铝-钢异种材料的焊接
铝-钢异种材料的焊接
铝合金具有密度小、耐蚀性好、导电性及导热性高等优良特性，使用铝合金来代替钢能够大大降低焊接结构的质量。而钢具有良好的焊接性和力学性能，铝-钢焊接结构已广泛应用于汽车、轮船制造等行业。
铝的熔点为660℃，比钢低700-900℃，在焊接时，熔点低的铝先熔化，此时钢仍未熔化，由于铝与钢的密度差别较大，熔池中的铝会浮在钢上面，冷却后会造成焊缝成分的不均匀；铝和钢之间的线膨胀系数相差较大，会导致在焊接接头中产生较大残余应力，会导致产生焊接裂纹。
为实现铝-钢的可靠连接就需要克服铝及铝合金表面的氧化膜对连接的阻碍作用，以及使铝合金与钢的界面上不生成或减少脆性金属间化合物。现有的焊接方法是：
1、压焊
压焊就是在焊接过程中，对焊件施加压力（加热或不加热）以完成焊接的方法。在焊接铝和钢时，常用爆炸焊、磁脉冲焊、搅拌摩擦焊、扩散焊等方法。
2、熔钎焊
异种钢焊接方案11
发放编号文件编号 山东胜星化工150万吨常减压装置 异种钢焊接 焊接方案 山东淄建集团工业设备安装分公司 2014-07-22
焊接（方案）报审表
1、适用范围 本作业指导书适用于减压塔到减压炉DN800复合管与不锈钢管焊接作业。 2、引用标准 DL/T 869—2004《火力发电厂焊接技术规程》 DL/T 868—2004《焊接工艺评定规程》 DL/T 679—1999《焊工技术考核规程》 DL/T 820—2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》 DL/T 821—2002《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》 JB3223-96《焊条质量管理规程》 DL5009.1-2002《电力建设安全工作规程》 3、编写依据 相关图纸及说明 公司《焊接工艺评定》 4、工程概况 4.1工程简介 本工程位于广饶大王，150万吨常减压装置 5、作业准备和条件 5.1人员 5.1.1施焊人员 施焊人员必须经培训考试合格，持有相应项目的合格证，焊前进行相应的仿样合格。 5.2焊接工、机具 5.2.1焊机 焊机选用ZX7－400S型逆变弧焊整流器。 5.2.2焊接工具 焊枪选用QQ—85°/150A型。 氩气减压器选用AT—15型。 5.3焊接材料 5.3.1焊条和焊丝 焊工凭班（组）长、技术员填写的焊接任务单到材料库领取焊接材料。合金焊接材
料需经焊接技术人员或质检人员签字方可发放。 焊条使用前应按照说明书的要求进行烘焙，并且重复烘焙次数不得超过2次；焊条领用后应装入保温筒，随用随取，保持焊条的温度和干燥度。 领取焊条时要求认真检查焊条外观，不得使用药皮破裂或药皮脱落的焊条；并核实所领用的焊条是否与焊接任务单上的一致。 当班未用完的焊条要求交回材料库统一保管。严格执行焊接材料发放和回收的有关规定。 5.3.2氩气 所用氩气的纯度不得低于99.95%。氩气瓶集中放置在专用的瓶架上。 氩气皮管布置整齐、不影响通道，同时要防止人员、机具和材料挤压氩气皮管，以免影响氩气保护效果。 5.3.3钨极 选用铈钨极，牌号为Wce-20，规格为2.0mm。 5.4焊前准备 氩气瓶、焊接设备必须尽量靠近施焊位置，以利焊工操作，为保证焊接质量、节约氩气创造条件。 焊工上岗前领取氩气皮管、工具包、焊条保温筒、焊接清理工具如榔头、錾子和钢丝刷等。 焊工还需配备专用扳手和防护眼镜。 施焊前准备钨极，钨极放入专用的钨极盒内。 检查焊枪和氩气皮管是否漏气。 氩气减压器、焊机电流表和电压表等必须符合公司计量管理的要求。 5.5防风、防雨措施 由于施工区域多雨、多雾，风大，必须采取相应的防风、防雨措施；高温天气作业时，防止气瓶爆炸。 5.6焊前清理 厂家供应的设备应检查坡口是否符合要求，是否在运输过程中被损坏。焊前必须将坡口和坡口两侧10~15mm范围内的铁锈、油、漆、污垢等清理干净，直至发出金属光泽。 要求坡口处母材无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等缺陷，用手触摸光滑不刮手。
铝与异种金属的焊接
第四节铝与异种金属的焊接 现代工业对零部件的性能提出了更高的要求，如耐蚀性、导电性、导热性、磁性、熔点、硬度及耐磨性、低温韧性、耐高温持久强度等多方面的性能。有些情况下，任何一种金属材料都不可能全面满足使用性能要求，或者即使某种金属比较理想，却由于十分稀贵，不能在工程实际中大量应用。当需要制作一个在不同工作部位上具有不同性能的机件或构件，却找不到一种同时都能满足这些性能要求的金属材料时，最合理而又经济的办法是：对任何一个部位都根据其最重要的工作性能，选择相对最合适的金属材料制作，然后用焊接方法把这些各具特殊性能的金属材料连接成一个整体。这种把化学性能或物理性能有差异的金属焊接在一起的工艺过程称为异种金属焊接。 目前，在石油化工、能源、机车车辆、海洋开发、军工及航窑航天技术等方面，越来越多的铝与异种金属韵焊接结构投入了实际应用。主要有铝与铜、铝与钛、铝与钢及不同型号铝合金之间的焊接。 异种金属的焊接要比同种金属焊接困难和复杂：不同母材之间、母材与填充金属之间的相互作用是不同的，这给焊接带来了冶金上的困难；又有因物理性能上存在差异带来焊接工艺上的困难。 一、铝与铜的焊接 铝和铜导电性能都很好，都是常用于制造导电体的材料。铝比铜的密度小（属于轻金属），价格便宜，许多场合需要以铝代铜，因此常常需要将铝、铜连接起来，铝-铜接头广泛用于化工、电器和制冷工业中。铝与铜之间采用机械连接是不可靠的，需用焊接方法连接。
