonu rendimentu di saldatura.A saldabilità di i materiali metallici hè generalmente divisa in dui aspetti: a saldabilità di u prucessu è a saldabilità di l'applicazione.
Saldabilità di prucessu: si riferisce à a capacità di ottene ghjunti saldati eccellenti, senza difetti in certi cundizioni di prucessu di saldatura.Ùn hè micca una pruprietà inherente di u metallu, ma hè evaluatu basatu annantu à un certu metudu di saldatura è e misure di prucessu specifichi utilizati.Dunque, u prucessu di saldabilità di i materiali metallici hè strettamente ligatu à u prucessu di saldatura.
Saldabilità di serviziu: si riferisce à u gradu à quale l'articulazione saldata o tutta a struttura risponde à a prestazione di serviziu specificata da e cundizioni tecniche di u produttu.A prestazione dipende da e cundizioni di travagliu di a struttura saldata è da e esigenze tecniche presentate in u disignu.Di solitu include proprietà meccaniche, resistenza di tenacità à bassa temperatura, resistenza à a frattura fragile, creep d'alta temperatura, proprietà di fatigue, forza durabile, resistenza à a corrosione è resistenza à l'usura, ecc. è 09MnNiDR acciai bassu-temperatur hannu dinù una bona resistenza di tenacità bassa temperatura.
Fattori chì affettanu u rendiment di saldatura di materiali metallici
fattori 1.Material
I materiali includenu metalli base è materiali di saldatura.In i stessi cundizioni di saldatura, i fatturi principali chì determinanu a saldabilità di u metale base sò e so proprietà fisiche è a cumpusizioni chimica.
In termini di pruprietà fisiche: fattori cum'è u puntu di fusione, a conduttività termale, u coefficient di espansione lineale, a densità, a capacità di calore è altri fattori di u metallu anu un impattu annantu à i prucessi cum'è u ciculu termale, a fusione, a cristallizazione, u cambiamentu di fase, etc. , affettendu cusì a saldabilità.I materiali cù una conductività termale bassa cum'è l'acciaio inox anu grandi gradienti di temperatura, un altu stress residuale è una grande deformazione durante a saldatura.Inoltre, per via di u longu tempu di residenza à a temperatura alta, i graneddi in a zona affettata da u calore crescenu, chì hè preghjudiziu à u funziunamentu cumuni.L'acciaio inossidabile austeniticu hà un grande coefficiente di espansione lineare è una deformazione è stress di articulazione severa.
In quantu à a cumpusizioni chimica, l'elementu più influente hè u carbone, chì significa chì u cuntenutu di carbone di u metallu determina a so saldabilità.A maiò parte di l'altri elementi di aleazione in l'azzaru ùn sò micca favurevuli à a saldatura, ma u so impattu hè generalmente assai più chjucu di quellu di carbone.Quandu u cuntenutu di carbone in l'azzaru aumenta, a tendenza à l'indurimentu aumenta, a plasticità diminuisce, è i cracks di saldatura sò propensi à accade.Di solitu, a sensibilità di i materiali metallici à i crack durante a saldatura è i cambiamenti in e proprietà meccaniche di l'area di l'unione saldata sò usati cum'è indicatori principali per evaluà a saldabilità di i materiali.Dunque, più altu hè u cuntenutu di carbone, peghju hè a saldabilità.L'acciaio à pocu carbonu è l'acciaio in lega bassa cù un cuntenutu di carbone di menu di 0,25% anu una plasticità eccellente è una resistenza à l'impattu, è a plasticità è a resistenza à l'impattu di e articuli saldati dopu a saldatura sò ancu assai boni.U trattamentu termale di preriscaldamentu è post-saldatura ùn hè micca necessariu durante a saldatura, è u prucessu di saldatura hè faciule da cuntrullà, cusì hà una bona saldabilità.
