耐磨鋼的焊接性特點(diǎn)

耐磨鋼的焊接性特點(diǎn)

壞縫結(jié)晶裂紋和近縫區(qū)液化裂紋
焊縫結(jié)晶裂紋和近縫區(qū)的液化裂紋,郴屬于熱裂紋.是在焊接時高溫下產(chǎn)生的。結(jié)晶裂紋是在焊縫結(jié)晶過程中.在固相線附近,由干凝固金屬的收縮,剩余液體金屬的低熔點(diǎn)共晶不能及時填充,在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生的開裂;液化裂紋是由于焊接熱作用,使母材近縫區(qū)的低熔點(diǎn)共晶被重新熔化,在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生的開裂。這兩種裂紋都是沿奧氏體晶界的開裂,產(chǎn)生機(jī)理基本相同。結(jié)晶裂紋較多出現(xiàn)在焊道或熄弧的火口處,液化裂紋大多產(chǎn)生在毋材的近縫區(qū)處。

高錳鋼的近縫區(qū)液化裂紋是一種沿奧氏體晶界開裂的微裂紋,它的尺寸很小,一般都在1 mm以下,個別可達(dá)2 mm,焊條電弧焊時,因焊接熱輸人的不fp1,會在靠近熔合區(qū)的近縫區(qū)處產(chǎn)生不同程度的裂紋。氣休保護(hù)焊時,裂紋多產(chǎn)生于指狀焊縫肩部凹陷部位的近縫區(qū)處,開裂的嚴(yán)IR程度也受焊接熱輸人的影響。近縫試液化裂紋尺寸很小一般不會導(dǎo)致接頭的立即破壞,而是作為一種隱患存在于焊縫與母材的連接部位,或是由于后續(xù)焊道的熱影響,使已產(chǎn)生液化裂紋的材料變脆,二者疊加將會給焊接質(zhì)量帶來大的影響。所以高錳鋼焊后應(yīng)當(dāng)做到不出現(xiàn)或少出現(xiàn)液化裂紋.

一般認(rèn)為液化裂紋的形成,是由冶金因素和力學(xué)因素共同作用的結(jié)果。液化裂紋產(chǎn)生于脆性溫度區(qū),處于該區(qū)內(nèi)的母材近縫tx.由于存在低熔組成物,粼性和強(qiáng)度都急劇卜降,如圖8-3所示。在加熱過程中,金屬塑性在AT,范圈內(nèi)發(fā)生了陡降,即從品間低熔組成物開始熔化的溫度到它全部熔化的溫度范圍。也是從塑性最高的溫度到無塑性溫度幾這一溫度范圍(AT.)。在冷卻過程中,由于過冷,使9性恢復(fù)的溫度總是低于加熱時塑性開始下降的溫度。所以冷卻過程的脆性m度區(qū)AT,比加熱時△乙要大,處于薄弱狀態(tài)的晶間將在更長的時間內(nèi)承受應(yīng)變,為產(chǎn)生裂紋提供更為有利的條件。因此.脆性溫度區(qū)AT,的大小是判斷液化裂紋傾向的一個重要指標(biāo)。

產(chǎn)生近縫區(qū)液化裂紋的必要條件是力的作用。高錳鋼焊接時的力主要來自兩方面一是由于焊接結(jié)構(gòu)自身拘束條件所造成的應(yīng)力,它與結(jié)構(gòu)本身的剛度、焊縫位置,焊接順序等因素有關(guān);另一方面是在焊接不均勻加熱和冷卻過程中所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。焊接時接頭區(qū)由于受熱而發(fā)生膨脹,因而承受壓應(yīng)力;冷卻時由于收縮又承受拉應(yīng)力,直到焊接結(jié)束將會產(chǎn)生不同程度的殘余應(yīng)力。這種應(yīng)力的大小與母材和填充材料的熱物理性能有關(guān)。高錳鋼的導(dǎo)熱能力很差,約是低碳鋼導(dǎo)熱能力的1/5一1/6。而高錳鋼受熱后的膨脹能力卻高于低碳鋼,約為低碳鋼的1.6倍。

由于高錳鋼的線膨脹系數(shù)大和導(dǎo)熱性能差,焊接時造成局部產(chǎn)生大的熱應(yīng)力,在該應(yīng)力作用下,已液化部位易形成液化裂紋。

為了防止液化裂紋,必須降低高錳鋼毋材中S,P含盆。如冶煉之前對原材料的精選,采取一定的脫硫、脫磷措施。水韌處理時的溫度、時間也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制,目的是控制其晶粒度,防止粗大的晶較加劇雜質(zhì)向晶界的分配,增大液化裂紋的傾向。

焊接熱輸人對高錳鋼近縫區(qū)液化裂紋影響較大,熱輸人越大,毋材近縫區(qū)超過低熔共晶溫度范圍的寬度越寬.液化裂紋的傾向增加。另外,焊接熱輸人大.使高溫停留時間長,高溫下的順性、強(qiáng)度恢復(fù)得慢.在液化溫度內(nèi)存在時間長,加速液化裂紋的發(fā)展。表8-6是焊條電弧焊時焊接熱輸人及冷卻條件對高錳鋼液化裂紋的影響。可見,采用小的焊接熱輸人,可加速焊接接頭的冷卻,以降低高錳鋼液化裂紋的傾向。

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