从表2-4-1中可以归纳出铝与铜的以下几点特性： 1.铝与铜的特性 表2-4-1 铝和铜的物理性能及主要力学性能 （1）铝和铜的导电及导热性很好。在所有金属中，铜居第二位，铝居第四位。 （2）铝和铜都是面心立方品格，具有极好的塑性，因此都能够通过冷、热压力加工。 （3）铝与铜在液态时相互无限固溶，固态时有限固溶。 （4）铝和铜在液态时流动性都很大。 （5）铝的强度比铜低得多。铝在550℃以上强度显着降低。虽然铝可经冷变形加工硬化提高强度，但同时塑性也会下降。
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究 摘要：搅拌摩擦焊是一种新型的固相方法，在异种材料连接方面有广阔的应用前景。本文从搅拌摩擦的工艺、性能及组织三方面分别介绍了铝-钢搅拌摩擦焊的研究进展，为其深入研究提供了依据。采用搅拌摩擦焊，异种金属铝-钢可以实现连接，但工艺参数选择范围较小，钢置于前进边时,铝-钢更易连接。由于铝-钢物理性能的差异，二者流动状态不同，焊核两侧呈现不同结构，接头的力学性能由于脆性金属间化合物的存在而降低。通过改变热输入或添加第三组元等微量元素的办法可以改善接头的力学性能。 前言 在航空航天、交通运输、船舶制造等工业中，为了减轻重量、节约能源、降低成本、满足不同的工作条件, 异种材料的焊接技术日益受到人们的重视[1]。利用铝及铝合金密度小（大约是钢的1/3），耐腐蚀性、导热率和导电性好的优势，用铝合金代替钢可以减轻结构件的重量，在重型装备轻量化方面具有良好应用前景，然而如何解决铝-钢异种材料间的连接是决定其安全使用的关键问题。 目前，铝-钢的主要连接方法有熔焊中的爆炸焊[2]、焊[3]、熔钎焊[4], 还有固相连接的摩擦焊[5]。通常爆炸焊接只适用于铝-钢复合板。采用激光焊和熔-钎焊时，由于铝和钢的熔点、导热性能差异很大，在接头过渡区容易形成多种脆性的金属间化合物，无法获得高质量的接头。旋转摩擦焊焊接铝-钢又只适用于柱形材料，接头受限制。以上各种方法都难以保证制备出质量良好的铝-钢焊接接头，限制了其大规模应用。 搅拌摩擦焊（friction stir welding, FSW）是一种新型的固相连接方法，具有高效、环保、热变形和残余应力小等综合优点[6]。它是利用搅拌头和工件之间的摩擦热，一般低于母材的熔点，因此焊接过程中工件没有熔化，与传统的焊接方法相比，能够有效避免气孔、裂纹等组织缺陷。此外，搅拌摩擦焊基本不受材料物理化学性能、机械性能及晶体结构等因素的影响，对克服不同材料性能差异带来的焊接困难具有极大的优势[7]，因此在异种金属连接中具有广阔前景，相关机理研究也越来越受到重视。本文将从工艺、组织、性能三分面分析铝-钢搅拌摩擦焊的研究现状。 1铝-钢工艺过程及参数 1.1搅拌头 在搅拌摩擦焊中，搅拌头的尺寸和形状对焊缝成形质量和金属流动有重要的影响。在铝-钢的搅拌摩擦焊过程中，由于钢的硬度较大，且熔点为1500℃左右，因此对搅拌头的材料提出了更高的要求，即具有良好的耐高温及耐磨性以提高搅拌头的使用寿命。合适材料的搅拌头能够增加摩擦，提高热量的输入，有利于焊缝金属塑化和提高焊接质量。据文献显示，可用作铝-钢搅拌摩擦焊的搅拌头材料很多, 如热处理的工具钢[8]、钢[9,10,11]、镍基合金[12]、wc-co合金钢[13]等。
常用异种钢焊接选用的焊接材料38282
常用异种钢焊接选用的焊接材料 接头钢号 焊条电弧焊钨极氩弧焊埋弧焊CO 2 气体保护焊型号牌号牌号焊丝钢号焊剂型号焊剂牌号焊丝钢号 Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与16Mn、16MnR E4303 E4315 （GB/T5117） J422 J427 TIG—J50 TG—50 H08MnSiA H08A H08MnA （GB/T14957） HJ401—H08A （GB/T5293） HJ431 H08MnSiA （GB/T14958） Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与15MnVR、15MnNbR、 20MnMo E4315 E5015 （GB/T5118） J427 J507 H08Mn2SiA H10MnSi （GB/T14957） H08MnA （GB/T14957） HJ401—H08A （GB/T5293） HJ431 H08Mn2SiA （GB/T14958） Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与13MnNiMoNbR、18MnMoNbR、20MnMoNb、07MnMoVR E4315 E5015 （GB/T5118） J427 J507 H08Mn2SiA H10MnSi （GB/T14957） H08MnA （GB/T14957） HJ401—H08A （GB/T5293） HJ431 H08Mn2SiA （GB/T14958） Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与12CrMo、12CrMoG、15CrMo、15CrMoG、15CrMoR、14Cr1Mo、14Cr1MoR、12Cr1MoV、12Cr1MoVG E4315 E5015 （GB/T5118） J427 J507 H08Mn2SiA H10MnSi （GB/T14957） H08MnA （GB/T14957） HJ401—H08A （GB/T5293） HJ431 H08Mn2SiA （GB/T14958）E309—15 （GB/T983） A307 Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与12Cr2Mo、12Cr2MoG、12Cr2Mo1、12Cr2MoR、 E309—15 （GB/T983） A307 H1Cr24Ni13 HJ260 Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与1Cr5Mo E4315 （GB/T5118） J427 H10MnSi （GB/T14957） H08MnA （GB/T14957） HJ401—H08A （GB/T5293） HJ431 H08Mn2SiA （GB/T14958）E309—15 （GB/T983） A307 H1Cr24Ni13 HJ260