Inoltre, u statu di smelting è rolling, u statu di trattamentu termale, u statu organizativu, etc. di l'azzaru tutti affettanu a saldabilità à varii gradi.A saldabilità di l'azzaru pò esse migliurata per raffinazione o raffinazione di grani è prucessi di laminazione cuntrullati.
I materiali di saldatura participanu direttamente à una seria di reazzioni metallurgiche chimiche durante u prucessu di saldatura, chì determinanu a cumpusizioni, a struttura, e proprietà è a furmazione di difetti di u metallu di saldatura.Se i materiali di saldatura sò scelti in modu improperu è ùn currispondenu micca à u metallu di basa, ùn solu ùn serà micca ottenutu una articulazione chì risponde à i requisiti di l'usu, ma i difetti, cum'è cracke è cambiamenti in e proprietà strutturali, seranu ancu introduttu.Per quessa, a selezzione curretta di i materiali di saldatura hè un fattore impurtante per assicurà ghjunti saldati di alta qualità.
2. Fattori di prucessu
I fatturi di u prucessu includenu i metudi di saldatura, i paràmetri di u prucessu di saldatura, a sequenza di saldatura, u trattamentu termale di preriscaldamentu, post-riscaldamentu è post-saldatura, etc. U metudu di saldatura hà una grande influenza nantu à a saldabilità, principalmente in dui aspetti: e caratteristiche di a fonte di calore è e cundizioni di prutezzione.
Diversi metudi di saldatura sò fonti di calore assai diffirenti in quantu à u putere, a densità di l'energia, a temperatura massima di u riscaldamentu, etc. Metalli saldati sottu à e diverse fonti di calore mostraranu diverse proprietà di saldatura.Per esempiu, u putere di saldatura electroslag hè assai altu, ma a densità di energia hè assai bassu, è a temperatura massima di riscaldamentu ùn hè micca altu.U riscaldamentu hè lentu durante a saldatura, è u tempu di residenza d'alta temperatura hè longu, risultatu in grani grossi in a zona affettata da u calore è una riduzione significativa di a durezza di l'impattu, chì deve esse nurmalizatu.Per migliurà.In cuntrastu, a saldatura di fasciu elettroni, a saldatura laser è altri metudi anu una putenza bassa, ma una alta densità di energia è un riscaldamentu rapidu.U tempu di residenza d'alta temperatura hè cortu, a zona affettata da u calore hè assai stretta, è ùn ci hè micca periculu di crescita di granu.
Ajustendu i paràmetri di u prucessu di saldatura è aduttà altre misure di prucessu cum'è preriscaldamentu, postriscaldamentu, saldatura multi-layer è cuntrullà a temperatura interlayer pò aghjustà è cuntrullà u ciculu termale di saldatura, cambiendu cusì a saldabilità di u metallu.Se misure cum'è preriscaldamentu prima di saldatura o trattamentu termale dopu a saldatura sò pigliate, hè cumplettamente pussibule di ottene articuli saldati senza difetti di crack chì rispondenu à i requisiti di prestazione.
3. Fattori strutturale
Si riferisce principarmenti à a forma di cuncepimentu di a struttura saldata è di i giunti saldati, cum'è l'impattu di fatturi cum'è a forma strutturale, a dimensione, u spessore, a forma di groove joint, u layout di saldatura è a so forma trasversale nantu à a saldabilità.A so influenza hè principalmente riflessa in u trasferimentu di u calore è u statu di forza.Diversi spessori di piastra, diverse forme di cunghjuntura o forme di groove anu diverse direzzione di velocità di trasferimentu di calore è ritmi, chì affettanu a direzzione di cristallizazione è a crescita di granu di a piscina fusa.L'interruttore strutturale, u spessore di a piastra è l'arrangiamentu di saldatura determinanu a rigidità è a restrizione di l'articulazione, chì affetta u statu di stress di l'articulazione.A morfologia di cristalli povera, a cuncentrazione di stress severu è u stress eccessivu di saldatura sò e cundizioni basi per a furmazione di crepe di saldatura.In u disignu, riducendu a rigidità di l'articulazione, riducendu i saldature incrociate, è riducendu parechji fatturi chì causanu a concentrazione di stress sò tutte e misure impurtanti per migliurà a saldabilità.
