¿Cómo garantizar soldaduras fuertes y duraderas en todo momento? Comprender los principios y técnicas clave de la soldadura es crucial. Esta guía abarca los conocimientos esenciales sobre soldadura, desde la evaluación de la soldabilidad y la prevención de defectos hasta la selección de los materiales adecuados y la evaluación de los métodos de ensayo. Obtendrá información para optimizar los procesos de soldadura, garantizar la seguridad y lograr resultados de alta calidad. Tanto si es un soldador principiante como experimentado, esta completa visión general aumentará sus habilidades y mejorará sus resultados de soldadura.
Proceso de combinación de átomos de dos objetos para formar un todo indivisible mediante calentamiento o presurización, con o sin materiales de relleno.
Se refiere a la capacidad de los materiales homogéneos o heterogéneos de soldarse para formar una unión completa y cumplir los requisitos de servicio previstos en las condiciones del proceso de fabricación.
Materiales, diseño, proceso y entorno de servicio.
① Evaluar la tendencia de junta de soldadura producir defectos de proceso, a fin de proporcionar la base para formular un proceso de soldadura razonable;
② Evaluar si la unión soldada puede cumplir los requisitos de rendimiento estructural; El diseño de una nueva soldadura El método de ensayo cumple los siguientes principios: comparabilidad, pertinencia, reproducibilidad y economía.
El contenido de elementos de aleación en el acero se convierte y se superpone en función de varios contenidos de carbono, que se utiliza como índice de parámetros para evaluar aproximadamente la tendencia a la fisuración en frío del acero.
Se utiliza principalmente para identificar la tendencia a la formación de grietas en frío en la primera capa de soldadura y en la ZAT de baja aleación. acero de alta resistenciade soldadura.
1) Preparación de la probeta, espesor de la chapa de acero a soldar δ= 9-38mm
La ranura de la junta a tope se mecanizará por el método mecánico, y la soldadura de unión se soldará dentro de 60 mm en ambos extremos de la placa de prueba, y se adoptará la soldadura de doble cara. Preste atención para evitar la deformación angular y la penetración incompleta. Asegúrese de que hay un espacio de 2 mm en la soldadura de la muestra a soldar en el centro.
2) Condiciones de la prueba
En varilla para soldar seleccionado para la soldadura de prueba deberá coincidir con el metal base. La varilla de soldadura utilizada deberá estar estrictamente seca.
El diámetro de la varilla de soldadura será de 4 mm, la corriente de soldadura será de (170 ± 10) a, el tensión de soldadura será de (24 ± 2) V, y la velocidad de soldadura será de (150 ± 10) mm / min.
La soldadura de prueba puede soldarse a distintas temperaturas.
Sólo se suelda una soldadura de prueba sin rellenar la ranura.
Tras el reposo y enfriamiento natural durante 24h después de la soldadura, la muestra será interceptada y detección de grietas se llevarán a cabo.
3) Detección y cálculo del índice de grietas
Utilice el ojo desnudo o una lupa de mano de 5 a 10 aumentos para detectar si hay grietas en la superficie y la sección de la soldadura y la zona afectada por el calor.
En general, se cree que cuando la tasa de grietas superficiales de baja acero aleado en la prueba de "molienda de hierro pequeño" es inferior a 20%, por lo general no hay grieta.
El objetivo es evaluar la tendencia a la fisuración retardada inducida por hidrógeno en el acero.
Con otros equipos, también se puede medir la sensibilidad a las grietas por recalentamiento y la sensibilidad laminar.
1) Para la preparación de la probeta, la barra de ensayo de pasador de acero soldado o cilindro se muestreará a lo largo de la dirección de laminación, y se indicará la posición del pasador en la dirección del espesor.
Hay una muesca anular o en espiral cerca del extremo superior de la barra de prueba. Inserte la barra de prueba de pasadores en el orificio correspondiente de la placa base de modo que el extremo con muesca quede a ras de la superficie de la placa base.
En el caso de la barra de prueba de pernos con muesca anular, la distancia entre la muesca y la cara del extremo hará que el cordón de soldadura penetración tangente o intersecante con el plano de corte de la raíz de la entalladura, pero la penetración de la circunferencia de la raíz de la entalladura no excederá de 20%.
Para el acero de baja aleación, el valor de a es de 2 mm cuando el calor de soldadura es e = 15KJ/ cm.
2) Durante la prueba, de acuerdo con el método de soldadura seleccionado y los parámetros de proceso estrictamente controlados, una capa de soldadura de recargue El cordón de soldadura se fundirá en la placa base, y la línea central del cordón de soldadura pasará por el centro de la muestra.