异种钢焊接三种匹配
不同匹配SA335P91/12Cr1MoV异种钢接头力学性能研究/Study on the mechan ical properties of welded joints o f Heterogeneous steels (SA335P91 a nd 12Cr1MoV) 随着电力工业的迅速发展，我国火电机组现在主要为300MW，600MW级的亚临界压力机组。在主蒸汽运行温度为540℃和工作压力为16MPa或24MPa时，采用传统的12Cr1MoV耐热钢已经不能满足使用要求，目前广泛采用进口的SA335P91钢，虽然SA335P91钢能够满足生产实际要求，但价格昂贵，生产中必然面临SA335P91/12Cr1MoV异种钢的焊接问题。目前生产中通常采用低匹配(焊接材料的强度与低强度12Cr1MoV母材的强度相近为低匹配)，中匹配(所选用焊接材料的强度介于两侧母材强度之间为中匹配)和高匹配(所选用焊接材料的强度与高强度SA335P91母材的强度相近为高匹配)进行施工，三种匹配哪种更佳是生产中最为关心的问题，所以合理评估三种匹配的性能无疑具有非常现实的意义。通过用光学显微镜、扫描电镜、电子拉伸、示波冲击、硬度等试验方法对SA335P91/12Cr1MoV异种钢高、中、低三种匹配的焊接接头的组织和性能进行了系统地研究，结果表明： SA335P91/12Cr1MoV异种钢三种匹配的焊缝组织均为回火索氏体，SA335P91母材组织为回火索氏体，12Cr1MoV母材组织为铁素体＋珠光体。三种匹配的12Cr1MoV一侧的近缝区有脱碳层，其相对应的焊缝金属有增碳层，低匹配脱碳层窄，中匹配脱碳层较宽，高匹配脱碳层最宽。三种匹配的焊接接头焊缝金属的维氏硬度均高于两侧母材，高匹配的力学性能不均匀程度最严重，其次为中匹配、低匹配。三种匹配的异种钢焊接接头室温具有良好的塑性，随着温度的增高，三种匹配焊接接头的屈服强度、抗拉强度均降低，断面收缩率和延伸率均上升，静力韧度下降，其中高匹配的静力韧度下降最为显著。低匹配、中匹配、高匹配的异种钢焊接接头其焊缝金属的脆性转变温度(FATT)分别为7 8℃、79℃、91℃。SA335P91/12Cr1MoV异种钢高、中、低三种匹配的焊接接头的综合性能为低匹配焊接接头最佳、中匹配次之、高匹配最差。
异种钢焊接
异种钢接头的焊接 1.异种钢接头定义。异种钢接头主要包括两方面概念：即不同组织（重点指奥氏 体和非奥氏体钢）钢之间的焊接；不同强度等级、不同化学成分（其组织基本类似）钢之间的焊接。其中不同组织钢材之间的焊接难度最大。 2.奥氏体和非奥氏体异种钢焊接主要有三个问题： 焊接时母材的稀释：由于母材的稀释，会出现对裂纹相当敏感的马氏体组织。例如当低碳钢、低合金钢和不锈钢焊接时，若用一般不锈钢焊材，由于焊缝金属被低碳钢或低合金钢稀释，往往会产生奥氏体和马氏体组织，而熔合线附近，会产生马氏体带；若用低碳钢或低合金钢焊材，不锈钢一侧被稀释部分及焊缝金属会产生马氏体和奥氏体组织，从而引起开裂的危险。 焊接残余应力和热应力：在焊接热循环或使用温度下，由于两种材料抗膨胀系数和导热性不同（或热膨胀系数和导热性近似，但由于强度等级不同而带来的形变差异）引起的热应力，焊接后残余应力较大且在热处理后不能消除。碳钢、低合金钢和珠光体耐热体的热膨胀系数大体相同，而奥氏体不锈钢热膨胀系数比碳钢等材料大30~50%，而导热系数却只有碳钢等材料的1/3。 碳扩散：当铁素体钢和奥氏体钢焊接后，焊接接头重复加热或高温使用时，在铁素体钢一侧，由于碳原子的迁移（扩散），使含碳量减少而形成软化带，而在奥氏体钢一侧却由于碳的过剩而形成硬化带，对于焊接碳稳定化元素不同的材料时，也应注意高温运行条件下的脱碳影响。 上述三个问题的综合作用的结果是：整个异种钢焊接接头是一个成分、组织和性能严重不均的非均匀体，是构件的局部薄弱地带，这种非均匀体在力学检验和运行中均会出现应力、变形集中和失效的局域化，因此在选择焊接材料时，要充分考虑其焊接工艺性、常温力学性能和长期运行性能，更重要的是要考虑其长期运行性能。 3.异种钢接头焊接材料的选择 不同强度等级铁素体或珠光体类型钢之间焊接：包括低合金高强度钢（18MnMoNbg等）与碳钢、一般耐热钢（12Cr1MoV等）与碳钢、高合金耐热钢（SA-213 T91等）与碳钢、一般耐热钢（12Cr1MoV等）与高合金耐热钢（SA-213 T91
铝钢异种金属自冲铆接工艺与质量评价研究