4. Cundizioni di usu
Si riferisce à a temperatura di u funziunamentu, e cundizioni di carica è u mediu di travagliu durante u periodu di serviziu di a struttura saldata.Questi ambienti di travagliu è e cundizioni di operazione necessitanu strutture saldate per avè un rendimentu currispundente.Per esempiu, strutturi saldati chì travaglianu à bassa temperatura deve avè a resistenza à a frattura brittle;strutture chì travaglianu à alta temperatura deve avè resistenza à u creep;strutture chì travaglianu sottu carichi alternanti deve avè una bona resistenza à a fatigue;strutture chì travaglianu in l'acidu, l'alkali o i media sali U cuntinuu saldatu deve avè una alta resistenza à a corrosione è cusì.In cortu, u più severi i cundizioni d'usu, u più altu i requisiti di qualità per i giunti saldati, è u più difficiule hè di assicurà a saldabilità di u materiale.
Identificazione è valutazione di l'indice di saldabilità di i materiali metallichi
Durante u prucessu di saldatura, u pruduttu hè sottumessu à prucessi termali di saldatura, reazzioni metallurgiche, è ancu a tensione di saldatura è a deformazione, chì risultanu in cambiamenti in a cumpusizioni chimica, a struttura metalografica, a dimensione è a forma, facendu u rendiment di l'articulazione saldata spessu differente da quella di u saldatura. materiale di basa, qualchì volta ancu Ùn si pò risponde à i bisogni di l'usu.Per parechji metalli reattivi o refrattarii, i metudi di saldatura speciale, cum'è a saldatura à fasciu d'elettroni o a saldatura laser, deve esse aduprate per ottene articuli d'alta qualità.U menu cundizioni di l'equipaggiu è menu difficultà necessariu per fà una bona unione saldata da un materiale, megliu hè a saldabilità di u materiale;à u cuntrariu, si i metudi di saldatura cumplessi è caru, i materiali di saldatura speciale è e misure di prucessu sò necessarii, significa chì u materiale A saldabilità hè povira.
Quandu i prudutti di fabricazione, a saldabilità di i materiali utilizati deve esse prima evaluata per determinà se i materiali strutturali, i materiali di saldatura è i metudi di saldatura scelti sò adattati.Ci hè parechje metudi per valutà a saldabilità di i materiali.Ogni metudu pò spiegà solu un certu aspettu di a saldabilità.Dunque, i testi sò necessarii per determinà cumplettamente a saldabilità.I metudi di prova ponu esse divisi in tippu di simulazione è tipu sperimentale.L'anzianu simula e caratteristiche di riscaldamentu è di rinfrescamentu di a saldatura;l'ultimi teste secondu e cundizioni attuali di saldatura.U cuntenutu di a prova hè principalmente per detectà a cumpusizioni chimica, a struttura metalografica, e proprietà meccaniche, è a presenza o l'assenza di difetti di saldatura di u metallu di basa è di saldatura, è di determinà u funziunamentu di a bassa temperatura, u rendiment à alta temperatura, a resistenza à a corrosione, è resistenza à u crack di l'articulazione saldata.
Caratteristiche di saldatura di materiali metallici cumunimenti usati
1. Saldatura di l'azzaru di carbone
(1) Saldatura di l'azzaru à pocu carbonu
L'acciaio à pocu carbonu hà un cuntenutu bassu di carbonu, pocu manganese è siliciu.In circustanze nurmale, ùn pruvucarà micca un seriu indurimentu strutturale o struttura di quenching per via di saldatura.Stu tipu d'azzaru hà una plasticità eccellente è una resistenza à l'impattu, è a plasticità è a tenacità di i so articuli saldati sò ancu assai boni.Preheating è postheating sò generalmente micca necessariu durante a saldatura, è e misure di prucessu speciale ùn sò micca necessarii per ottene articuli saldati cù una qualità satisfacente.Dunque, l'acciaio à pocu carboniu hà un rendimentu di saldatura eccellente è hè l'azzaru cù u megliu rendimentu di saldatura trà tutti l'acciai..
