影响材料(钢材)焊接性的因素有哪些?
发布时间: 2019-11-06作者：baile100浏览量：
影响材料(钢材)焊接性的因素有哪些?
答：影响焊接性的因素很多，对钢材来说可归纳为材料、工艺、结构及使用条件。
(1)材料因素包括母材与焊接材料。在相同的焊接条件下，决定母材焊接性的主要因素是它本身的物理、化学性能。物理性能有材料的熔点、热导率线膨胀系数、密度、热容量等因素，它们对热循环、熔化、结晶、相变等过程产生影响，从而影响焊接性。化学性能主要看金属与氧的亲和力的强弱。
如果是异种金属焊接，只有理化性能和晶体结构接近的金属才比较容易实现焊接。
对钢材的焊接，影响其焊接性的主要因素是所含的化学成分，而其中影响最大的是碳、硫、磷、氢、氧和氮，它们容易引起焊接工艺缺陷和降低接头的使用性能。其他合金元素如锰、硅、铬、镍、钼、钛、钒、铌、铜、硼等都在不同程度上增加焊接过程中的淬硬倾向和裂纹敏感性。所以钢材的焊接性总是随含碳量和合金元素的增加而恶化。
此外，钢材的冶炼轧制状态、热处理(供货)状态、组织状态等，在不同程度上都对焊接性产生影响。
焊接材料直接参与焊接过程的一系列化学冶金反应，决定着焊缝金属的成分、组织、性能及缺陷的形成。如果焊材选 择不当，与母材不匹配，不仅不能满足使用要求，还会引起裂纹等缺陷的产生和组织性能的改变，所以正确选用焊材是保证获得优质焊接接头的重要条件。
(2)工艺因素包括焊接方法、焊接参数、装焊顺序、预 热、后热及焊后热处理等。焊接方法对焊接性的影响主要表现在热源特性和保护条件两个方面。
不同的焊接方法其热源 在功率、能量密度、最高加热温度等方面有很大差别，金属在 不同焊接热源下将显示出不同的焊接性能。 调整焊接工艺参数，采取预热多层焊和控制层间温度等其他工艺措施，可以调节和控制焊接热循环，从而改善金属的焊接性。如焊接具有淬硬倾向的高强钢时，因材料本身具有一定冷裂敏感性，当工艺制订不当，焊接接头可能产生冷裂纹或降低接头的塑性和韧性。若选用合适的焊材、合理的焊接热循环，并采取焊前预热或焊后热处理等措施，则完全可以获得没有裂纹或淬硬组织，满足使用要求的焊接接头。
(3)结构因素指焊接结构和焊接接头的设计形式，如结构形状、尺寸、厚度、接头坡口形式、焊缝布置及其截面形状，主要表现在热的传递和力的状态方面。
不同板厚、不同接头形式或坡口形式，其传热方向和传热速度是不一样的，对熔池结晶方向和晶粒成长发生作用。结构的形状、板厚和焊缝的布置等，决定接头的刚度和拘束度，对接头的应力状态产生影响。
不良的结晶形态、严重的应力集中和过大的焊接应力等是形成焊接裂纹的基本条件；所以设计中减小接头的刚度、减少交叉焊缝、避免焊缝过于密集、减少应力集中等，都是改善焊接性的重要措施。
(4)使用条件因素指焊接结构服役期间的工作温度 负载条件和工作介质等。这些工作环境和运行条件要求焊接 结构须具有相应的使用性能。例如，在低温工作的焊接结构， 必须具备抗脆性断裂性能；在高温下运行的焊接结构，要具有 抗蠕变性能；在交变载荷下工作的结构，应具有良好的抗疲劳性能：在酸、碱或盐类介质中工作的焊接容器，应具有高的耐 腐蚀性能。
使用条件越苛刻，对焊接接头的质量要求也就越 高，材料的焊接性就越不易保证。
答：影响焊接性的因素很多，对钢材来说可归纳为材料、工艺、结构及使用条件。
(1)材料因素包括母材与焊接材料。在相同的焊接条件下，决定母材焊接性的主要因素是它本身的物理、化学性能。物理性能有材料的熔点、热导率线膨胀系数、密度、热容量等因素，它们对热循环、熔化、结晶、相变等过程产生影响，从而影响焊接性。化学性能主要看金属与氧的亲和力的强弱。
如果是异种金属焊接，只有理化性能和晶体结构接近的金属才比较容易实现焊接。
对钢材的焊接，影响其焊接性的主要因素是所含的化学成分，而其中影响最大的是碳、硫、磷、氢、氧和氮，它们容易引起焊接工艺缺陷和降低接头的使用性能。其他合金元素如锰、硅、铬、镍、钼、钛、钒、铌、铜、硼等都在不同程度上增加焊接过程中的淬硬倾向和裂纹敏感性。所以钢材的焊接性总是随含碳量和合金元素的增加而恶化。
此外，钢材的冶炼轧制状态、热处理(供货)状态、组织状态等，在不同程度上都对焊接性产生影响。
焊接材料直接参与焊接过程的一系列化学冶金反应，决定着焊缝金属的成分、组织、性能及缺陷的形成。如果焊材选 择不当，与母材不匹配，不仅不能满足使用要求，还会引起裂纹等缺陷的产生和组织性能的改变，所以正确选用焊材是保证获得优质焊接接头的重要条件。
(2)工艺因素包括焊接方法、焊接参数、装焊顺序、预 热、后热及焊后热处理等。焊接方法对焊接性的影响主要表现在热源特性和保护条件两个方面。
不同的焊接方法其热源 在功率、能量密度、最高加热温度等方面有很大差别，金属在 不同焊接热源下将显示出不同的焊接性能。 调整焊接工艺参数，采取预热多层焊和控制层间温度等其他工艺措施，可以调节和控制焊接热循环，从而改善金属的焊接性。如焊接具有淬硬倾向的高强钢时，因材料本身具有一定冷裂敏感性，当工艺制订不当，焊接接头可能产生冷裂纹或降低接头的塑性和韧性。若选用合适的焊材、合理的焊接热循环，并采取焊前预热或焊后热处理等措施，则完全可以获得没有裂纹或淬硬组织，满足使用要求的焊接接头。
(3)结构因素指焊接结构和焊接接头的设计形式，如结构形状、尺寸、厚度、接头坡口形式、焊缝布置及其截面形状，主要表现在热的传递和力的状态方面。
不同板厚、不同接头形式或坡口形式，其传热方向和传热速度是不一样的，对熔池结晶方向和晶粒成长发生作用。结构的形状、板厚和焊缝的布置等，决定接头的刚度和拘束度，对接头的应力状态产生影响。
不良的结晶形态、严重的应力集中和过大的焊接应力等是形成焊接裂纹的基本条件；所以设计中减小接头的刚度、减少交叉焊缝、避免焊缝过于密集、减少应力集中等，都是改善焊接性的重要措施。
(4)使用条件因素指焊接结构服役期间的工作温度 负载条件和工作介质等。这些工作环境和运行条件要求焊接 结构须具有相应的使用性能。例如，在低温工作的焊接结构， 必须具备抗脆性断裂性能；在高温下运行的焊接结构，要具有 抗蠕变性能；在交变载荷下工作的结构，应具有良好的抗疲劳性能：在酸、碱或盐类介质中工作的焊接容器，应具有高的耐 腐蚀性能。
使用条件越苛刻，对焊接接头的质量要求也就越 高，材料的焊接性就越不易保证。
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