金属焊接性及其影响因素分析

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：工艺焊接性是通过金属材料焊接性试验来实现，而使用焊接性则通过焊接工艺评定来实现。例如，钛金属在焊接过程中，400℃以上的区域都要用惰性气体保护，否则，该温度区域的钛金属氧化，力学性能变差，因此，焊接钛金属比焊接低碳钢要难得多。如钛金属用真空电子束焊接方法很容易获得高质量的焊缝，而用氩弧焊方法焊接，需要设计一套保护装置，在焊接过程中，将400℃以上的区域进行氩气保护，防止钛金属的氧化。

1.金属焊接性

金属焊接性是金属材料对焊接加工的适应能力，主要是指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度；或该焊接接头能否在限定的施工条件下安全运行的一种评价尺度。通俗地说：金属焊接性是指金属材料在一定的工艺条件下“好焊不好焊”和已焊成的焊接接头的“可用性”及“可靠性”。

2.金属工艺焊接性与使用焊接性

从金属焊接性概念可以看出，焊接性包括工艺焊接性和使用焊接性两部分。工艺焊接性是指在一定的工艺条件下，焊接该金属材料时产生焊接缺陷的倾向性和严重性。使用焊接性是指该材料的焊接接头或整体焊接结构能否满足技术条件所规定的各种使用性能要求。工艺焊接性是通过金属材料焊接性试验来实现，而使用焊接性则通过焊接工艺评定来实现。

3.影响金属工艺焊接性的因素

（1）材料因素母材本身的化学成分、组织状态、力学性能等都对母材的焊接性起着决定性的作用。例如，钛金属在焊接过程中，400℃以上的区域都要用惰性气体保护，否则，该温度区域的钛金属氧化，力学性能变差，因此，焊接钛金属比焊接低碳钢要难得多。通常，理化性能和晶体结构相接近的金属材料比较容易用焊接工艺连接。

（2）工艺因素工艺因素包括所采用的焊接方法、焊接工艺规程（如预热、焊接热输入、焊接顺序、后热等）和焊后热处理等，这些都会影响金属材料的焊接性。如钛金属用真空电子束焊接方法很容易获得高质量的焊缝，而用氩弧焊方法焊接，需要设计一套保护装置，在焊接过程中，将400℃以上的区域进行氩气保护，防止钛金属的氧化。所以，钛金属的真空电子束焊接性要比氩弧焊好。

（3）结构因素焊接结构的焊缝分布、结构刚度大小、拘束应力大小和方向等，都将影响焊接接头的裂纹倾向。因此，在焊接结构设计中，在保证结构强度的前提下，尽量减少焊缝的数量、减少交叉焊缝的数量、减少焊接接头的刚度、减少造成焊接应力的各种因素等是改善工艺焊接性的重要措施。

4.焊接性试验方法的分类

焊接性试验方法有两种，一是间接法焊接性试验：以钢材的含碳量和合金元素的种类及含量折合成相当碳量（碳当量）来评价焊接性。二是直接法焊接性试验：利用焊件采用拘束法或y形坡口对接裂纹试验法来评价焊接性。

5.焊接性试验的内容

1）评定焊接试验件焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力。

2）评定焊接试验件焊缝金属抵抗热裂纹的能力。

3）评定焊接接头试验件抵抗脆性断裂的能力。

4）评定焊接接头的使用性能。