耐磨钢的焊接性

耐磨钢的焊接性
金属的焊接性是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下,获得优质焊接接头的难易程度。

焊接性包括两个方面:一是工艺焊接性,主要指焊接接头产生工艺缺陷的倾向,尤其是出现各种裂纹的可能性;二是使用焊接性,主要指焊接接头在使用中的可靠性,包括焊接接头的力学性能及其他特殊性能(如耐热、耐蚀性能等)。衡量金属焊接性的方法通常是碳当量估算法和抗裂纹敏感性试验法。碳当量Ceq愈高,金属的可焊性愈差。

耐磨钢的焊接性是非常差的,曾一度被认为是不可焊材料。

铸态耐磨钢存在着网状碳化物和铸造应力,是不可焊的。耐磨钢必须在水韧处理后进行焊接。但水韧处理后的奥氏体钢在重新加热至250-800℃之间时,存在着碳化物析出的脆性温度区间。尤其是在500-700℃范围内较为突出。碳化物析出的形态有晶内弥散分布的细粒状、粗粒状,晶界连续、不连续或网状。一般是受热温度越高,析出的速度越快。随着受热时间的延长,碳化物析出的数量也随之增多。同时在焊接热作用下会诱发形成应变。一马氏体,这些结果都会导致耐磨钢性能的恶化。单相奥氏体组织有较高的热裂敏感性,在热影响区容易诱发液化裂纹。因此焊接时要尽最减少热输人量,缩短焊后300 - 9001高温停留时间,采取对焊接接头快速冷却的措施。另外,耐磨钢在焊接时容易产生的热裂纹包括焊缝裂纹和近缝区的液化裂纹,这是由于耐磨钢中含有 磷、硫等有害元素,磷易以低溶共晶物存在于晶界,从而增加热裂倾向,如Fe-残P共晶的熔点为1050t , Mn-Mn3P共晶的熔点为960t;,它们低于耐磨钢的熔点。硫含量虽然低,但仍有可能形成Fe-FeS等低熔共晶物。同时耐磨钢的线(膨)胀系数大,焊接后收缩量大,导热系数小,温度分布不均匀,所以焊接时会产生较大的焊接应力,给裂纹的产生提供了力学因素,促使了热裂纹的形成。

由此可见,耐磨钢的焊接性能是非常差的。

对奥氏体锰钢进行焊接时。对焊接工艺有严格的要求,无论在哪一个环节稍有不当,都很可能导致焊接失败,甚至整个工件报废。传统上的电弧焊在焊接耐磨钢时,工艺上有下列特殊要求:

(1)采用热源集中,电流小的短电弧,直流反接;
(2)采用多层、多道焊;
(3)多选用奥氏体不锈钢焊条,直径宜小,且药皮为碱性;
(4)焊后迅速用水激冷和锤击。

上述工艺要求的目的是将耐磨钢焊接热影响区的碳化物析出降低到最低水平。但不可能完全抑制。

 焊接接头的裂纹状况、力学性能及过热区的碳化物析出量和形态已成为衡量耐磨钢焊接性好坏的直接性指标。与其他钢一样,耐磨钢的焊接性不是一成不变的,随着焊接新方法的引入,焊接工艺的改进,焊条和药皮的更新,耐磨钢的焊接性会变得越来越好。

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