Come garantire sempre saldature forti e durature? Comprendere i principi e le tecniche chiave della saldatura è fondamentale. Questa guida copre le conoscenze essenziali sulla saldatura, dalla valutazione della saldabilità alla prevenzione dei difetti, dalla selezione dei materiali appropriati alla valutazione dei metodi di prova. Potrete così capire come ottimizzare i processi di saldatura, garantire la sicurezza e ottenere risultati di alta qualità. Che siate principianti o esperti, questa panoramica completa vi permetterà di migliorare le vostre competenze e i vostri risultati di saldatura.
Il processo di combinazione degli atomi di due oggetti per formare un insieme indivisibile mediante riscaldamento o pressione, con o senza materiali di riempimento.
Si riferisce alla capacità di materiali omogenei o eterogenei di saldarsi per formare un giunto completo e soddisfare i requisiti di servizio previsti nelle condizioni del processo produttivo.
Materiali, progettazione, processo e ambiente di servizio.
① Valutare la tendenza di giunto di saldatura di produrre difetti di processo, in modo da fornire la base per la formulazione di un processo di saldatura ragionevole;
② Valutare se il giunto saldato è in grado di soddisfare i requisiti di prestazione strutturale. nuova saldatura Il metodo di prova soddisfa i seguenti principi: comparabilità, pertinenza, riproducibilità ed economia.
Il contenuto di elementi di lega nell'acciaio viene convertito e sovrapposto a diversi contenuti di carbonio, che vengono utilizzati come indice di parametro per valutare approssimativamente la tendenza alla cricca a freddo dell'acciaio.
Viene utilizzato principalmente per identificare la tendenza alla formazione di cricche a freddo nel primo strato di saldatura e nella ZTA di bassa lega. acciaio ad alta resistenzae può essere utilizzato anche per formulare il processo di saldatura.
1) Preparazione del provino, spessore della piastra di acciaio da saldare δ= 9-38mm
La scanalatura del giunto di testa deve essere lavorata con metodo meccanico e la saldatura di collegamento deve essere saldata entro 60 mm a entrambe le estremità della piastra di prova, adottando la saldatura su entrambi i lati. Prestare attenzione a prevenire la deformazione angolare e la penetrazione incompleta. Assicurarsi che al centro della saldatura del campione da saldare vi sia uno spazio di 2 mm.
2) Condizioni di prova
Il bacchetta per saldatura scelto per la saldatura di prova deve corrispondere al metallo di base. La bacchetta di saldatura utilizzata deve essere rigorosamente essiccata.
Il diametro del filo di saldatura deve essere di 4 mm, la corrente di saldatura deve essere di (170 ± 10) a, la corrente di saldatura deve essere di (170 ± 10) a, la corrente di saldatura deve essere di (170 ± 10) a. tensione di saldatura deve essere di (24 ± 2) V e la velocità di saldatura deve essere di (150 ± 10) mm/min.
La saldatura di prova può essere eseguita a varie temperature.
Viene saldata una sola saldatura di prova senza riempire la scanalatura.
Dopo la permanenza e il raffreddamento naturale per 24 ore dopo la saldatura, il campione deve essere intercettato e rilevamento delle crepe deve essere effettuata.
3) Rilevamento e calcolo del tasso di fessurazione
Utilizzare l'occhio nudo o la lente d'ingrandimento portatile da 5 a 10 volte per rilevare l'eventuale presenza di cricche sulla superficie e sulla sezione della saldatura e della zona interessata dal calore.
In genere si ritiene che quando il tasso di fessurazione della superficie di un basso acciaio legato nel test di "macinazione del ferro di piccole dimensioni" è inferiore a 20%, in genere non ci sono crepe.
Lo scopo è quello di valutare la tendenza alla cricca ritardata indotta dall'idrogeno nell'acciaio.
Con altre apparecchiature è possibile misurare anche la sensibilità alle cricche di riscaldo e la sensibilità lamellare.
