低合金钢焊接大全

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第十三章低合金钢的焊接

13.1概述

低合金钢是在碳素钢的基础上添加一定量的合金化元素而成,其合金元素的质量分数一般不超过5%,用以提高钢的强度并保证其具有一定的塑性和韧性,或使钢具有某些特殊性能,如耐低温、耐高温或耐腐蚀等。常用来制作焊接结构的低合金钢可分为高强度钢、低温用钢、耐腐蚀用钢及珠光体耐热钢四种。

13.2低合金高强钢的焊接

其中高强度钢应用最广泛,按钢材的屈服强度及使用时的热处理状态又可分以下三种:

a. 在热轧、控冷控轧及正火(或正火加回火)状态下焊接和使用,屈服强度为295~490MPa的低合金高强度结构钢。

b. 在调质状态下焊接和使用的,屈服强度为490~980Mpa的低碳低合金调质钢。

c.w(C)为0.25~0.50%,屈服强度为880~1176Mpa的中碳调质钢。

标准中钢的分类是按照钢的力学性能划分的。钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音字母Q、屈服点数值、质量等级符号三个部分按顺序排序排列。按照钢的屈服强度,低合金高强度钢分5个强度等级,分别是295MPa、345MPa、390MPa、

420MPa及460MPa。每个强度等级又根据冲击吸收功要求分成A、B、C、D、E、5个质量等级,分别代表不同的冲击韧性要求。

低合金高强钢中w(C)一般控制在0.20%以下,为了确保钢的强度和韧性,通过添加适量的Mn、Mo等合金元素及V、Nb、Ti、Al、等微合金化元素,配合适当的轧制工艺或热处理工艺来保证钢材具有优良的综合力学性能。由于低合金高强度钢具有良好的焊接性、优良的可成形性及较低的制造成本,因此,被广泛地用于压力容器、车辆、桥梁、建筑、机械、海洋结构、船舶等制造中,已成为大型焊接结构中最主要的结构材料之一。

低合金高强钢的强化机理与碳素钢不同,碳素钢主要通过钢中的碳含量形成珠光体、贝氏体和马氏体来达到强化;而低合金高强钢的强化主要是通过晶粒细化、沉淀硬化及亚结构的变化来实现。

屈服强度为295~390MPa的低合金钢大多属于热轧钢,是靠合金元素锰的固溶强化获得高强度。如Q345,当Q345钢作为低温压力容器用钢或厚板结构时,为改善低温韧性,也可在正火处理后使用。Q345、Q390等微合金化低合金钢是在Q345钢基础上,加入少量可细化晶粒和沉淀强化的Nb

(0.015%~0.06%)或V(0.02%~0.20%)。这些钢在热轧状态下性能不稳定,正火处理使其晶粒细化和碳化物均匀弥散析出,从而获得高的塑性和韧性。所以Q345、Q390钢在正火状态下使用更为合理。

屈服强度大于390MPa的低合金钢一般需要在正火或正火加回火状态下使用,如Q420等。正火处理后形成的碳、氮化合物以细小质点从固溶体沉淀析

出,在提高钢材强度的同时,保证具有一定的塑性和韧性。随着钢材强度的进一步提高,钢中需要加入一定量Mo,Mo不仅可以细化组织、提高强度,而且还可提高钢材的中温性能。

低合金高强度钢按其用途还可分为:锅炉用钢、管线用钢、容器用钢、造船用钢及桥梁用钢等,此外,在正火钢中,还有具有良好的抗层状撕裂性能Z 向钢,主要用于海上采油平台、核反应堆及潜艇等大型厚板结构。

13.3低合金钢用焊接材料的选用原则

1.)根据产品对焊缝性能要求选择焊接材料。高强钢焊接时,一般应选择与母材强度相当的材料,必须综合考虑焊缝金属的韧性、塑性及强度。只要焊缝强度或焊接接头的实际强度不低于产品要求即可。焊缝金属强度过高,将导致焊缝韧性、塑性以致抗裂性能的下降,从而降低焊接结构生产及使用的安全性,这对与焊接接头的韧性要求高,且基材的抗裂性差的低合金钢结构的焊接尤为重要。海洋工程、超高强钢壳体及压力容器选用的焊接材料,还应保证焊缝金属具有相应的低温、高温及耐蚀等特殊性能。