目录 摘要 ..................................................................................................................................... I ABSTRACT ....................................................................................................................... III 目录 ................................................................................................................................... V II 第一章绪论 . (1) 1.1 课题背景及研究意义 (1) 1.1.1 课题研究背景 (1) 1.1.2 课题研究意义 (2) 1.2 自冲铆接技术的研究及发展现状 (3) 1.2.1 自冲铆接工艺研究现状 (3) 1.2.2 自冲铆接质量监测研究现状 (7) 1.3 本文主要研究内容 (8) 第二章自冲铆接工艺及试验系统 (10) 2.1 自冲铆接工艺 (10) 2.1.1 自冲铆接工艺过程 (10) 2.1.2 自冲铆接工艺特点 (12) 2.1.3 自冲铆接工艺参数 (12) 2.1.4 传统的铆接接头质量评价方法 (13) 2.2 自冲铆接试验设备及材料选取 (15) 2.2.1 自冲铆接试验设备 (15) 2.2.2 试验材料和关键要素的选取 (17) 2.3 自冲铆接试验质量评价方法 (19) 2.3.1 准静强度试验 (19) 2.3.2 铆接接头几何观测法 (20) 2.4 本章小结 (21) 第三章基于正交试验设计的自冲铆接工艺优化 (22) 3.1 正交试验设计方法 (22) 3.1.1 正交试验设计基本原则 (22) 3.1.2 数据分析方法 (23) 3.2 自冲铆接正交试验方案设计 (27) 3.2.1 确定试验考察的水平和因素 (27) 3.2.2 表头设计 (28) 3.3 试验结果分析 (29) 3.3.1 AA6061-T6+DP590自冲铆接接头的正交实验结果与分析 (29) 3.3.2 AA6061-T6+DP780自冲铆接接头的正交实验结果与分析 (40) 3.3.3 两种板材组合正交实验结果对比 (49) VII
异种钢的焊接
异种钢的焊接 摘要：本文介绍了采用手工钨极氩弧焊（GTAW ）进行SA234WPB 与SA182-F304L 钢的焊接，对产生缺陷的原因进行了分析，并提出了改进意见。 关键词： 异种钢 焊接 GTAW 焊 前言 在秦山坎杜核电站1#、2#堆的管道安装中有两个重要系统：33410（停堆冷却系统）、34320（堆芯应急冷却系统），这两个系统上的管道与流量孔板连接的异种钢接头共有48道焊口要进行焊接。所有管道或管件材料为SA106GR.B 或SA234WPB ，流量孔板的材料为SA182-F304L ，其公称直径及壁厚分别为10″（273mm ）×0.718″（18.24mm ）和12″（324mm ）×0.843″（21.41mm ）。根据现场的实际安装情况，要求全部采用手工钨极氩弧焊（GTAW ）进行该对接接头（坡口为V 、J 型见图1）的根部打底焊接，所焊的焊口背面必须采用氩气（Ar ）进行保护。焊缝级别为核一级，且全部要求100%PT 、100%RT 和100%UT 检验，并执行美国ASME 标准。以下只叙述SA234WPB 和SA182-F304L 钢的焊接。 1. 焊接性 通过对资料的查找得知SA182-F304L （UNS ：S30403）属于奥氏体不锈钢，相当于国内材料00Cr19Ni10；SA234WPB 属于中、高温锻制碳钢，相当于国内材料22g 。SA234WPB 与SA182-F304L 钢的焊接相当于碳钢与不锈钢的焊接，也就是珠光体钢与奥氏体钢的焊接。 接头及坡口形式：对接接头，坡口为J 型 和V 型（由于特殊原因有些改成该型），见图1。 根据设计要求所采用的焊接材料：焊丝为ERNiCr-3（φ3.2mm ）相当于因康镍82，焊条为ENiCrFe-3（φ2.4mm ）相当于Ni307A （外方只提供该直径焊条、丝）。其母材、焊材的化学成分及力学性能见表1、表2。 由于两种钢在化学成分、金相组织和力学性能方面相差甚远，在焊接时会出现下列问题： （1） 焊缝金属的稀释 由于在珠光体钢与奥氏体钢焊接时碳钢一 侧奥氏体焊缝中的母材熔入比例及合金元素浓度的变化，使得焊缝内某点距熔合线的相对距离，一般过渡层的总宽度约为0.2～0.6mm 。焊缝靠近熔合区处的稀释率很高，铬、镍含量极低， 图1
铝和铁怎样焊接最简便
铝和铁怎样焊接最简便 常用焊接方法及特点: 一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。（1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。（2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采用搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体保护焊具有保护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？（1）焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。2）热影响区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。（2）低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。