1) Per la preparazione dei provini, la barra di prova con perno in acciaio saldato o cilindro deve essere campionata lungo la direzione di laminazione e deve essere indicata la posizione del perno nella direzione dello spessore.
In prossimità dell'estremità superiore della barra di prova è presente una tacca anulare o a spirale. Inserire la barra di prova del perno nel foro corrispondente della piastra di base in modo che l'estremità con la tacca sia a filo con la superficie della piastra di base.
Per la barra di prova a perno con intaglio anulare, la distanza tra l'intaglio e la faccia terminale deve rendere il cordone di saldatura penetrazione tangente o intersecante il piano di taglio della radice dell'intaglio, ma la penetrazione della circonferenza della radice dell'intaglio non deve superare 20%.
Per gli acciai debolmente legati, il valore di a è di 2 mm quando la calore di saldatura è e = 15KJ/ cm.
2) Durante la prova, in base al metodo di saldatura selezionato e ai parametri di processo rigorosamente controllati, uno strato di saldatura di superficie Il cordone di saldatura deve essere fuso sulla piastra di base e la linea centrale del cordone deve passare attraverso il centro del campione.
La profondità di penetrazione deve far sì che la punta dell'intaglio si trovi nell'area a grana grossa della zona termicamente alterata e la lunghezza del cordone di saldatura L è di circa 100-150 mm.
Durante la saldatura, deve essere misurato il valore T8 / 5 del tempo di raffreddamento a 800-500 ℃. Quando la saldatura non è preriscaldata, deve essere caricata quando è raffreddata a 100-150 ℃ dopo la saldatura;
Durante preriscaldamento prima della saldatura, deve essere caricato a 50-70 ℃ in più rispetto alla temperatura di preriscaldamento.
Il carico deve essere applicato entro 1 minuto e prima del raffreddamento a 100 ℃ o 50-70 ℃ in più rispetto alla temperatura di esercizio. temperatura di preriscaldamento.
Se c'è un post-calore, deve essere caricata prima del post-calore. Quando la barra di prova viene caricata, il perno può rompersi entro la durata del carico. Registrare il tempo di appoggio.
Acciaio con resistenza allo snervamento σs≥ 295mpa può essere definito acciaio ad alta resistenza.
Quando ωMn≤ 1,7%, può migliorare la tenacità e ridurre la temperatura di transizione fragile, mentre Si riduce la plasticità e la tenacità.
Il Ni è un elemento in grado non solo di rafforzare la soluzione solida, ma anche di migliorare la tenacità e di ridurre notevolmente la temperatura di transizione fragile.
È comunemente utilizzato negli acciai a bassa temperatura.
Acciaio basso legato ad alta resistenza con resistenza allo snervamento di 295-490mpa, che viene generalmente fornito e utilizzato allo stato di laminazione a caldo o normalizzato.
L'acciaio ad alta resistenza viene scelto in base alla sua resistenza, quindi il principio del giunto saldato è: la resistenza del giunto saldato è uguale a quella del metallo di base (principio della resistenza uguale).
Analisi:
① Quando la resistenza del giunto saldato è maggiore di quella del metallo di base, la tenacità plastica si riduce,
② Quando la resistenza del giunto saldato è pari a quella del metallo di base, la durata di vita è equivalente
③ Quando la resistenza del giunto saldato è inferiore a quella del metallo di base, la resistenza del giunto è insufficiente.
L'acciaio laminato a caldo contiene una piccola quantità di elementi in legae in genere ha una scarsa tendenza alla fessurazione a freddo.
A causa della grande quantità di elementi in legala tendenza all'indurimento dell'acciaio normalizzato aumenta.
Con l'aumento del carbonio equivalente e dello spessore della lamiera dell'acciaio normalizzato, aumentano la temprabilità e la tendenza alla cricca a freddo.