2.)选择焊接材料时,还要考虑工艺条件的影响

a. 坡口和接头形式的影响

采用同一焊接材料焊同一钢种时,如过坡口形式不同,则焊缝性能各异。如用HJ431焊剂进行Q345钢埋弧焊不开坡口直边对接焊时,由于母材溶入焊缝金属较多,此时采用合金成分较低的H08A焊丝配合HJ431,即可满足焊缝

力学性能要求;但如焊接Q345钢厚板开坡口对接接头时,如仍用 H08—HJ431组合,则因母材熔合比小,而使焊缝强度偏低,此时应采用合金成分较高的

H08MnA、H10Mn2等焊丝与HJ431组合。角接接头焊接时冷却速度要大于对接接头,因此Q345钢角接时,应采用合金成分较低的H08A焊丝与HJ431焊剂组合,以获得综合力学性能较好的焊缝金属;如采用合金成分偏高的H08MnA或H10Mn2焊丝,则该角焊缝的塑性偏低。

b. 焊后加工工艺的影响

对于焊后经受热卷或热处理的工件,必须考虑焊缝金属经受高温热处理后对其性能的影响。应保证焊缝热处理后仍具有所要求的强度、塑性和韧性,如厚壁压力容器筒节需要热卷方法成形,热卷温度一般要求达到或高于正火温度。这时筒节纵缝将随着经受正火处理,一般正火处理后焊缝强度要比焊态时低,因此对于在焊后要经受正火处理的焊缝,应选用合金成分较高的焊接材料。如焊件焊后要进行消除应力热处理,一般焊缝的强度要降低,这时也应选用合金成分较高的焊接材料。对于焊后经受冷卷或冷冲压的焊件,则要求焊缝具有较高的塑性。

3.)对于厚板、拘束度大及冷裂倾向大的焊接结构

应选用超低氢焊接材料,以提高抗裂行能,降低预热温度。厚板、大拘束度焊件,第一层打底焊缝容易产生裂纹,此时可选用强度稍低、塑性、韧性良好的低氢或超低氢焊接材料。

4.)对于重要的焊接产品

如海上采油平台、压力容器及船舶等,为确保产品使用的安全性,焊缝应具有优良的低温冲击韧性和断裂韧度,应选用高韧性材料,如高碱度焊剂、高韧性焊丝、焊条、高存度的保护气体并采Ar+CO2混合气体保护焊等。

5.)为提高生产率

可选用高效铁粉焊条、重力焊条、高熔敷率的药芯焊丝及高速焊剂等,立角焊时可用立向下焊条,大口径管接头可用高速焊剂,小口径管接头可用底层焊条。

6.)改善卫生条件

在通风不良的产品中焊接时(如船舱、压力容器等),宜采用低尘低毒焊条。对于重要的焊接产品,焊接材料初步选定后,应根据相应产品的工艺规程进行评定,检测焊缝金属的力学性能、抗裂性、耐腐蚀性以及焊条、焊丝和焊剂的焊接工艺性能,经考核所选的焊接材料满足所焊产品的技术要求后,方可用于产品的焊接。

13.4低合金高强度钢的焊接性

低合金高强度钢含有一定量的合金元素及微合金化元素,其焊接性与碳钢有差别,主要是焊接热影响区组织与性能的变化对焊接热输入较敏感,热影响区淬硬倾向增大,对氢致裂纹敏感性较大,含有碳、氮化合物形成元素的低合金高强度钢还存在再热裂纹的危险等。只有在掌握各种不同低合金高强度钢焊

