金属材料的焊接性主要由哪些因素决定?

日期:2021-09-18 15:03:05浏览量:2118标签:可焊性测试焊接

焊接性是指材料在规定的施焊条件下,焊接成设计要求所规定的构件并满足预定服役要求的能力。焊接性好的金属,焊接接头不易产生裂纹、气孔和夹渣缺陷,而且有较高的力学性能。金属材料的可焊性是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下,获得优质焊接接头的难易程度。钢材可焊性的主要因素是化学成分。在各种元素中,碳的影响最明显,其它元素的影响可折合成碳的影响,因此可用碳当量方法来估算被焊钢材的可焊性。硫、磷对钢材焊接性能影响也很大,在各种合格钢材中,硫、磷都要受到严格限制。

金属材料焊接性它包括两个方面的内容:一是结合性能,即在一定的焊接工艺条件下,一定的金属形成焊接缺陷的敏感性,二是使用性能,即在一定的焊接工艺条件下,一定的金属焊接接头对使用要求的适用性。影响金属材料焊接性的因素很多,主要有:金属材料、结构设计、工艺措施、服役环境等四个方面。焊接性是取决于母材和焊缝金属的化学成分、焊接结构和焊接接头的设计、焊接方法、焊接工艺等的一种综合性能。

材料因素

材料因素是指木材本身和焊接材料;包括材料的化学成分、冶炼轧制状态、热处理、组织状态和力学性能等。

焊接材料如焊条电弧焊时的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、起提包弧焊时的焊丝和保护气体等。在焊接过程中,木材和焊接材料直接参与熔池或熔合区的冶金反应,对焊接性和焊接质量有重要影响。当母材或焊接材料选用不当时,会造成焊缝成分不合格,力学性能和其他性能降低,甚至会出现裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷,也就是焊接工艺性变差,因此必须正确选择。

在母材方面,以化学成分影响最大。如钢材只是依靠合金元素来实现固溶强化,一般情况下在焊接过程中最易使焊缝金属、热影响区以及母材有良好的相匹配性能。如果钢材为较复杂的合金系,并通过热处理、变形加工等方式实现强化,则不易获得与母材完全匹配的焊缝金属,甚至整个焊接接头。对钢来说,影响焊接性较大的元素有C、P、H、S、O、N等,合金元素中的Mn、Si、Cr、Ni、Mo、Ti、V、Nb、Cu及B等,都在不同程度有可能增加焊接接头的淬硬倾向和裂纹敏感性。一般来说,钢材的焊接性将随含碳量和合金元素含量的增加而恶化。

在冶炼方法、轧制工艺及热处理状态等,也都在不同程度上影响焊接性。现在的CF钢(抗裂钢)、Z向钢、TMCP钢(控轧钢)等,都是通过精炼提纯、控制轧制工艺等手段来提高材料的焊接性。

结构因素

结构因素有焊接结构和焊接接头的形式、刚度、及应力状态等,

这些将影响接头的力学性能和产生焊接缺陷。

对于体积和重量有要求的焊接结构,设计中应选择比强度较高的材料(如轻合金材料),以达到缩小体积、减轻重量的目的。对体积和重量无特殊要求的焊接结构,选用强度等级较高的材料也有其技术经济意义,这样可以减轻结构自重,节约母材和焊材,避免大型结构吊装和运输上的困难,并且能提高承载能力。

焊接接头的结构设计会影响应力状态,从而对焊接性产生影响。在设计时应使接头处的应力处于较小的状态,能够自由收缩,这样有利于减小应力集中和防止焊接裂纹。要尽量避免接头处的缺口、截面突变、对高过大、交叉焊缝等容易引起应力集中。也要避免不必要的增大母材厚度或焊缝体积而产生多向应力。

对于焊接热源特点、功率密度、线能量等工艺参数会直接决定接头的温度场和热循环,从而对焊缝及热影响区范围大小、组织变化和产生缺陷的敏感性等有明显的影响。比如,采用焊前预热和焊后缓冷可降低接头的冷却速度,可以降低接头的淬硬倾向和冷裂纹敏感性。选择合理的焊接顺序可以改善结构的约束程度和盈利状态。采用氩弧焊等焊接方法可使焊接区保护严密,减少合金元素烧损,获得满意的接头性能等。

金属材料的焊接性主要由哪些因素决定?