1）熔合区位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔，也称半熔化区。加热温度约为1 490～1 530°C，此区成分及组织极不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。2）过热区紧靠着熔合区，加热温度约为1 100～1 490°C。由于温度大大超过Ac3，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，使塑性大大降低，冲击韧性值下降25%～75%左右。3）正火区加热温度约为850～1 100°C，属于正常的正火加热温度范围。冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。4）部分相变区加热温度约为727～850°C。只有部分组织发生转变，冷却后组织不均匀，力学性能较差。四、什么是电阻焊？电阻焊分为哪几种类型、分别用于何种场合？电阻焊是利用电流通过工件及焊接接触面间所产生的电阻热，将焊件加热至塑性或局部熔化状态，再施加压力形成焊接接头的焊接方法。电阻焊分为点焊、缝焊和对焊3种形式。（1）点焊：将焊件压紧在两个柱状电极之间，通电加热，使焊件在接触处熔化形成熔核，然后断电，并在压力下凝固结晶，形成组织致密的焊点。点焊适用于焊接4 mm以下的薄板(搭接)和钢筋，广泛用于汽车、飞机、电子、仪表和日常生活用品的生产。（2）缝焊：缝焊与点焊相似，所不同的是用旋转的盘状电极代替柱状电极。叠合的工件在圆盘间受压通电，并随圆盘的转动而送进，形成连续焊缝。缝焊适宜于焊接厚度在3 mm以下的薄板搭接，主要应用于生产密封性容器和管道等。（3）对焊：根据焊接工艺过程不同，对焊可分为电阻对焊和闪光对焊。1）电阻对焊焊接过程是先施加顶锻压力(10～15 MPa)，使工件接头紧密接触，通电加热至塑
管板异种钢焊接工艺评定 毕业论文
目录 第一章绪论 (2) 1.1焊接技术概述 (3) 1.2现代焊接的特征 (3) 1.3异种材料焊接的发展 (4) 1.4异种材料焊接的方法 (4) 1.5异种材料焊接的工艺特点 (5) 第二章0Cr18Ni9Ti与20MnMo钢的焊接性 (6) 2.10C R18N I9T I的化学成分及力学性能介绍 (6) 2.20C R18N I9T I焊接性分析 (7) 2.30C R18N I9T I焊接缺陷的分析 (10) 2.420M N M O的化学成分和力学性能 (14) 2.5合金元素对20M N M O性能的影响 (15) 2.620M N M O的焊接性分析 (16) 2.720M N M O焊接缺陷的分析 (21) 第三章焊接方法的选择 (23) 3.1焊接方法及焊材选择 (23) 3.2焊前准备 (24) 3.3预热和焊后热处理 (25) 3.4焊接工艺参数的选择 (25) 第四章焊接检验 (26) 4.1焊接前的检验 (27) 4.2焊接过程中的检验 (27) 4.3焊后成品检验 (28) 4.4焊缝返修和合格焊缝 (28) 结论 (29) 致谢 (30) 参考文献 (31)
第一章绪论 在科学技术飞速发展的当今时代，焊接已经成功地完成了自身的蜕变。很少有人注意到这个过程何时开始，何时结束。但它确确实实地发生在过去的某个时段。我们今天面对着这样一个事实：焊接已经从一种传统的热加工技艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。而且，随着相关学科技术的发展和进步，不断有新的知识融合在焊接之中。 1.1 焊接技术概述 焊接是一种将材料永久性的连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足１克的微电子元件，在生产制造中都不同程度地应用到焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。 近年来，焊接已由一个单一的加工工艺发展成为有科学基础有广泛应用范围和前景的焊接工程和焊接产业，在这些产业中，焊接在其中占有重要地位，是决定其产品使用安全的关键。有些直接出焊接产品或在现场装焊接后投入使用，有些是作成主体结构然后在其上安装动力和机电设备后应用，有焊接结构的质量和安全保证在整体结构设计合理的情况下，主要决定与焊接联结部位的结构、材料匹配、工艺设计、先进的焊接制造工艺及设备和准确的无损检测技术，这些都决定了焊接联结部位的的内在和外观质量，形成了分布在各工业和基础设施建设部门各具特色的焊接结构行业，同时也形成了结构焊接需要的焊接设备行业和焊接材料行业。这些行业是互相关联促进的行业。焊接结构已有日新月异的发展:在装备制造业结构中用焊接结构局部或全部代替铸件或锻件结构和由局部铸件或锻件焊接成组合结构是大重型结构发展的方向，可大大节约大型铸锻车间及其设备的基本建设投资和生产过程的能源消费，同时还可缩短生产周期;在各种建筑行业广泛采用钢质焊接结构代替钢筋混凝土结构，可达到大跨度、轻自重、工厂造、设计优、工程在建周期短、环境污染少，基础费用省，折除后材料可循环使用，因而符合目
异种钢焊接技术标准4.
