金属的焊接性
金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。其含义:一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷;二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。评价标准:如果某种金属采用简单的焊接工艺就可获得优质焊接接头并且具有良好的使用性能或满足技术条件的要求,就称其焊接性好;如果只有采用特殊的焊接工艺才能不出缺陷,或者焊接热过程会使接头热影响区性能显著变坏以至不能满足使用要求,则称其焊接性差。
影响焊接性的因素:(1)材料因素:材料是指用于制造结构的金属材料及焊接所消耗的材料。前者称为母材或基本金属,即被焊金属。后者称为焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等。材料因素包括化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。其中化学成分(包括杂质的分布与含量)是主要的影响因素。碳对钢的焊接性影响最大。含碳量越高,焊接热影响区的淬硬倾向越大,焊接裂纹的敏感性越大。也就是说,含碳量越高焊接性越差。除碳外钢中的一些杂质如氧、硫、磷、氢、氮以及合金钢中常用的合金元素锰、铬、钴、铜、硅、钼、钛、铌、钒、硼等都不同程度地增加了钢的淬硬倾向使焊接性变差。若焊接材料选择不当或成分不合格,焊接时也会出现裂纹、气孔等缺陷,甚至会使接头的强度、塑性、耐蚀性等使用性能变差。(2)设计因素:设计因素是指焊接结构在使用中的安全性不但受到材料的影响而且在很大程度上还受到结构形式的影响。例如结构刚度过大或过小,断面突然变化,焊接接头的缺口效应,过大的焊缝体积以及过于密集的焊缝数量,都会不同程度地引起应力集中,造成多向应力状态而使结构或焊接接头脆断敏感性增加。(3)工艺因素:工艺因素包括施焊方法(如手工焊、埋弧焊、气体保护焊等)、焊接工艺(包括焊接规范参数、焊接材料、预热、后热、装配焊接顺序)和焊后热处理等。在结构材料和焊接材料选择正确、结构设计合理的情况下工艺因素是对结构焊接质量起决定性作用的因素。(4)使用因素:使用因素指焊接结构的工作温度、负荷条件(动载、静载、冲击、高速等)和工作环境(化工区、沿海及腐蚀介质等)。一般来讲环境温度越低钢结构越易发生脆性破坏,承受交变载荷的焊接结构易发生疲劳破坏。