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1、一、焊接母材材質(zhì)分析1、Q235鋼Q235是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，產(chǎn)量大，應(yīng)用之廣。大量用于建筑及工程結(jié)構(gòu)。用以制作廠房房架、高壓輸電鐵塔。橋梁、車輛、鍋爐。容器、船舶等，也大量用作對(duì)性能要求不高的機(jī)械零件。Q235鋼的化學(xué)成分中，含碳量為0.12%~0.22%。含錳量為0.30%~0.65%，含磷量≤0.045%，含硫量≤0.035%~0.05%,含硅量≤0.30%。在力學(xué)性能上表現(xiàn)出的屈服強(qiáng)度235~300MP，抗拉強(qiáng)度380~470MP延伸率25~27%。Q235鋼含碳量低，合金元素少，塑性變形降低應(yīng)力的能力較弱，在一般的焊接中不必預(yù)熱，焊接性好。2、1Cr18Ni19不銹
2、鋼3、1Cr18Ni19不銹鋼是奧氏體不銹鋼的一種。其化學(xué)成分中，碳含量≤0.15%，含硅量≤1.00%，含錳量為≤2.0%，含磷量≤0.035，含硫量≤0.030%，鎳含量為8.0~10.0%，鉻含量為17.00~19.00%,抗拉強(qiáng)度550~700Mpa,屈服強(qiáng)度250~300Mpa,延伸率35~50%。①1Cr18Ni19不銹鋼的物理性能，它的導(dǎo)熱系數(shù)大約只有低碳鋼的一半，而線膨脹系數(shù)卻大得多，所以焊后在接頭中會(huì)產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。②1Cr18Ni19奧氏體不銹鋼的成分，如碳、硫、鎳等會(huì)在熔池中形成低熔點(diǎn)共晶。如：硫與鎳形成的Ni3S2熔點(diǎn)為645oC，而Ni-Ni3
3、S2共晶的熔點(diǎn)只有625oC。③1Cr18Ni19奧氏體不銹鋼的液、固相線的區(qū)間較大，結(jié)晶時(shí)間較長(zhǎng)，且奧氏體結(jié)晶的枝晶方向性強(qiáng)，所以雜質(zhì)偏析現(xiàn)象比較嚴(yán)重。綜合上所述，1Cr18Ni19奧氏體不銹鋼焊接時(shí)比較容易產(chǎn)生焊接熱裂紋，包括焊縫的縱向和橫向裂紋、火口裂紋、打底焊的根部裂紋和多層焊的的層間裂紋等。在焊接時(shí)，由于1Cr18Ni19奧氏體不銹鋼在焊接時(shí)容易產(chǎn)生焊接熱裂紋和晶間腐蝕等缺陷。因此，在焊條電弧焊時(shí)，應(yīng)選用焊條EO-19-10Nb-15或EO-19-10Nb-160.首先該種焊條含碳量低，約為0.05%~0.07%，因?yàn)樘际窃斐删чg腐蝕的主要元素，同時(shí)，碳也是造成焊
4、接熱裂紋的元素之一，碳在奧氏體不銹鋼中易形成低熔點(diǎn)共晶。其次，該焊條中的鈮于1Cr18Ni19奧氏體不銹鋼中的碳的親和力比鉻強(qiáng)，能夠與碳合成穩(wěn)定的碳化物，從而避免石奧氏體晶界造成負(fù)鉻，對(duì)提高抗晶間腐蝕能力起到很好的作用。其三，該種焊條中鉻含量，能在焊縫中形成鐵素體組織。其四，該種焊條是堿性焊條低氫型藥皮，有利于抗裂性較高，防止焊接熱裂紋的產(chǎn)生。二、工藝分析從以上的材質(zhì)性能分析中可以看出，要石1Cr18Ni19奧氏體不銹鋼與Q235鋼實(shí)施焊接，確保報(bào)時(shí)保量，還需采取以下幾條針對(duì)性的工藝措施。1、防止焊縫熱裂紋產(chǎn)生和產(chǎn)生脆性層的措施。低碳鋼與奧氏體不銹鋼的焊接性主要取決于奧氏體
5、不銹鋼。其Q235鋼與1Cr18Ni19兩者的導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)和化學(xué)成分有較大的差異，所以焊接接頭的成分和性能的變化很復(fù)雜。（1）焊接Q235鋼與1Cr18Ni19鋼的焊縫，是由于不同類型的母材和填充材料混合而成，由于Q235鋼熔入焊縫，則焊縫的合金成分被沖淡，這種現(xiàn)象稱為母材對(duì)焊縫的稀釋作用。在Q235鋼與1Cr18Ni19鋼的焊縫中，由于稀釋作用，焊縫中奧氏體形成元素含量降低，焊縫出現(xiàn)馬氏體組織從而是焊接接頭的脆性增大，容易產(chǎn)生裂紋。為了克服母材對(duì)焊縫稀釋作用，在焊接生產(chǎn)中采取如下措施：①嚴(yán)格控制母材的熔合比，焊接Q235鋼與1Cr18Ni19鋼時(shí)，應(yīng)將熔合比控制3
6、0%以下，這樣不但能防止母體材料對(duì)焊縫的稀釋作用，而且可獲得奧氏體+鐵素體雙相組織，使焊縫執(zhí)行性能量顯著提高。②焊接時(shí)采用過(guò)渡層焊接Q235鋼與1Cr18Ni19鋼時(shí)，可選在Q235鋼的坡口表面，用含鉻鎳量高的焊條堆焊一層奧氏體過(guò)度層，然后將過(guò)渡層再與1Cr18Ni19鋼進(jìn)行焊接，過(guò)渡層的厚度在5-6mm即可。（2）焊接Q235鋼與1Cr18Ni19鋼時(shí)，由于熔池邊緣液態(tài)金屬較低，流動(dòng)性較差，受到的機(jī)械力攪拌作用也比較小，因此在熔池邊緣外，熔化的母材和填充金屬不能充分的混合，結(jié)果母材占的比例較大，而且越靠近熔合線母材比例越大，尤其是小電流焊接時(shí)更為明顯。這樣Q235鋼母材一
7、側(cè)熔合區(qū)中容易與焊縫內(nèi)部金屬成分不同的脆性層，寬度為0.2-0.6mm,其組織由奧氏體和馬氏體組成。這種高硬度馬氏體脆性層，使焊縫的塑性和韌性顯著下降，甚至導(dǎo)致熔合區(qū)的破壞。在焊接生產(chǎn)中，常用下列措施：①在滿足工藝要求前提下，選用大電流焊接。焊接Q235鋼與1Cr18Ni19鋼時(shí)，采用大電流焊接，增加熔池的攪拌作用和熔池邊緣金屬流動(dòng)性，從而改善了結(jié)晶條件，使熔合區(qū)脆性層的寬度減小。②選用鎳量高的填充材料。生產(chǎn)實(shí)踐表明，填充材料中含鎳量對(duì)熔合區(qū)的脆性層影響很大，而鉻的影響較小，選用奧氏體能力較強(qiáng)的填充材料脆性層將顯著