(2) Saldatura di l'azzaru di carbone mediu
L'azzaru di carbone mediu hà un cuntenutu di carbonu più altu è a so saldabilità hè peghju di l'acciaio à pocu carbonu.Quandu CE hè vicinu à u limitu minimu (0,25%), a saldabilità hè bona.Quandu u cuntenutu di carbone aumenta, a tendenza à l'indurimentu aumenta, è una struttura di martensite di bassa plasticità hè facilmente generata in a zona affettata da u calore.Quandu a saldatura hè relativamente rigida o i materiali di saldatura è i paràmetri di u prucessu sò scelti in modu improperu, i cracks friddi sò prubabilmente.Quandu salda u primu stratu di saldatura multi-layer, per via di a grande proporzione di u metallu di base fusa in a saldatura, u cuntenutu di carbonu, u sulfuru è u fosforu aumentanu, facenu fàciule per pruduce cracks caldi.Inoltre, a sensibilità stomatica aumenta ancu quandu u cuntenutu di carbone hè altu.
(3) Saldatura di azzaru à altu carbonu
L'acciaio à altu carbonu cù CE più grande di 0,6% hà una alta temprabilità è hè propensu à pruduce martensite à altu carbonu dura è fragile.I cracks sò propensi à accade in saldature è zoni affettati da u calore, rendendu a saldatura difficiule.Per quessa, stu tipu d'azzaru ùn hè generalmente micca usatu per fà strutture saldate, ma hè adupratu per fà cumpunenti o pezzi cù una durezza alta o resistenza à l'usura.A maiò parte di a so saldatura hè di riparà e parti danneggiate.Queste parti è cumpunenti deve esse annealed prima di saldatura riparazione per riduce i cracks di saldatura, è poi trattatu di novu dopu a saldatura.
2. Saldatura di l'acciaio d'alta resistenza bassa alliatu
U cuntenutu di carbone di l'acciaio d'alta resistenza di bassa lega generalmente ùn trapassa u 0,20%, è l'elementi di l'alliage totali ùn sò generalmente micca più di 5%.Hè precisamente perchè l'acciaio d'alta resistenza di bassa lega cuntene una certa quantità di elementi di lega chì a so prestazione di saldatura hè un pocu sfarente da quella di l'azzaru di carbone.E so caratteristiche di saldatura sò i seguenti:
(1) Cracks di saldatura in articuli saldati
L'acciaio d'alta resistenza di bassa-ligatura fridda cuntene C, Mn, V, Nb è altri elementi chì rinforzanu l'azzaru, per quessa, hè faciule d'endurcià durante a saldatura.Queste strutture indurite sò assai sensittivi.Per quessa, quandu a rigidità hè grande o u stress restraining hè altu, se prucessu di saldatura Impropriu pò facirmenti causari cracks friddu.Inoltre, stu tipu di crack hà un certu ritardu è hè estremamente dannusu.
Cracks Reheat (SR) Cracks Reheat sò cracks intergranulari chì si trovanu in l'area di grana grossa vicinu à a linea di fusione durante u trattamentu termale di sollievu di stress post-saldatura o l'operazione à longu andà à alta temperatura.On pense généralement qu'il se produit à cause de la température élevée de la soudure qui fait que V, Nb, Cr, Mo et d'autres carbures proches de la ZAZ soient solides dissous dans l'austénite.Ùn anu micca u tempu di precipitate durante u rinfrescante dopu a saldatura, ma disperse è precipitate durante PWHT, rinfurzendu cusì a struttura cristallina.Dentru, a deformazione creep durante a rilassazione di stress hè cuncentrata à i cunfini di granu.