Fattori d'influenza:
(1) Equivalente carbonio
(2) Tendenza all'indurimento: la tendenza all'indurimento del materiale caldo acciaio laminato e acciaio normalizzato
(3) La massima durezza di zona colpita dal calore è un metodo semplice per valutare la tendenza all'indurimento e la suscettibilità alle cricche a freddo dell'acciaio.
Un'altra forma di cricca può comparire nel processo di trattamento termico di distensione post-saldatura o di riscaldamento ad alta temperatura post-saldatura per strutture saldate come i recipienti a pressione a parete spessa in acciaio normalizzato Mo.
La tenacità è una proprietà che caratterizza la difficoltà dei metalli nel generare e propagare cricche fragili.
① Non ci saranno difetti di saldatura come le crepe e
② È in grado di soddisfare i requisiti di prestazione del servizio.
I materiali di saldatura a caldo acciaio laminato e l'acciaio normalizzato sono generalmente selezionati in base al loro livello di resistenza e i punti chiave sono i seguenti:
① Selezionare i materiali per la saldatura del livello corrispondente, in base alle caratteristiche del prodotto. proprietà meccaniche del metallo di base;
② Considerare l'influenza del rapporto di fusione e della velocità di raffreddamento allo stesso tempo;
③ Considerare l'influenza del trattamento termico post-saldatura sulle proprietà meccaniche della saldatura.
① Non superare la temperatura di rinvenimento originale del metallo base per evitare di compromettere le prestazioni del metallo base stesso;
② Per i materiali temprati, evitare l'intervallo di temperatura in cui si verifica la fragilità da tempra.
Tempra + rinvenimento (alta temperatura).
Alta resistenza saldatura dell'acciaio adotta l'"accoppiamento a bassa resistenza", che può migliorare la resistenza alle cricche dell'area di saldatura.
① È necessario che la velocità di raffreddamento durante la trasformazione della martensite non sia troppo veloce, in modo che la martensite possa avere un effetto di auto-tempramento per prevenire la generazione di crepe fredde;
È necessario che la velocità di raffreddamento tra 800 ℃ e 500 ℃ sia superiore alla velocità critica per la generazione di una struttura mista fragile.
Problemi da risolvere nella saldatura a basso tenore di carbonio temprato e rinvenuto acciaio:
① Prevenire le crepe;
② Migliorare la tenacità del metallo saldato e della zona interessata dal calore, garantendo al contempo il rispetto dei requisiti di alta resistenza.
Per gli acciai basso-legati a bassa contenuto di carbonioL'aumento della velocità di raffreddamento per la formazione di martensite a basso tenore di carbonio è utile per garantire la tenacità.
L'aggiunta di elementi di lega nel carbonio medio acciaio bonificato Il carbonio ha un ruolo fondamentale nel garantire la temprabilità e migliorare la resistenza al rinvenimento, mentre le prestazioni di resistenza vere e proprie dipendono principalmente dal contenuto di carbonio.
Caratteristiche principali: elevata resistenza specifica ed elevata durezza.
① Rafforzamento della matrice in soluzione solida, con l'aggiunta di elementi di lega per rafforzare la matrice di ferrite, e gli elementi comunemente usati Cr, Mo, W e Nb possono migliorare significativamente la resistenza termica;
② Rafforzamento per precipitazione in seconda fase: negli acciai resistenti al calore con ferrite come matrice, la fase di rafforzamento è costituita principalmente da carburo di lega;
Rafforzamento del confine del grano: l'aggiunta di oligoelementi può essere adsorbita sul confine del grano, ritardando la diffusione degli elementi di lega lungo il confine del grano, in modo da rafforzare il confine del grano.
I problemi principali nella saldatura degli acciai resistenti al calore Pearlite sono la cricca a freddo, l'indurimento e il rammollimento della zona interessata dal calore e la cricca di distensione. trattamento termico post-saldatura o l'uso prolungato ad alta temperatura.
L'intervallo di temperatura compreso tra - 10 ℃ e - 196 ℃ è chiamato "bassa temperatura" e, quando è inferiore a - 196 ℃, è chiamato "ultra-bassa temperatura".