接性特点和规律的基础上,才能制订正确的焊接工艺,保证低合金高强度钢的焊接质量。

1)焊接热影响区组织和性能

依据焊接热影响区被加热的峰值温度不同,焊接热影响区可分为熔合区(1350~1450℃)、粗晶区(1000~1300℃)、细晶区(800~1000℃)、不完全相变区(700~800℃)及回火区(500~700℃)。不同部位热影响区组织与性能取决于钢的化学成分和焊接时加热和冷却的速度。对于某些低合金高强钢,如果焊接冷却速度控制不当,焊接热影响区局部区域将产生淬硬或脆性组织,导致抗裂性或韧性降低。

低合金高强度钢焊接时,热影响区中被加热到1100℃以上的粗晶区及加热温度为700~800℃的不完全相变区是焊接接头的两个薄弱区。热轧钢焊接时,如果焊接热输入过大,粗晶区将因晶粒严重长大或出现魏氏组织等而降低韧性;如果焊接热输入过小,由于粗晶区组织中马氏体比例增大而降低韧性。正火钢焊接时,粗晶区组织性能受焊接热输入的影响更为显著。焊接热影响区的不完全相变区,在焊接加热时,该区域内只有部分富碳组元发生奥氏体转变,在随后的焊接冷却过程中,这部分富碳奥氏体将转变成高碳孪晶马氏体,而且这种高碳马氏体的转变终了温度(Mf)低于室温,相当一部分奥氏体残留在马氏体岛的周围,形成所谓的M-A组元。M-A组元的形成是该区域的组织脆化的主要原因。防止不完全相变区组织脆化的措施是控制焊接冷却速度,避免脆硬的马氏体产生。

焊接热影响区软化是控轧控冷钢焊接时遇到的主要问题,当采用埋弧焊、电渣焊及闪光对焊等高热输入焊接工艺方法时,控轧控冷钢焊接热影响区软化问题变得非常突出。焊接热影响区的软化使焊接接头强度明显低于母材,给焊接接头的疲劳性能带来损害。另外,焊接热输入还影响控轧控冷钢热影响区的组织和韧性,当采用较小的热输入焊接时,由于焊接冷却速度较快,焊接热影响区获得下贝氏体组织,具有较优良的韧性,而随着焊接热输入的增加,焊接冷却速度降低,焊接热影响区获得上贝氏体或侧板条铁素体组织,韧性显著降低。

2)热应变脆化

在自由氮含量较高的C-Mn系低合金钢中,焊接接头熔合区及最高加热温度低于Ac1的亚临界热影响区,常常有热应变脆化现象。一般认为,这种脆化是由于氮、碳原子聚集在位错周围,对位错造成钉扎作用所造成的。热应变脆化容易在最高加热温度范围200~400℃的亚临界热影响区产生。如有缺口效应,则热应变脆化更为严重,熔合区常常存在缺口性质的缺陷,当缺陷周围受到连续的焊接热应变作用后,由于存在应变集中和不利组织,热应变脆化倾向就更大,所以热应变脆化也容易发生在熔合区。在《国产低合金结构钢Q345和Q420焊接区热应变脆化研究》论文中分析了Q345和Q420钢的热应变脆化,发现Q345钢具有较大的热应变脆化倾向。分析认为,Q420钢中的V与N形成氮化物,从而降低热应变脆化倾向,而Q345钢中不含有氮化物形成元素。试验还发现,有热应变脆化的Q345钢经600℃×1h退火处理后,韧性得到很大恢复。

3)冷裂纹敏感性

焊接氢致裂纹(通常称焊接冷裂纹或延迟裂纹)是低合金高强度钢焊接时最容易产生,而且是危害最为严重的工艺缺陷,它常常是焊接结构失效破坏的主要原因。低合金高强度钢焊接时产生的氢致裂纹主要发生在焊接热影响区,有时也出现在焊缝金属中。根据钢种的类型、焊接区氢含量及应力水平的不同,氢致裂纹可能在焊后200℃以下立即产生,或在焊后一段时间内产生。