Su profundidad de penetración hará que la punta de la muesca se sitúe en la zona de grano grueso de la zona afectada por el calor, y la longitud del cordón de soldadura L es de unos 100-150mm.
Durante la soldadura, se medirá el valor T8 / 5 del tiempo de enfriamiento a 800-500 ℃. Cuando la soldadura no se precalienta, se cargará cuando se enfría a 100-150 ℃ después de la soldadura;
En precalentamiento antes de soldar, se cargará a 50-70 ℃ por encima de la temperatura de precalentamiento.
La carga se aplicará en 1min y antes de enfriarse a 100 ℃ o 50-70 ℃ más alta que la temperatura de precalentamiento.
Si hay postcalentamiento, se cargará antes del postcalentamiento. Cuando se carga la barra de prueba, el pasador puede romperse dentro de la duración de la carga. Registrar el tiempo de carga.
Acero con límite elástico σs≥ 295mpa puede llamarse acero de alta resistencia.
Cuando ωMn≤ 1,7%, puede mejorar la tenacidad y reducir la temperatura de transición frágil, mientras que el Si reducirá la plasticidad y la tenacidad.
El Ni es un elemento que no sólo puede reforzar la solución sólida, sino también mejorar la tenacidad y reducir en gran medida la temperatura de transición frágil.
Se utiliza habitualmente en aceros de baja temperatura.
Acero de baja aleación y alta resistencia con límite elástico de 295-490mpa, que generalmente se suministra y utiliza en estado laminado en caliente o normalizado.
El acero de alta resistencia se selecciona en función de su resistencia, por lo que el principio de la unión soldada es: la resistencia de la unión soldada es igual a la del metal base (principio de igual resistencia).
Análisis:
① Cuando la resistencia de la unión soldada es mayor que la del metal base, se reduce la tenacidad plástica,
② Cuando la resistencia de la unión soldada es igual a la del metal base, la vida útil es equivalente
③ Cuando la resistencia de la unión soldada es inferior a la del metal base, la resistencia de la unión es insuficiente.
El acero laminado en caliente contiene una pequeña cantidad de elementos de aleacióny, por lo general, tiene poca tendencia a agrietarse en frío.
Debido a la gran cantidad de elementos de aleaciónaumenta la tendencia al endurecimiento del acero normalizado.
Con el aumento del carbono equivalente y del espesor de la chapa de acero normalizado, aumentan la templabilidad y la tendencia a la fisuración en frío.
Factores que influyen:
(1) Equivalente de carbono
(2) Tendencia al endurecimiento: la tendencia al endurecimiento en caliente del acero laminado y acero normalizado
(3) La mayor dureza de zona afectada por el calor es un método sencillo para evaluar la tendencia al endurecimiento y la susceptibilidad a la fisuración en frío del acero.
Otra forma de grieta puede aparecer en el proceso de tratamiento térmico de alivio de tensiones posterior a la soldadura o de calentamiento a alta temperatura posterior a la soldadura para estructuras soldadas como recipientes a presión de pared gruesa de acero normalizado Mo.
La tenacidad es una propiedad que caracteriza la dificultad de los metales para generar y propagar grietas frágiles.
① No habrá defectos de soldadura como grietas, y
② Puede cumplir los requisitos de rendimiento del servicio.
Los materiales de soldadura en caliente acero laminado y el acero normalizado se seleccionan generalmente en función de su nivel de resistencia:
① Seleccione los materiales de soldadura del nivel correspondiente que coincidan con el propiedades mecánicas del metal base;
② Considerar la influencia de la relación de fusión y la velocidad de enfriamiento al mismo tiempo;
③ Considerar la influencia del tratamiento térmico posterior a la soldadura en las propiedades mecánicas de la soldadura.
① No supere la temperatura de revenido original del metal base para no afectar al rendimiento del propio metal base;
② Para los materiales templados, evite el intervalo de temperatura en el que se produce la fragilidad del templado.
Temple + revenido (alta temperatura).
Alta resistencia soldadura de acero adopta el "emparejamiento de baja resistencia", que puede mejorar la resistencia al agrietamiento de la zona de soldadura.
① Se requiere que la velocidad de enfriamiento durante la transformación en martensita no sea demasiado rápida, de modo que la martensita pueda tener efecto de autotemplado para evitar la generación de grietas frías;
② Se requiere que la velocidad de enfriamiento entre 800 ℃ - 500 ℃ sea superior a la velocidad crítica para la generación de estructura mixta frágil.