第四部分异种钢焊接技术标准 目次 前言 (1536) 1范围 (1538) 2引用标准 (1538) 3一般规定 (1538) 4焊前准备 (1540) 5钢材和焊接材料 (1541) 6焊接工艺_ (1541) 7焊后热处理 (1545) 8质量检验 (1545) 9技术文件 (1546) 1范围 本标准规定了在火力发电厂承压部件的设计、制作、安装和检修工作中，以及在火力发电厂承压部件上焊接非承压件时，奥氏体钢、马氏体钢、贝氏体钢、珠光体钢之间的异种钢焊接技术要求。 本标准适用于采用手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、等方法 2引用标准 本标准依据DL/T752-2001制定 3一般规定 3．1 焊接人员 参加异种钢焊接工作的焊接人员应符合DL5007和DL／I'679的要求，并取得相应的工作资格。 金相和光谱检验人员应取得电力行业相应的检验资格。焊工在分别取得异种钢两侧钢材、规格、相应位置和焊接材料的焊接合格证之后，经培训考核合格，方可上岗施焊。3．2钢材组合与焊缝分类 3．2．1根据钢材供货金相组织形态，异种钢焊接分为3类6组：A类异种钢接头的一侧为奥氏体钢，另一侧为其他组织形态钢种；M类异种钢接头的一侧为马氏体钢，另一侧为非奥氏体的其他组织形态钢种；B类异种钢接头的一侧为贝氏体钢，另一侧为珠光体钢，其主要组合见表1。
表1异种钢焊接接头分类表 3．3材料 3·3·1母材和焊接材料的规格、型号和其他技术要求应符合合同规定的设计文件的规定，并具有出厂合格证明书和质量保证书。 3·3·2施工前应对材料按其标准进行检查验收，对材质有怀疑时，应按规定进行复验，合格后方可使用。 3．4焊接设备和检验器具 3·4·1焊接设备、热处理设备和检测器具应具有标有计量等级的出厂合格证， 量的计量器具应具有有效的定期检定证明。 3·4·2焊接设备、热处理设备应具有参数稳定、调节灵活和安全可靠等性能。 3．5焊接工艺 3·5·1焊接前，应根据母材的焊接性、结构特点、设计要求，按照有关工艺评定的规定进行焊接工艺评定。 3.5.2应进行焊接工艺评定，并在焊接工艺评定合格的基础上，结合施工现场的条件编制焊接工艺指导书。焊接工艺指导书的主要内容是： a)坡口型式、尺寸和加工方法及防污、防锈要求； b)对焊接方法、焊接设备及焊接材料的要求； c)定位焊及装配要求； d)预热方法及规范，层间温度控制； e)焊接规范； f)焊道和层数安排及作业时间的控制要求，连续焊接要求以及被迫中断焊接时的对应措施； g)焊缝层间清理要求； h)后热和焊后热处理方法和规范； i)质量检验项目、标准以及返修规定。 3．6质量要求 异种钢焊接接头质量要求应符合DLS007对I类焊缝质量要求的规定。 3．7安全要求 异种钢焊接工作(包括焊接、热处理和检验)必须遵守有关安全、环保、定。 3．8技术档案 异种钢焊接的技术资料应作为焊接工程技术资料的组成部分，防火规程的规按有关规定收集、记录、整理和归档。 4焊前准备 4．1焊缝布置 4．1．1异种钢焊缝的设置应满足设计及有关规程对锅炉受热面管子、管道焊缝位置的要求。
异种钢焊接的特点及工艺
异种钢焊接的特点及工艺 摘要：由于异种钢接头两侧的母材无论从化学成分上还是物理、化学性能上都存在着差异，因此，焊接时，要比同一种钢自身之间的焊接要复杂得多。正确地选用焊材是焊接异种钢的关键，焊接接头的质量和使用性能与所选用的焊材密切相关。本文通过对异种钢焊接的特点及工艺的描述，以供同行业参考。 关键词：异种钢焊接特点工艺 一、异种钢焊接概述及其焊接特点 1.异种钢焊接概述 两种牌号不同的钢之间的焊接称之为异种钢焊接，它是属于异种金属焊接中应用最为广泛的一类接头。对于异种钢焊接接头又可分为两种情况，第一类为同类异种钢组成的接头，这类接头的两侧母材虽然化学成分不同，但都属于铁素体类钢或都属于奥氏体类钢；第二类接头为异类异种钢组成，即接头两侧的母材不属于同一类钢，例如一侧为铁素体类钢，另一侧为奥氏体类钢（如奥氏体不锈钢）。对于母材都属于铁素体类钢，其焊缝采用奥氏体不锈钢焊条或镍基焊条焊接的接头，也属于第二类接头。 2.焊接特点 2.1预热、缓冷、焊后热处理，特别是针对中厚板、拘束力较大的焊接，采用一定温度的预热、缓冷以及焊后消应力热处理的措施，可以有效地减小焊接应力，降低冷裂倾向。 2.2焊缝金属化学成分的不均匀，熔焊时，焊缝是由局部熔化的母材和熔化的焊条金属形成，不同的坡口型式和焊接参数，熔合比也不同，为确保焊缝金属成分的稳定性，防止焊缝因熔合比过大在熔合区产生马氏体组织，因此在焊接时要控制焊接参数等，减小熔合比的影响。 2.3熔合区碳的迁移，异种钢焊接在焊后热处理后往往会在低合金钢侧母材上形成脱碳层，高合金钢侧形成增碳层，导致熔合区接头的塑性下降，硬度增加，可能在熔合区产生破坏，所以在异种钢焊接时，采用隔离层堆焊，防止碳迁移现象。 2.4熔合区应力的形成，由于异种钢焊接两种金属的线膨胀系数不一样，焊接时可产生较大的残余应力，这种应力即使通过消应力热处理也无法消除，而熔合区这个薄弱地带往往受到这个应力的影响，极易在此附近造成焊接接头的破坏，所以我们要控制这种异种钢的焊接接头，可采用隔离层堆焊后用同种钢焊条焊接则接头的性能可大为改善。 二、异种钢焊接工艺要点 1.焊材选择 正确地选用焊材是焊接异种钢的关键，焊接接头的质量和使用性能与所选用的焊材密切相关。异种钢接头的焊缝和熔合区，由于合金元素被稀释及碳的迁移等原因存在一个过渡区，过渡区中不但化学成分、金相组织不均匀，而且物理性能、力学性能等通常也有很大差异，可能会引起焊接缺陷（如裂纹等）或严重降低性能。为此必须按照母材的成分、性能、接头形式和使用要求等来正确选用焊材。其焊材选用的基本原则有以下几点： 1.1在焊接接头不产生裂纹等缺陷的前提下，若焊缝金属的强度和塑性不能兼顾时，则应选用塑性和韧性较好的焊材。
异种钢的焊接要点