大量研究表明,当低合金高强度钢焊接热影响区中产生淬硬的M或M+B +F组织时,对氢致裂纹敏感;而产生B或B+F组织时,对氢致裂纹不敏感。热影响区最高硬度可被用来粗略的评定焊接氢致裂纹敏感性。对一般低合金高强度钢,为防止氢致裂纹的产生,焊接热影响区硬度应控制在350HV以下。热影响区淬硬倾向可以采用碳当量公式加以评定。

强度级别较低的热扎钢,由于其合金元素含量少,钢的淬硬倾向比低碳钢稍大。如Q345钢、15MnV钢焊接时,快速冷却可能出现淬硬的马氏体组织,冷裂倾向增大。但由于热轧钢的碳当量比较低,通常冷裂倾向不大。但在环境温度很低或钢板厚度大时应采取措施防止冷裂纹的产生。

控轧控冷钢碳含量和碳当量都很低,其冷裂纹敏感性较低。除超厚焊接结构外,490MPa级的控轧控冷钢焊接,一般不需要预热。

正火钢合金元素含量较高,焊接热影响区的淬硬倾向有所增加。对强度级别及碳当量较低的正火钢,冷裂倾向不大。但随着强度级别及板厚的增加,其

淬硬性及冷裂倾向都随之增大,需要采取控制焊接热输入、降低含氢量、预热和及时后热等措施,以防止冷裂纹的产生。

4)热裂纹敏感性

与碳素钢相比,低合金高强度钢的w(C)、w(S)较低,且w(Mn)较高,其热裂纹倾向较小。但有时也会在焊缝中出现热裂纹,如厚壁压力容器焊接生产中,在多层多道埋弧焊焊缝的根部焊道或靠近坡口边缘的高稀释率焊道中易出现焊缝金属热裂纹;电渣焊时,如母材含碳量偏高并含Nb时,电渣焊焊缝可能出现八字形分布的热裂纹。另外,焊接热裂纹也常常在低碳的控轧控冷管线钢根部焊缝中出现,这种热裂纹产生的原因与根部焊缝基材的稀释率大及焊接速度较快有关。采用Mn:Si含量较高的焊接材料,减小焊接热输入,减少母材在焊缝中的熔合比,增大焊缝成形系数(即焊缝宽度与高度之比),有利于防止焊缝金属的热裂纹。

5)再热裂纹敏感性

低合金钢焊接接头中的再热裂纹亦称消除应力裂纹,出现在焊后消除应力热处理过程中。再热裂纹属于沿晶断裂,一般都出现在热影响区的粗晶区,有时也在焊缝金属中出现。其生产与杂质元素P、Sn、Sb、As在初生奥氏体晶界的偏聚导致的晶界脆化有关,也与V、Nb等元素的化合物强化晶内有关。

6)层状撕裂倾向

大型厚板焊接结构(海洋工程、核反应堆及船舶等)焊接时,如在钢材厚度方向承受较大的拉伸应力,可能沿钢材轧制方向发生阶梯状的层状撕裂。这种裂纹常出现于要求熔透的角接接头或丁字接头中。选用抗层状撕裂钢;改善接头型式以减缓钢板Z向的应力应变;在满足产品使用要求的前提下,选用强度级别较低的焊接材料或采用低强焊材预堆边;采用预热及降氢等措施都有利于防止层状撕裂。

13.5低合金高强度钢的焊接工艺

1)焊接方法的选择

低合金高强度钢可采用焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、气电立焊、电渣焊等所有常用的熔焊及压焊方法焊接。具体选用何种焊接方法取决于所焊产品的结构、板厚、堆性能的要求及生产条件等。其中焊条电弧焊、埋弧焊、实心焊丝及药芯焊丝气体保护电弧焊是常用的焊接方法。对于氢致裂纹敏感性较强的低合金高强度钢的焊接,无论采用那种焊接工艺,都应采取低氢的工艺措施。厚度大于100mm低合金高强度钢结构的环形和长直线焊缝,常常采用单丝或双丝载间隙埋弧焊。当采用高热输入的焊接工艺方法,如电渣焊、气电立焊及多丝埋弧焊焊接低合金高强度钢时,在使用前应对焊缝金属和热影响区的韧性能够满足使用要求。