Problemas a resolver en la soldadura de baja emisión de carbono templado y revenido acero:
① Evitar las grietas;
② Mejorar la tenacidad del metal de soldadura y de la zona afectada por el calor, garantizando al mismo tiempo el cumplimiento de los requisitos de alta resistencia.
Para aceros de baja aleación con contenido en carbonoAumentar la velocidad de enfriamiento para formar martensita de bajo contenido en carbono es beneficioso para garantizar la tenacidad.
La adición de elementos de aleación en el carbono medio acero templado y revenido desempeña principalmente un papel a la hora de garantizar la templabilidad y mejorar la resistencia al revenido, mientras que el verdadero rendimiento de resistencia depende principalmente del contenido de carbono.
Características principales: alta resistencia específica y gran dureza.
① Fortalecimiento de la solución sólida de la matriz, añadiendo elementos de aleación para fortalecer la matriz de ferrita, y los elementos Cr, Mo, W y Nb comúnmente utilizados pueden mejorar significativamente la resistencia térmica;
② Fortalecimiento por precipitación de segunda fase: en el acero resistente al calor con ferrita como matriz, la fase de fortalecimiento es principalmente carburo de aleación;
③ Fortalecimiento del límite de grano: la adición de oligoelementos puede adsorberse en el límite de grano, retrasar la difusión de los elementos de aleación a lo largo del límite de grano, a fin de fortalecer el límite de grano.
Los principales problemas en la soldadura del acero termorresistente de perlita son la fisura en frío, el endurecimiento y ablandamiento de la zona afectada por el calor, y la fisura de alivio de tensiones en tratamiento térmico posterior a la soldadura o el uso prolongado a alta temperatura.
El intervalo de temperaturas comprendido entre - 10 ℃ y - 196 ℃ se denomina "baja temperatura", y cuando es inferior a - 196 ℃, se denomina "temperatura ultrabaja".
Acero inoxidable se refiere al nombre general de acero de aleación con alta estabilidad química que puede resistir la corrosión del aire, agua, ácido, álcali, sal y su solución y otros medios corrosivos.
Las principales formas de corrosión del acero inoxidable son la corrosión uniforme, la corrosión por picaduras, la corrosión por grietas y la corrosión bajo tensión.
Corrosión uniforme se refiere a la corrosión de todas las superficies metálicas en contacto con medios corrosivos;
Corrosión por picaduras se refiere a la corrosión local que se produce de forma dispersa en la superficie de los materiales metálicos sin corrosión o con corrosión leve;
Corrosión en grietasen el electrolito, como en el entorno de iones de oxígeno, cuando hay una hendidura entre aceros inoxidables o entre superficies en contacto con materias extrañas, el flujo de solución en la hendidura se retrasará, de modo que la solución localmente Cl - y formar una célula de concentración, lo que resulta en la destrucción local de la pasivado de acero inoxidable película por adsorción de Cl - en la grieta;
Corrosión intergranularun fenómeno de corrosión selectiva cerca del límite de grano;
Corrosión bajo tensión se refiere al agrietamiento frágil del acero inoxidable bajo la acción de un medio corrosivo específico y un esfuerzo de tracción.
1) Reducir el contenido de ión cloruro y de ión oxígeno;
2) Añadir al acero inoxidable elementos de aleación como cromo, níquel, molibdeno, silicio y cobre;
3) Intentar no realizar el procesado en frío para reducir la posibilidad de corrosión por picadura en el afloramiento de la dislocación; 4) reducir el contenido de carbono en el acero.
Fragilidad a 475 ℃, principalmente en ferrita con Cr > 13%, calentamiento prolongado y enfriamiento lento a 430-480 ℃, lo que provoca un aumento de la resistencia y una disminución de la tenacidad a temperatura ambiente o temperatura negativa;
σ La fragilización de fase es típica de la fracción de masa 45% de Cr, compuesto intermetálico FeCr, no magnético, duro y quebradizo.
1) Corrosión intergranular,
2) Corrosión intergranular en la zona afectada por el calor y la zona sensibilizada, y
3) Corrosión del cuchillo.
1) Hacer que el metal de soldadura sea ultra bajo en carbono o que contenga suficiente elemento estabilizador NB a través de los materiales de soldadura.
2) Ajustar la composición de la soldadura para obtener una determinada fase δ. La teoría de la corrosión intergranular es esencialmente la teoría de la deficiencia de cromo.
Se refiere a la corrosión intergranular en el calor de soldadura zona afectada en la que la temperatura de pico de calentamiento se encuentra en el rango de calentamiento sensibilizado.
La corrosión intergranular en la zona de fusión es como un corte con cuchillo, por lo que se denomina "corrosión por cuchillo".