异种钢的焊接 第一节焊接接头的特点、成分、和组织的控制 一，焊接接头的特点 异种钢焊接接头和同种钢焊接接头有本质差异，主要是熔敷金属与两侧焊接热影响区和母材存在的不均匀性，主要有： 1.化学成分不均匀。这是因为在焊接加热过程中，两侧母材的熔化量，熔敷金属和母材熔化区的成分因“稀释”作用会发生变化。接头区的成分不均匀程度不仅取决于母材、填充金属各自的原始成分，也受焊接工艺的影响，易采用小电流、浅熔深。 2.组织的不均匀性。在焊接热循环的影响下，接头内的各区域组织是不同的，而且在个别区域内还会出现复杂的组织结构。 参见舍夫勒图Nieq-- 镍当量；Creq—铬当量 （学会看舍夫勒图） 熔合比（稀释率）θ-在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比。用实验测得的。 θ＝A/A+B=A1+A2/A1+A2+B θ取决于焊接方法、规范、接头形式、坡口角度、药皮（焊剂）的性质以及焊条（焊丝）的倾角等因素 3.性能的不均匀性。由于组织、成分的变化，代来了性能上的不同，各种变化会呈倍数关系变化，特别是焊缝两侧的热影响区冲击值变化更大，同样高温性能如持久强度、蠕变强度变化也很大。
4.应力场分布不均匀。由于组织、成分的不同，接头的热膨胀系数和导热系数也不同，热膨胀系数不同引起塑性区域不同，残余应力不同；导热系数不同会引起热应力不同。在组织应力和热应力的共同作用下发生叠加后会产生应力峰值，导致接头发生断裂。 总之，对于异种钢焊接接头，其成分、组织、性能和应力场的不均匀是主要特点。 二，异种钢焊缝金属的成分、组织的控制 1.焊缝成分与舍夫勒组织图的关系。异种钢焊接时由于选择的焊材与母材不同，要推算焊缝金属的成分、组织及性能。舍夫勒组织图就有这个功能。（图2-3） 奥氏体形成元素的镍当量计算公式： Nieq＝wNi+30wC+0.5wMn 铁素体形成元素的铬当量计算公式： Creq＝wCr+wMo+1.5wSi+0.5wNb 也可以由母材、填充金属的成分和稀释率求出焊缝金属的成分。 2.影响稀释率的因素。 2.1预热的影响.预热温度高，稀释率大，因为熔深增加了；反之就小。要适中。 2.2焊接参数.电流大，稀释率大；焊接速度小，稀释率小。由于母材熔化的单位面积的大小的影响。见（图2-4） 2.3焊接方法.见（图2-5） 2.4接头形式.坡口大，稀释率小；坡口窄，稀释率变化不大。见
异种钢的焊接总结
异种材料的分类与组合： 异种材料的焊接由于兼顾不同材料的优势，在机械、化工、航空、核电等领域应用非常较广，其中最常见是异种钢的焊接构件。主要有以下几种情况： 1、母材金相组织相同，但焊缝金属与母材基体合金系及组织性能不同； 例如：低碳钢与铬钼耐热钢之间的焊接 2、母材金相组织不同的异种钢的焊接。 3、复合材料焊接结构件。 异种材料的焊接：指将不同化学成分、不同组织性能的两种或两种以上的材料，在一定工艺条件下焊成满足设计要求和使用要求的构件。 （1）异种材料焊接性分析 ①物理性能差异 T熔不同→焊缝熔化和结晶状态不一致，力学性能变坏； 例如：低熔点金属过早熔化而发生流淌或者与高熔点金属产生未熔合。 λ不同→接头产生较大的焊接应力和变形，焊缝及HAZ易开裂。 α和C不同→热输入失衡．熔化不均和改变焊缝及其两侧的结晶条件。 例如：热导率高的金属热影响区宽，冷却速度快容易淬硬，而热导率低的金属则发生过热 电磁性不同→焊接电弧不稳，焊缝成形差 例如：有磁性金属和无磁性金属组合，当采用直流电弧或电子束方法焊接时会因磁场的作用，使电弧偏吹或电子束偏离其轴线(偏向磁铁体一侧)，其后果是磁铁体金属熔化量过大，产生过分稀释，或无磁性金属根部未熔合等缺陷。 力学性能不同→接头力学性能不均匀，恶化接头质量。 ②结晶化学性能差异 结晶化学性差异（晶格类型、晶格常数、原子半径、原子外层电子结构等）决定两种材料在冶金学上的相容性－无限固溶、有限固溶、形成化合物、产生中间相以及不能形成合金。 当两种材料液固状态下均互溶时，可形成一种新相(固溶体)，这两种材料之间便具有冶金“相溶性”，原则上是可焊的。例如Cu-Ni（匀晶相图 ③材料的表面状态 材料的表面状态（表面氧化层、结晶表面层、吸附的氧离子、水分、油污、杂质等）直接影响材料的焊接。 ④过渡层的控制 异种金属焊接时，必产生一层成分、组织、及性能与母材不同的过渡层，其性能很大程度上决定了整个接头的性能。例如：熔合比越大，焊缝金属与母材的差异越大，过渡层越明显；液态熔池停留时间越长，则焊缝金属混合越均匀，过渡层不明显。 异种材料焊接方法： 1、熔焊：对于互溶度有限，物理化学性相差大的异种材料，熔焊元素相互扩散导致接头的成分和组织不均匀或生成脆性化合物，因此，熔焊时应降低稀释率，采用小电流高速焊，或在坡口一侧或两侧堆焊中间合金过渡层。 2、压焊：大多数压焊方法是对母材加热至塑性状态或不加热，在一定压力下完成焊接的，一般不存在稀释问题。例如冷压焊、超声波焊、扩散焊等方法在接头处温度低，一般也不发生金属间化合物，这对异种金属焊接很有利。 3、钎焊：采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于
异种钢的焊接要点
异种钢的焊接第一节焊接接头的特点、成分、和组织的控制 一，焊接接头的特点 异种钢焊接接头和同种钢焊接接头有本质差异，主要是熔敷金属与两侧焊接热影响区和母材存在的不均匀性，主要有： 也 性质以及焊条（焊丝）的倾角等因素 3.性能的不均匀性。由于组织、成分的变化，代来了性能上的不同，各种变化会呈倍数关系变化，特别是焊缝两侧的热影响区冲击值变化更大，同样高温性能如持久强度、蠕变强度变化也很大。
4.应力场分布不均匀。由于组织、成分的不同，接头的热膨胀系数和导热系数也不同，热膨胀系数不同引起塑性区域不同，残余应力不同；导热系数不同会引起热应力不同。在组织应力和热应力的共同作用下发生叠加后会产生应力峰值，导致接头发生断裂。 总之，对于异种钢焊接接头，其成分、组织、性能和应力场的不均匀 之就小。要适中。 2.2焊接参数.电流大，稀释率大；焊接速度小，稀释率小。由于母材熔化的单位面积的大小的影响。见（图2-4） 2.3焊接方法.见（图2-5）