2)焊接材料的选择

低合金高强度钢焊接材料的选择首先应保证焊缝金属的强度、塑性、韧性达到产品的技术要求,同时还应该考虑抗裂性及焊接生产效率等。由于低合金

高强度氢致裂纹敏感性较强,因此,选择焊接材料时应优先采用低氢焊条和碱度适中的埋弧焊焊剂。焊条、焊剂使用前应按制造厂或工艺规程规定进行烘干。为了保证焊接接头具有与母材相当的冲击韧性,正火钢与控轧控冷钢焊接材料优先选用高韧性焊材,配以正确的焊接工艺以保证焊缝金属和热影响区具有优良的冲击韧性。

3)焊接热输入的控制

焊接热输入的变化将改变焊接冷却速度,从而影响焊缝金属及热影响区的组织组成,并最终影响焊接接头的力学性能及抗裂性。屈服强度不超过500MPa 的低合金高强度钢焊缝金属,如能获得细小均匀针状铁素体组织,其焊缝金属则具有优良的强韧性。而针状铁素体组织的形成需要控制焊接冷却速度。因此为了确保焊缝金属的韧性,不宜采用过大的焊接热输入。焊接操作上尽量不用横向摆动和挑弧焊接,推荐采用多层窄焊道焊接。

热输入对焊接热影响区的抗裂性及韧性也有显著的影响。低合金高强度热影响区组织的脆化或软化都与焊接冷却速度有关。由于低合金高强度钢的强度及板厚范围都较宽,合金体系及合金含量差别较大,焊接时钢材的状态各不相同,很难对焊接热输入作出统一的规定。各种低合金高强度钢焊接时应根据其自身的焊接性特点,结合具体的结构形式及板厚,选择合适的焊接热输入。与正火或正火加回火钢及控轧控冷钢相比,热轧钢可以适应较大的焊接热输入。含碳量较低的热轧钢(09Mn2、09MnNb等)以及含碳量偏下限的16Mn钢焊接时,焊接热输入没有严格的限制。因为这些钢焊接热影响区的脆化及冷裂纹倾

向较小。但是,当焊接含碳量偏上限的16Mn钢时,为降低淬硬倾向,防止冷裂纹的产生,焊接热输入应偏大一些。

碳及合金元素含量较高、屈服强度为490MPa的正火钢,如18MnMoNb等。选择热输入时既要考虑钢种的淬硬倾向,同时也要兼顾热影响区粗晶区的过热倾向。一般为了确保热影响区的韧性,应选择较小的热输入,同时采用低氢焊接方法配合适当的预热或及时的焊后消氢处理来防止焊接冷裂纹的产生。

控冷控轧钢的含碳量和碳当量均较低,对氢致裂纹不敏感,为了防止焊接热影响区的软化,提高热影响区韧性,应采用较小的热输入焊接,使焊接冷却时间t8/5控制在10s以内为佳。

4)预热及焊道间温度

预热可以控制焊接冷却速度,减少或避免热影响区中淬硬马氏体的产生,降低热影响区硬度,同时预热还可以降低焊接应力,并有助于氢从焊接接头的逸出。因此,预热是防止低合金高强度钢焊接氢致裂纹产生的有效措施。但预热常常恶化劳动条件,使生产工艺复杂化,不合理的、过高的预热和焊道间温度还会损害焊接接头的性能。因此,焊前是否需要预热及合理的预热温度,都需要认真考虑或通过试验确定。

预热温度的确定取决于钢材的成分(碳当量)、板厚、焊件结构形状和拘束度、环境温度以及所采用的焊接材料的含量等。随着钢材碳当量、板厚、结构拘束度、焊接材料的含氢量的增加和环境温度的降低,焊前预热温度要相应提高。对于厚板多道多层焊,为了促进焊接区氢的逸出,防止焊接过程中氢致