I giunti saldati d'acciaio d'alta resistenza in lega bassa sò generalmente micca propensu à reheat cracks, cum'è 16MnR, 15MnVR, etc. Tuttavia, per i acciai d'alta resistenza Mn-Mo-Nb è Mn-Mo-V serie low-liga, cum'è 07MnCrMoVR, postu chì Nb, V, è Mo sò elementi chì anu una forte sensibilità à i cracking di reheat, stu tipu d'azzaru deve esse trattatu durante u trattamentu termale post-saldatura.A cura deve esse pigliata per evità l'area sensibile di a temperatura di i cracks di reheat per impediscenu l'occurrence di i cracks di reheat.
(2) Embrittlement è addolcimentu di articuli saldati
Strain invecchiamento embrittlement I giunti saldati anu bisognu di sottumessi à vari prucessi di friddi (cessatura in biancu, laminazione di canne, etc.) prima di saldatura.L'azzaru pruducerà a deformazione plastica.Se l'area hè più riscaldata à 200 à 450 ° C, l'anzianu di a tensione si verificarà..A fragilità di l'invecchiamentu di a tensione riducerà a plasticità di l'azzaru è aumenterà a temperatura di transizione brittle, risultatu in una frattura fragile di l'equipaggiu.U trattamentu termale post-saldatura pò eliminà l'invecchiamentu di a tensione di a struttura saldata è restaurà a tenacità.
Embrittlement di saldature è zone affettate da u calore A saldatura hè un prucessu di riscaldamentu è di rinfrescante irregolare, risultatu in una struttura irregolare.A temperatura di transizione brittle di a saldatura (WM) è a zona affettata da u calore (HAZ) hè più altu ch'è quellu di u metale di basa è hè u ligame debbule in l'articulazione.L'energia di a linea di saldatura hà un impattu impurtante nantu à e proprietà di l'acciaio di alta resistenza WM è HAZ.L'acciaio d'alta resistenza di bassa lega hè faciule da indurisce.Se l'energia di a linea hè troppu chjuca, a martensite appariscerà in HAZ è pruvucarà cracks.Se l'energia di a linea hè troppu grande, i grani di WM è HAZ diventeranu grossi.Farà chì l'articulazione diventerà fragile.In cunfrontu cù l'acciaio laminatu à caldu è nurmalizatu, l'acciaio temperatu è temperatu à pocu carbonu hà una tendenza più seriu à a fragilità HAZ causata da energia lineale eccessiva.Dunque, quandu a saldatura, l'energia di a linea deve esse limitata à un certu intervallu.
Raffreddamentu di a zona affettata da u calore di i giunti saldati A causa di l'azzione di u calore di saldatura, l'esterno di a zona affettata da u calore (HAZ) di l'acciaio temperatu è temperatu à pocu carbonu hè riscaldatu sopra a temperatura di tempera, in particulare l'area vicinu à Ac1. chì pruducia una zona di ammollimentu cù forza ridutta.L'addolcimentu strutturale in a zona HAZ aumenta cù l'aumentu di l'energia di a linea di saldatura è a temperatura di preriscaldamentu, ma in generale a forza di trazione in a zona sbulicata hè sempre più altu ch'è u limitu più bassu di u valore standard di u metallu di basa, cusì a zona affettata da u calore. di stu tipu di azzaru softens As longu com'è u travagliu hè propriu, u prublemu ùn affettanu u funziunamentu di u joint.
3. Saldatura di l'acciaio inox
L'acciaio inossidabile pò esse divisu in quattru categurie secondu e so diverse strutture d'acciaio, à dì l'acciaio inossidabile austeniticu, l'acciaio inossidabile ferriticu, l'acciaio inossidabile martensiticu è l'acciaio inossidabile austenitic-ferritic duplex.I seguenti analizà principalmente e caratteristiche di saldatura di l'acciaio inossidabile austeniticu è l'acciaio inossidabile bidirezionale.