2.4接头形式.坡口大，稀释率小；坡口窄，稀释率变化不大。见（图2-6） （从母材熔化大小的角度理解） 三，不同焊接方法焊接异种金属的特点(优缺点) 1.熔化焊：总有部分母材熔入焊缝引起稀释,使接头各区域组织 2.稀释率大，熔合区越明显。 3.熔合区金属液态停留时间长或流动性好，成分越均匀，熔合区有所减少。 4.熔合区成分的不均匀性，可以调整焊接参数和热处理工艺加以改善。
二，焊接方法选择（满足质量要求为前提） 1.效率和经济性； 2.了解不同焊接方法的适用性； 3.针对不同材料的特点及工艺性； 三，焊材的选择 第三节，异种钢的焊接要点 1.要考虑熔合线附近的韧性下降。该处产生了脆性组织或脆性产物，在应力的作用下易产生裂纹。 2.接头可以通过调整焊接方法、焊接工艺及参数、坡口形式、焊条种类等方法加以改善和避免。
焊接异种钢的要求
焊接异种钢的要求 (1)连接两种钢的焊缝应该是成形良好，无裂纹、未熔合等缺陷。 (2)异种钢焊接接头性能，通常做不到也不要求是两钢种的平均值，但焊接接头的力学性能不应低于两钢种中的较低者，其它性能(如耐腐蚀性)也不应低于两钢种中的较低者。 (3)异种钢的焊缝是由焊丝金属加上两母材钢种三者熔合而成。一般说来，异种钢焊接时，应该力求焊接接头的化学成分均匀、金相组织均匀。 (4)异种钢焊缝和两种母材的化学成分相异，它们的导热系数和膨胀系数不同，焊后焊接接头中存在着较大的残余应力，当温度变化时还有温度应力，这些应力不应该导致构件的破坏. 异种钢焊接的工艺原则 异种钢焊接要获得良好的焊接接头，必须采取特殊的工艺措施。由于异种钢种类繁多，工艺措施不全相同，但需要遵守以下几个共同原则。 1．选择合宜的焊丝 异种钢的焊接质量，在很大程度取决于所选用的焊丝。由于焊缝和熔合区的化学成分和金相组织的不均匀性，可能引起结合性能差和使用性能低。选择焊丝时，首先考虑的是结合性能，其次才考虑使用性能。还有当焊缝金属的强度和塑性不能相互兼顾时，应选用塑性好的焊丝。 两种强度等级不同的结构钢之间的异种钢焊接时，选用焊丝的原
则是根据强度等级低的母材选择焊丝，这样可保证焊缝的塑性不低于强度等级高的母材的塑性. 异种耐热钢焊接时，焊丝的选择按照“低匹配”的原则，即耐热钢和低碳钢或低合金钢焊接时，按低碳钢或低合金钢母材选用焊丝。当不同Cr、Mo含量的异种耐热钢焊接时，按Cr、Mo含量低的耐热钢选用焊丝。 2．熔合比和坡口角度 熔合比就是焊缝金属中被熔化的母材金属所占的百分比。熔合比小就是焊缝中母材量小，而焊丝熔入到焊缝中量多。两种不同钢组织的异种钢焊接时，希望焊缝金属中有比较多的焊丝熔入的量，这样焊缝的性能主要取决于焊丝，容易得到良好的焊接接头。也就是说异种钢焊接要求熔合比小。增大坡口，就是增加焊丝熔人焊缝的量，也即减小熔合比。如果两种钢组织较接近的异种钢焊接时，则不宜采用大坡口和小熔合比。 3．焊接工艺参数 焊接工艺参数对熔合比有着直接的影响，大线能量焊接也即单位长度焊缝吸收电弧的热量多，母材被熔化的量多，即熔合比大。异种钢焊接要求熔合比小，则要用小线能量焊接，通常用小电流、高焊速、多层多道焊。 4．预热 预热是件麻烦之事。焊接性差的钢，需要预热来防止产生冷裂纹。一种钢焊接不需要预热，另一种钢焊接需要预热，两种钢焊接在一起，
异种钢焊接材料选用原则
表5-5-32 异种钢焊接材料的选用原则
5.2 新型铁素体耐热钢与其它耐热钢异质接头焊接及焊后热处理工艺 新型9%~12%Cr铁素体耐热钢与低合金耐热钢焊接（以P91与P22钢为例） (1) 焊接材料选用的可能类型 美国AWS D10.8和英国BS2633工艺标准提供了一些指导性意见。在AWS D10.8中列举了四种可能的选择。 a) 焊缝成分与低合金钢一侧材料的成分一致（低匹配）。 b) 焊缝金属与高合金材料侧成分一致，用9Cr-1Mo-V合金系统焊材（即高匹配）。 c) 焊缝金属取两种材料中间的成分如5CrMo或9CrMo（各部中间匹配）。 d) 焊缝金属采用镍基合金焊材。 (2) 焊接材料选用的原则及规范 a) 基本原则焊缝金属须至少等于或高于两种材料中强度较低的一种钢，一般选择均偏向取低合金成分。 b) BS2633规范与基本原则相似，但建议涉及P91钢的异种钢焊接时，宜选用9CrMo 焊材。尤其强调了镍基合金材料的采用。 c) AWSD 10.8规范则认为无须使用镍基，除非P91钢是与奥氏体不锈钢或镍基合金相焊接。 d) 镍基合金的使用在一定程度上影响NDT检测的范围。 (3) 焊接及焊后热处理工艺规范的规定 a) 最合适的焊后热处理规范在P91异种钢焊接中极为重要。 b) 回火温度要兼顾平衡P91与P22（或其他低合金钢）的适用范围以及焊缝金属的最佳温度范围。如P91为730℃~790℃，而P22为680℃~720℃，因此BS2633标准提出P91这种异种钢接头的热处理规范应是一种折衷的效果。 c) 回火温度具体确定一般采用P91钢的最低允许回火温度，但为取得最佳的抗蠕变性能，则应采用低合金钢侧的最高允许温度。 d) P91与P22异种钢常用回头规范为720℃~730℃，保温时间要应壁厚确定。 i.此规范能对P91钢HAZ进行足够的回火，而不会造成对P22钢的过回火；但不能有效地对采用2CrMo或9CrMo焊材的焊缝进行热处理。 ii.此规范对采用P91类材料的焊缝回火温度则过低，此时，可采用746℃×2h规范。 iii.对尺寸小一些的管道（δ<10mm）保温时间0.5h。