裂纹的产生,应控制焊道间温度不低于预热温度和进行必要的中间消氢热处理。

5)焊接后热及焊后热处理

1.焊接后热及消氢处理

焊接后热是指焊接结束或焊完一条焊缝后,将焊件或焊接区立即加热到150~250℃范围内,并保温一段时间;而消氢处理则是在300~400℃加热温度范围内保温一段时间。两种处理的目的都是加速焊接接头中氢的扩散逸出,消氢处理效果比低温后热更好。焊后及时后热及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一,特别是对于氢致裂纹敏感性较强的14MnMoV、18MnMoNb等钢厚板焊接接头,采用这一工艺不仅可以降低预热温度、减轻焊工劳动强度,而且还可以采用较低的焊接热输入使焊接接头获得良好的综合力学性能。对于厚度超过100mm的厚壁压力容器及其它重要的产品构件,焊接过程中,应至少进行2~3次中间消氢处理,以防止因厚板多道多层焊氢的积聚而导致的氢致裂纹。

2.焊后热处理

热轧、控轧控冷及正火钢一般焊后不进行热处理。电渣焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大,焊后必须进行正火处理以细化晶粒。某些焊成的部件在热校和热整形后也需要正火处理。正火温度应控制在钢材Ac3点以上30~50℃,过高的正火温度会导致晶粒长大,保温时间按1~2min/mm计算。厚壁受压部件经正火处理后产生较高的内应力,正火后应作回火处理。

3.消除应力处理

厚壁高压容器、要求抗应力腐蚀的容器、以及要求尺寸稳定性的焊接结构,焊后需要进行消除应力处理。此外,对于冷裂纹倾向大的高强钢,也要焊后及时进行消除应力处理。

消除应力热处理是最常用的松弛焊接残余应力的方法,该方法是将焊件均匀加热到Ac1点以下某一温度,保温一段时间后,随炉冷到300~400℃,最后焊件在炉外空冷。合理的消除应力热处理工艺可以起到消除内应力并改善接头的组织与性能的目的。对于某些含V、Nb的低合金钢热影响区和焊缝金属,如焊后热处理的加热温度和保温时间选择不当,会因碳、氮化合物的析出产生消除应力脆化,降低接头韧性。因此应恰当地选择加热制度和加热温度,避免焊件在敏感的温度区长时间加热。另外消除应力热处理的加热温度不应超过母材原来的回火温度,以免损伤母材性能。

13.6低碳低合金调质钢的焊接

低碳低合金调质钢一般具有较高的屈服强度(450~980Mpa)、良好的塑性、韧性、及耐磨、耐腐蚀性能。根据不同的用途采用不同合金成分及不同热处理制度,可以获得具有不同综合性能的低碳低合金调质钢。低碳调质钢的w (C)一般不超过0.21%,与中碳调质钢相比有较好的焊接性。但要成功地焊接这类钢,必须掌握这类钢的焊接性特点,拟定正确的焊接工艺,并且严格实施。这类钢焊接性的主要特点是,在焊接热影响区,特别是焊接热影响区的粗晶区有产生冷裂纹和韧性下降的倾向;在焊接热影响区受热时未完全奥氏体化

的区域,及受热时其最高温度低于Ac1,而高于钢调质处理时的回火温度的那个区域有软化或脆化的倾向。低碳调质钢的淬硬倾向较大,但在焊接热影响区的粗晶区形成的低碳马氏体,又因这类钢的Ms点较高,在焊接冷却过程中,所形成的马氏体可发生自回火,因而这种钢的冷裂倾向比中碳调质钢小得多,但为了可靠地防止冷裂纹的产生,还必须严格控制焊接时的氢源及选择合适的焊接方法及焊接工艺参数。一般低碳调质钢的热裂倾向较小,因钢中的C、S 含量度比较低,而Mn含量及Mn/S又较高。如果钢中的C、S含量较高或Mn/S 低时,则热裂倾向增大。采用小热输入的焊接工艺参数,控制熔池形状,可以防止这种裂纹的产生。

13.7中碳调质钢的焊接

中碳调质钢的含碳量较高(一般在w(C)=0.25%~0.50%),并含有较多的合金元素,如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W及B、V、Ti、Al等,以保证钢的淬透性和防止回火脆性。这类钢在调质状态下具有良好的综合性能,屈服强度高达880~1176MPa。

