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我們知道,焊接接頭是由焊縫、熔合區(qū)和焊接熱影響區(qū)組成,是一個成分、組織和性能都不一樣的不均勻體,其組織和性能存在著極大的不均勻性。因此,必須采取措施加以控制,改善焊接接頭的性能。
一、材料的匹配
材料的匹配主要是焊接材料的選用。焊接材料與母材不同的匹配將會影響焊縫金屬的化學成分和性能,但不影響熱影響區(qū)的組織和性能。
對于低碳鋼、低合金高強度結構鋼、低溫鋼,一般不要求焊縫金屬與母材成分一樣,而是要求力學性能與母材相同。為提高焊縫的抗裂性,應減少焊縫中碳和硫、磷等雜質元素的含量。為提高焊縫的塑性和韌性,一般在焊接材料中加入碳化物或氮化物的形成元素,如鉬、、釩、鈦、鋁等,以細化焊縫組織。
對于耐熱鋼和不銹鋼,為保證焊縫具有與母材相近的高溫性能和耐腐蝕性能,其焊接材料的化學成分應與母材大致相同。對于奧氏體不銹鋼,為提高抗裂性,防止熱裂紋,常在焊接材料中加入一些鐵素體形成元素,以獲得雙相組織。
二、控制熔合比
熔焊時,被熔化的母材在焊縫金屬中所占的百分比,稱為熔合比。
熔合比只對焊縫金屬的化學成分有影響,只影響焊縫金屬的性能。
當焊接材料與母材的化學成分基本相同時,熔合比對焊縫和熔合區(qū)的性能無明顯影響。當母材中合金元素較少,焊接材料中合金元素較多時,在這些合金元素對改善焊縫性能起關鍵作用情況下,應控制熔合比小一些,否則熔合比增加會導致焊縫性能下降。當母材中含合金元素較多,而焊接材料合金元素較少時,如果這些合金元素對改善焊縫性能有利,則增加熔合比可提高焊縫的性能。
當母材中碳和硫、磷的含量較多時,應減少熔合比,以減少碳、硫、磷進入焊縫,提高焊縫的塑性和韌性,防止產(chǎn)生裂紋。
在生產(chǎn)中,常常通過調節(jié)焊接坡口的大小來控制熔合比。不開坡口,熔合比最大。坡口越大,熔合比越小。