工艺因素

工艺因素包括施工时所采用的焊接方法、焊接工艺规程(如焊接热输入、预热、焊接顺序等)、焊后热处理等。

对于同一种母材,采用不同的焊接方法和工艺措施,所表现出来的焊接性有很大的差异。比如,铝及其合金用气焊较难焊接,但用氩弧焊就能取得良好的效果;钛合金对、O、H、N极为敏感,用气焊和焊条电弧焊不可能焊好,而用氩弧焊或电子束焊就比较容易焊接。因此,发展新的焊接方法和新工艺是改善工艺焊接性的重要途径。

焊接方法对焊接性的影响首先表现在焊接热源能量密度、温度以及热输入上;其次表现在保护熔池及接头附近的方式上,如渣保护、气体保护、渣-气联合保护、真空中焊接等。对于有过热敏感性的高强度钢,从防止过热角度看,可选用窄间隙气体保护焊、脉冲电弧焊、等离子弧焊等,有利于改善其焊接性。

最常见的工艺措施是焊前预热、缓冷、焊后热处理,这些工艺措施对防止热影响区淬硬变脆、减小焊接应力、避免氢致冷裂纹等是有效的措施。合理安排焊接顺序也能减小应力和变形,原则上应使被焊工件在整个焊接过程中尽量处于无拘束而自由膨胀和收缩的状态。焊后热处理可以消除残余应力,也可以使氢逸出而防止延迟裂纹。另外,焊前对金属材料的气割、冷加工、装配等工序应符合材料的特点,以免造成局部硬化、脆化、应力集中而引起焊接裂纹等缺陷。

环境因素

环境因素是指焊接结构的工作温度、负荷条件(如载荷种类、作用方式、速度等)和工作介质等。

焊接结构服役的环境多种多样,高温工作的焊接结构要求材料具有足够高的高温强度、良好的化学稳定性与组织稳定性、较高的蠕变强度等;常温下工作的焊接结构,要求材料在自然环境下具有良好的力学性能;工作温度低或受冲击载荷时,要特别注意材料在最低环境温度下的性能,尤其是冲击韧性,以防止低温脆性破坏。对于承受东载荷的构件,要求材料有较好的动态断裂韧性和吸振性。工作介质有腐蚀时,要求焊接区具有耐腐蚀性。在核辐射环境下工作的焊接结构,由于中子辐射的作用,会导致材料屈服点提高,塑性下降脆性转变温度升高,韧性下降,使材料出现辐照脆性。

本篇关于金属材料的焊接性相关内容就介绍到这了,通过本文,希望能对大家有所帮助。如果您喜欢本文,不妨持续关注我们网站,我们将于后期带来更多精彩内容。如您有任何电子产品检验测试的相关需求,欢迎致电开云全站体育 ,我们将竭诚为您服务。

相关阅读
五月芯资讯回顾:原厂涨价函不断,疫情影响供应链
五月芯资讯回顾:原厂涨价函不断,疫情影响供应链

刚刚过去的五月,全球多地疫情反弹,大宗商品涨价延续,IC产业链毫无意外,缺货涨价仍是主旋律。下面就来梳理一下过去的一个月,业内都有哪些值得关注的热点。

2021-06-04 11:16:00
查看详情
image
马来西亚管控延长,被动元件又悬了?

自五月以来,马来西亚疫情不断升温,每日新增确诊高峰曾突破9000例。严峻形势之下,马来西亚政府于6月1日开始执行为期半个月的全面行动管制。在这之后,每日新增病例呈现下降趋势。

2021-06-18 15:41:07
查看详情
内存市场翻转,涨价来袭!
内存市场翻转,涨价来袭!