中碳调质钢的焊接性

1)焊接热影响区的脆化和软化

中碳调质钢由于含碳量高、合金元素含量多,在快速冷却时,从奥氏体转变为马氏体的起始温度Ms点较低,焊后热影响区产生硬度很高的马氏体,造成脆化。如果钢材在调质状态下施焊,而且焊接以后不再进行调质处理,其热

影响区被加热到超过调质处理回火温度的区域,将出现强度、硬度低于焊材的软化区。该区域可能成为降低接头强度的薄弱区。

2)裂纹

中碳调质钢焊接热影响区极易产生硬脆的马氏体,对氢致裂纹的敏感性很大,在一般用于焊接的低合金钢中,具有最大的冷裂纹敏感性。因此,焊接中碳调质钢时,为了防止氢致冷裂纹的产生,除了尽量采用低氢或超低氢焊接材料和焊接工艺外,通常应采用焊前预热和焊后及时热处理。由于中碳调质钢的碳及合金元素含量高,焊接熔池凝固时,固液相温度区间大,结晶偏析倾向大,因而焊接时具有较大的热裂纹倾向。为了防止产生热裂纹,要求采用低碳,低硫、磷的焊接材料。重要产品用钢材及焊材,应采用真空冶炼及电渣精练。在焊接工艺上,要注意填满弧坑。

低合金高强度结构钢GBT

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GB/T 223.62钢铁及合金化学分析方法乙酸丁酯萃取光度法测定磷含量 GB/T 223.63钢铁及合金化学分析方法高锰酸钾光度法测锰量GB/T 223.67 钢铁及合金硫含量的测定次甲基蓝分光光度法GB/T 223.69 钢铁及合金碳含量的测定管式炉燃烧气体容量法GB/T 223.78钢铁及合金化学分析方法姜黄素直接光度法测定硼含量 GB/T 228 金属材料室温拉伸试验方法(ISO 6892) GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法验方法(ISO 148) GB/T 232 金属材料弯曲试验方法(ISO 7438) GB/T 247 钢板和钢带包装、标志、质量证明书的一般规定GB/T 2101 型钢验收包装、标志、质量证明书的一般规定GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样的制备(ISO 377) GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析法GB/T 5313 厚度方向性能钢板(ISO 7778) GB/T 17505 钢及钢产品交货一般技术要求(ISO 404) GB/T 20066 钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法(ISO 14284) GB/T 20125低合金钢多元素的测定(ISO 7778)电感耦合等离子体原子发射光谱法 YB/T 冶金技术标准的数值修约与检测数据的判定原则