L'acciaio inossidabile è il nome generale dell'acciaio legato con elevata stabilità chimica, in grado di resistere alla corrosione di aria, acqua, acidi, alcali, sale e relative soluzioni e altri mezzi corrosivi.
Le principali forme di corrosione dell'acciaio inossidabile comprendono la corrosione uniforme, la corrosione per vaiolatura, la corrosione interstiziale e la corrosione da stress.
Corrosione uniforme si riferisce alla corrosione di tutte le superfici metalliche a contatto con mezzi corrosivi;
Corrosione da vaiolatura si riferisce alla corrosione locale che si verifica in modo disperso sulla superficie dei materiali metallici senza corrosione o con una corrosione lieve;
Corrosione interstizialeQuando c'è una fessura tra gli acciai inossidabili o tra le superfici a contatto con sostanze estranee, il flusso della soluzione nell'interstizio viene ritardato, per cui la soluzione si forma localmente una cella di concentrazione, con conseguente distruzione locale del materiale. passivazione dell'acciaio inossidabile film adsorbendo Cl - nella fessura;
Corrosione intergranulare, un fenomeno di corrosione selettiva in prossimità del confine dei grani;
Corrosione da stress si riferisce alla cricca fragile dell'acciaio inossidabile sotto l'azione di uno specifico mezzo corrosivo e di una sollecitazione di trazione.
1) Ridurre il contenuto di ioni cloruro e di ioni ossigeno;
2) Aggiungere all'acciaio inossidabile elementi di lega come cromo, nichel, molibdeno, silicio e rame;
3) cercare di non effettuare lavorazioni a freddo per ridurre la possibilità di corrosione per vaiolatura in corrispondenza dell'affioramento delle dislocazioni; 4) ridurre la contenuto di carbonio nell'acciaio.
Fragilità a 475 ℃, soprattutto nella ferrite con Cr > 13%, riscaldamento a lungo termine e raffreddamento lento a 430-480 ℃, con conseguente aumento della resistenza e diminuzione della tenacità a temperatura ambiente o a temperatura negativa;
L'infragilimento di fase è tipico della frazione di massa 45% di Cr, composto intermetallico FeCr, non magnetico, duro e fragile.
1) Corrosione intergranulare,
2) corrosione intergranulare nella zona colpita dal calore e nella zona sensibilizzata e
3) Corrosione del coltello.
1) Far sì che il metallo saldato diventi a bassissimo tenore di carbonio o contenga un sufficiente elemento stabilizzante NB attraverso i materiali di saldatura.
2) Regolare la composizione della saldatura per ottenere una determinata fase δ. La teoria della corrosione intergranulare è essenzialmente la teoria della carenza di cromo.
Si riferisce alla corrosione intergranulare nella calore di saldatura zona interessata in cui la temperatura di picco del riscaldamento si trova nell'intervallo di riscaldamento sensibilizzato.
La corrosione intergranulare nella zona di fusione è come il taglio di un coltello, quindi viene chiamata "corrosione a coltello".
① Selezionare metallo di base a basso contenuto di carbonio e materiale di saldatura;
Adotta l'acciaio inossidabile a struttura di fase;
Adotta una saldatura a bassa corrente per ridurre il grado di surriscaldamento e l'ampiezza della zona di saldatura a grana grossa;
④ Infine saldare la saldatura a contatto con il mezzo corrosivo
⑤ Saldatura trasversale
⑥ Aumentare il contenuto di Ti e TB nell'acciaio per far sì che il confine dei grani della zona a grana grossa della saldatura abbia abbastanza Ti, TB e carbonizzazione.
Al fine di ridurre la temperatura di saldatura zona interessata dal calore, prevenire la generazione di corrosione intergranulare della saldatura, evitare il surriscaldamento della bacchetta e del filo di saldatura, la deformazione e lo stress di saldatura e ridurre l'apporto di calore.
Ambiente, mezzo corrosivo selettivo e sollecitazione di trazione.