据媒体近日报道,内存正在重回涨价模式,从去年12月到今年1月,涨幅最多的品种已达30%。据行情网站数据,各类内存条、内存颗粒在12月上旬起开始涨价,至今仍没有停止的意思。

2021-03-05 10:53:00
查看详情
被动元件涨价启动,MLCC和芯片打头阵
被动元件涨价启动,MLCC和芯片打头阵

据台媒近日报道,MLCC两大原厂三星电机和TDK近期对一线组装厂客户发出通知,强调高容MLCC供货紧张,即将对其调涨报价。在芯片电阻市场,台厂国巨正式宣布从三月起涨价15-25%。紧接着,华新科也对代理商发出涨价通知,新订单将调涨10-15%。

2021-03-05 10:52:00
查看详情
深圳福田海关查获大批侵权电路板
深圳福田海关查获大批侵权电路板,共计超过39万个

据海关总署微信平台“海关发布”10日发布的消息,经品牌权利人确认,深圳海关所属福田海关此前在货运出口渠道查获的一批共计391500个印刷电路板,侵犯了UL公司的“RU”商标专用权。

2021-03-05 11:12:00
查看详情
可靠性测试:常规的可靠性项目及类型介绍
可靠性测试:常规的可靠性项目及类型介绍

可靠性试验是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种手段。试验结果为故障分析、研究采取的纠正措施、判断产品是否达到指标要求提供依据。根据可靠性统计试验所采用的方法和目的,可靠性统计试验可以分为可靠性验证试验和可靠性测定试验。可靠性测定试验是为测定可靠性特性或其量值而做的试验,通常用来提供可靠性数据。可靠性验证试验是用来验证设备的可靠性特征值是否符合其规定的可靠性要求的试验,一般将可靠性鉴定和验收试验统称为可靠性验证试验。

2021-04-26 16:17:00
查看详情
产品进行可靠性测试的重要性及目的
产品进行可靠性测试的重要性及目的

产品在一定时间或条件下无故障地执行指定功能的能力或可能性。可通过可靠度、失效率还有平均无故障间隔等来评价产品的可靠性。而且这是一项重要的质量指标,只是定性描述就显得不够,必须使之数量化,这样才能进行精确的描述和比较。

2021-04-26 16:19:00
查看详情
汇总:半导体失效分析测试的详细步骤
汇总:半导体失效分析测试的详细步骤

失效分析是芯片测试重要环节,无论对于量产样品还是设计环节亦或是客退品,失效分析可以帮助降低成本,缩短周期。 常见的失效分析方法有Decap,X-RAY,IV,EMMI,FIB,SEM,EDX,Probe,OM,RIE等,因为失效分析设备昂贵,大部分需求单位配不了或配不齐需要的设备,因此借用外力,使用对外开放的资源,来完成自己的分析也是一种很好的选择。我们选择去外面测试时需要准备的信息有哪些呢?下面为大家整理一下:

2021-04-26 16:29:00
查看详情
芯片常用失效分析手段和流程
芯片常用失效分析手段和流程

一般来说,集成电路在研制、生产和使用过程中失效不可避免,随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高,失效分析工作也显得越来越重要,通过芯片失效分析,可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。芯片失效分析的常用方法不外乎那几个流程,最重要的还是要借助于各种先进精确的电子仪器。以下内容主要从这两个方面阐述,希望对大家有所帮助。

2021-04-26 16:41:00
查看详情
值得借鉴!PCB板可靠性测试方法分享
值得借鉴!PCB板可靠性测试方法分享

PCB电路板是电子元件的基础和高速公路,又称印刷电路板,是电子元器件电气连接的提供者。它的发展已有100多年的历史了;它的设计主要是版图设计;采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错,提高了自动化水平和生产劳动率。PCB的质量非常关键,要检查PCB的质量,必须进行多项可靠性测试。这篇文章就是对测试的介绍,一起来看看吧。

2021-04-26 16:47:42
查看详情
Baidu
map