① Seleccionar metal base bajo en carbono y material de soldadura;
② Adopta acero inoxidable estructurado en fase;
③ Adoptar la soldadura de baja corriente para reducir el grado de sobrecalentamiento y la anchura de la zona de grano grueso de soldadura;
④ Finalmente soldar la soldadura en contacto con el medio corrosivo.
⑤ Soldadura transversal
⑥ Aumentar el contenido de Ti y TB en el acero para que el límite de grano de la zona de grano grueso de soldadura tenga suficiente Ti, TB y carbonización.
Para reducir la temperatura de soldadura zona afectada por el calor, evitar la generación de corrosión intergranular de la soldadura, evitar el sobrecalentamiento de la varilla de soldadura y el alambre de soldadura, la deformación de la soldadura y la tensión de soldadura, y reducir el aporte de calor.
Medio ambiente, medio corrosivo selectivo y esfuerzo de tracción.
1) Ajustar la composición química, el carbono ultrabajo es propicio para mejorar la capacidad de resistencia a la corrosión bajo tensión, y la adecuación entre la composición y el medio,
2) Quitar la soldadura tensión residual
3) Corrosión electroquímica, inspección periódica y reparación oportuna, etc.
1) Por un lado, debe reducirse la segregación de Cr y Mo.
2) Por un lado, se utilizan los llamados materiales de soldadura "superaleados" con contenidos de CR y Mo superiores a los del metal base.
El acero inoxidable austenítico producirá grietas térmicas, grietas por corrosión bajo tensión, deformación por soldadura y corrosión intergranular durante la soldadura.
1) El acero austenítico tiene una conductividad térmica pequeña, un coeficiente de dilatación lineal grande y una tensión de tracción grande,
2) El acero austenítico es fácil de formar estructura de soldadura de cristal columnar con fuerte directividad, lo que favorece la segregación de impurezas nocivas.
3) La composición de la aleación del acero austenítico es compleja y es fácil disolver el eutéctico.
① Limitar estrictamente el contenido de P y s en el metal base y los materiales de soldadura.
② Intentar formar una estructura bifásica en la soldadura.
③ Controlar la composición química de la soldadura.
④ Soldadura de baja corriente.
Sección 18-8 soldadura de acero formación A + δ Organización, δ Fase puede disolver una gran cantidad de P, S, δ La fase es generalmente 3% - 7%, y A + estructura de carburo primario se forma en la soldadura de acero de sección 25-20.
① Respetar el "principio de aplicabilidad"
② Determinar si es aplicable en función de la composición específica de cada material de soldadura seleccionado.
③ Considerar la posible relación de fusión causada por el método de soldadura y los parámetros del proceso de la aplicación específica.
④ El grado de aleación se determinará según la exhaustiva soldabilidad requisitos especificados en las condiciones técnicas
⑤ Prestar atención al sistema de aleación del metal de soldadura, el papel de la composición específica de la aleación en el sistema de aleación, y considerar los requisitos de rendimiento de servicio y los requisitos de soldabilidad del proceso.
1) Corrosión intergranular de uniones soldadas
2) Fragilización de uniones soldadas, fragilización a alta temperatura, fragilización en fase σ, fragilización a 475 ℃.
Amortiguación de vibraciones, absorción de aceite y resistencia al desgaste.
Las propiedades de la fundición dependen principalmente de la forma, el tamaño, la cantidad y la distribución del grafito, y la estructura de la matriz también tiene cierta influencia.
Matriz F + grafito esférico;
Hierro fundido gris: Matriz F + grafito en escamas;
Fundición de grafito vermicular: matriz + grafito vermicular;
Fundición maleable: Matriz F + grafito floculante.
No, durante la soldadura, aunque la corriente sea pequeña, la proporción de metal base en la primera soldadura es de 25% - 30%.
Si se calcula según C = 3% en hierro fundido, el contenido de carbono en la primera soldadura es de 0,75% - 0,9%, que pertenece a acero con alto contenido en carbono.
Alto contenido en carbono martensita aparece inmediatamente después del enfriamiento de la soldadura, y la ZAT de soldadura mostrará una estructura blanca, difícil de mecanizar.
La colada fundida se precalienta a 600-700 ℃, y luego se suelda en estado plástico. La temperatura de soldadura no es inferior a 400 ℃.
Para evitar la formación de grietas durante la soldadura, se realiza un tratamiento de alivio de tensiones y un enfriamiento lento inmediatamente después de la soldadura.
Este proceso de reparación por soldadura de hierro fundido se denomina arco soldadura térmica.
Se denomina soldadura semicaliente cuando la temperatura de precalentamiento es de 300-400 ℃.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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