1) La regolazione della composizione chimica, a bassissimo tenore di carbonio, favorisce il miglioramento della capacità di resistenza alla corrosione sotto sforzo e la corrispondenza tra composizione e mezzo,
2) Rimuovere la saldatura sollecitazione residua
3) corrosione elettrochimica, ispezione regolare e riparazione tempestiva, ecc.
1) Da un lato, la segregazione di Cr e Mo deve essere ridotta.
2) Da un lato, vengono utilizzati i cosiddetti materiali di saldatura "superlegati" con contenuti di CR e Mo più elevati rispetto al metallo di base.
L'acciaio inossidabile austenitico produce cricche termiche, cricche da tensocorrosione, deformazioni da saldatura e corrosione intergranulare durante la saldatura.
1) L'acciaio austenitico ha una piccola conducibilità termica, un grande coefficiente di espansione lineare e una grande tensione di trazione,
2) L'acciaio austenitico è facile da formare una struttura di saldatura a cristalli colonnari con una forte direttività, che favorisce la segregazione delle impurità nocive.
3) La composizione della lega dell'acciaio austenitico è complessa e facile da sciogliere eutetticamente.
① Limitare rigorosamente il contenuto di P e s nel metallo di base e nei materiali di saldatura.
② Cercare di formare una struttura a due fasi nella saldatura
③ Controllo della composizione chimica della saldatura
④ Saldatura a bassa corrente.
Sezione 18-8 saldatura dell'acciaio formazione A+ Organizzazione δ, δ La fase può dissolvere una grande quantità di P, S, δ La fase è generalmente 3% - 7%, e A + struttura di carburo primario si forma nella saldatura di acciaio a sezione 25-20.
① Rispettare il "principio di applicabilità".
② Determinare l'applicabilità in base alla composizione specifica di ciascun materiale di saldatura selezionato.
③ Considerare il possibile rapporto di fusione causato dal metodo di saldatura e dai parametri di processo dell'applicazione specifica.
④ Il grado di legatura deve essere determinato in base alla tabella completa di saldabilità requisiti specificati nelle condizioni tecniche
Prestare attenzione al sistema di leghe del metallo saldato, al ruolo della composizione specifica della lega nel sistema di leghe e considerare i requisiti di prestazione di servizio e i requisiti di saldabilità del processo.
1) Corrosione intergranulare di giunti saldati
2) Infragilimento di giunti saldati, infragilimento ad alta temperatura, infragilimento di fase σ, infragilimento a 475 ℃.
Smorzamento delle vibrazioni, assorbimento dell'olio e resistenza all'usura.
Le proprietà della ghisa dipendono principalmente dalla forma, dalle dimensioni, dalla quantità e dalla distribuzione della grafite; anche la struttura della matrice ha una certa influenza.
Matrice F + grafite sferica;
Ghisa grigia: Matrice F + scaglie di grafite;
Ghisa a grafite vermicolare: matrice + grafite vermicolare;
Ghisa malleabile: Matrice F + grafite flocculante.
No, durante la saldatura, anche se la corrente è piccola, la proporzione di metallo base nella prima saldatura è 25% - 30%.
Se calcolato in base a C = 3% nella ghisa, il contenuto di carbonio nella prima saldatura è 0,75% - 0,9%, che appartiene a acciaio ad alto tenore di carbonio.
Alto carbonio martensite appare subito dopo il raffreddamento della saldatura e la ZTA di saldatura presenta una struttura bianca, difficile da lavorare.
La colata fusa viene preriscaldata a 600-700 ℃, quindi saldata allo stato plastico. La temperatura di saldatura non è inferiore a 400 ℃.
Per prevenire le cricche durante la saldatura, il trattamento di distensione e il raffreddamento lento vengono eseguiti subito dopo la saldatura.
Questo processo di riparazione della ghisa è chiamato arco saldatura termica.
Si parla di saldatura semi-calda quando la temperatura di preriscaldamento è di 300-400 ℃.
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