(1) Saldatura di l'acciaio inox austeniticu
L'acciai inossidabili austenitici sò più faciuli di saldare cà l'altri acciai inossidabili.Ùn ci sarà micca trasfurmazioni di fase à qualsiasi temperatura è ùn hè micca sensibile à a fragilità di l'idrogenu.L'aghjuntu in acciaio inox austeniticu hà ancu una bona plasticità è a tenacità in u statu saldatu.I prublemi principali di a saldatura sò: saldatura cracking caldu, embrittlement, currusioni intergranular è currusioni di stress, etc. In più, per via di una povira conductività termale è un grande coefficient di espansione lineale, u stress di saldatura è a deformazione sò grande.Quandu a saldatura, l'input di calore di saldatura deve esse u più chjucu pussibule, è ùn deve esse micca preriscaldamentu, è a temperatura interlayer deve esse ridutta.A temperatura di l'interlayer deve esse cuntrullata sottu à 60 ° C, è i ghjunti di saldatura deve esse staggered.Per riduce l'ingaghjamentu di calore, a velocità di saldatura ùn deve esse aumentata eccessivamente, ma u currente di saldatura deve esse ridutta in modu adattatu.
(2) Saldatura di austenitic-ferritic two-way steel steel
L'acciaio inossidabile duplex austeniticu-ferriticu hè un azzaru inossidabile duplex cumpostu di duie fasi: austenite è ferrite.Unisce i vantaghji di l'azzaru austeniticu è l'azzaru ferriticu, cusì hà e caratteristiche di alta resistenza, bona resistenza à a corrosione è facilità di saldatura.Attualmente, ci sò trè tippi principali di acciaio inox duplex: Cr18, Cr21, è Cr25.E caratteristiche principali di stu tipu di saldatura d'acciaio sò: tendenza termale più bassa cumparatu cù l'acciaio inox austeniticu;tendenza embrittlement più bassu dopu à saldatura paragunatu cù puri ferritic stainless steel, è u gradu di ferrite coarsening in a zona affettata di calore saldatura Hè dinù più bassu, cusì u weldability hè megliu.
Siccomu stu tipu d'azzaru hà boni proprietà di saldatura, u preriscaldamentu è u postheating ùn sò micca necessariu durante a saldatura.I platti sottili duveranu esse saldati da TIG, è i platti medie è grossi ponu esse saldati da saldatura à arcu.Quandu si saldanu per saldatura à l'arcu, deve esse usate bastone di saldatura speciale cù una cumpusizioni simili à u metallu di basa o di saldatura austenitica cù un cuntenutu bassu di carbone.L'elettrodi in lega di nichel ponu ancu esse utilizati per l'acciaio duale-fase di tipu Cr25.
Steels Dual-fase hannu una proporzione più grande di ferrite, è i tendenzi embrittlement inerente di azzari ferritic, comu brittleness à 475 ° C, σ phase precipitation embrittlement è grana grossa, esisti sempre, solu per via di a prisenza di austenite.Qualchì sollievu pò esse ottenutu per mezu di l'effettu di equilibriu, ma avete sempre bisognu di attentu à a saldatura.Quandu si salda l'acciaio inossidabile duplex Ni-free o low-Ni, ci hè una tendenza per a ferrite monofase è u granu grossu in a zona affettata da u calore.À questu tempu, l'attenzione deve esse pagata à cuntrullà l'input di calore di saldatura, è pruvate d'utilizà una piccula corrente, una alta velocità di saldatura è una saldatura di canali stretti.È a saldatura multi-passa per prevene l'arrugginamentu di u granu è a ferritisazione monofase in a zona affettata da u calore.A temperatura inter-layer ùn deve esse troppu altu.Hè megliu saldà u prossimu passu dopu à rinfriscà.
Tempu di Postu: Settembre 11-2023