常用镀种简介:电子电镀

常用镀种简介:电子电镀 内容: 一、电子电镀 1、 PCB电镀简况 2000年我国PCB产值为36.35亿美元,占全球PCB产值的8.7%,居世界第4位。在我国的PCB产值中,广东占83.5%。因此,广东地区PCB电镀是一个极大的产业。 据不完全统计,广东PCB厂家仅磷铜一种原料,年消耗量达10000吨左右。大型PCB企业年消耗磷铜400-600吨,中型企业200-300吨。广东地区一年需要PCB酸铜光亮剂达1000多吨。仅磷铜和酸铜光亮剂年销售产值达到4-5亿元。 PCB生产中涉及的表面处理工艺有脱脂、去孔内壁沾污、活化处理、化学镀铜、直接电镀工艺、电镀铅锡合金、铜箔蚀刻、化学镀镍、金工艺等。因此需要大量的电镀特殊化学品和普通的化学原材料,全部加起来达几十亿元人民币。 目前PCB行业使用的特殊化学品90%以上为国际大公司如著名的美国公司MacDermind,Shipley LeaRonal原德国公司Schering, schlotter等所垄断,(现LeaRona为Shipley所兼并,Schering合并于Atotech,MacDermind兼并了英国Canning)。国内仅少数几家研究所和电镀添加剂生产商的产品进入为数不多的小型PCB企业。一方面是因为PCB生产对所有原材料的要求十分严格,另一方面是因为PCB的生产环节多,价值昂贵,出现质量问题后经济责任重大。因此国内从事表面处理的研究所和电镀添加剂生产企业只有加大投入,引进专业高技术人才,添置专用仪器设备研究开发,才有可能进入PCB这个市场潜力巨大的行业。 1.1 传统的PCB的电镀 印制线路板(指双面和多层)能形成工业规模生产,是得益于PCK 公司在1963年专利发表的化学镀铜配方和Shipley公司于是1961年专利发表的胶体钯配方。它们是使通孔镀得以成为自动线运行的基础,也是后来被广泛接受的制作PCB的基础工艺。 进入90年代以来,传统的以化学镀铜为主体的孔化(PTH)工艺受到多方面的压力和挑战。 下面是传统的制作PCB的流程:《缺》 化学镀Cu溶液共同特点是:(1)都含有络合剂或螯合剂,如酒石酸钾钠,EDTA以及EDTP;(2)化学镀Cu的还原剂都采用甲醛;而稳定剂又以氰化物为多。 络合剂EDTA或EDTP的存在给废水处理带来极大的困难,甲醛是众所周知的致癌物,传统的化学镀铜的另一缺点是:副反应使化学镀铜槽液维护和管理困难,从而导致化学镀铜质量问题。 化学镀铜的成本往往由于未充分利用而相差很大。一个不连续生产的槽液的成本比一个连续生产的槽液高几倍。因此,化学镀铜工艺一直是困扰PCB制造者的问题。

低合金高强钢的焊接性

低合金高强钢的焊接性 钢铁研究总院田志凌 1 前言 低合金高强(HSLA)钢的焊接性主要包括两个方面,其一是裂纹敏感性,其二是焊接热影响区的力学性能。过去40年,在钢材焊接性的研究方面,我国几代科技工作者进行了卓有成效的工作[1-5]。 在过去的40年,HSLA钢取得了显著进展,精炼技术、微合金钢技术、控轧控冷技术、形变热处理(TMCP)等一些先进技术的应用,使得现代HSLA钢的焊接性大大改善,尤其是HAZ冷列裂纹敏感性大大降低,粗晶区韧性大幅度提高,高效率、大线能量焊接工艺得以应用。然而,新的问题也伴随着出现,如母材的低碳当量高强度化使得冷裂纹从HAZ转移到焊缝金属中,多层焊接头中的局部脆性区问题等。本文将论述HSLA钢制造技术的进步给焊接性带来的变化,以及技术发展趋势。 2 HSLA钢的技术进步及其对焊接性的改善 过去40年,低成本、高性能是钢铁行业技术进步的主要发展方向,从焊接性的角度来看,影响最大的是精炼技术和轧制技术。 2.1 精炼技术的影响 焊接热裂纹、液化裂纹曾经是低碳钢、低合金钢焊接的一个重要问题,随着铁水预处理、碱氧炉炼钢、钢包精炼、真空精炼等精炼技术的采用,钢中S、P等杂质元素的含量越来越低,热裂纹、液化裂纹发生的频率已降得非常低。 以管线钢为例,目前的超纯净冶炼技术能够达到如下水平: P≤20ppm, S≤5ppm, N≤20ppm, O≤10ppm, H≤1.0ppm 此外,上世纪80年代以来,模铸已逐渐被连铸所代替,2001年我国的连铸比已超过90%,高均匀性连铸技术的应用,大大降低了铸坯中间偏析。 一方面,S、P等杂质元素的含量越来越低,另一方面,杂质元素的偏析程度越来越小,因此,HSLA钢焊接性评定中已不再进行热裂纹、液化裂纹敏感性评定。 2.2 轧钢技术和微合金化的影响 在上世纪五、六十年代,最广泛应用的结构钢就是C-Mn钢,钢材的强度主要靠提高C 的含量和合金元素的含量来实现,强度越高,冷裂纹敏感性就越大。 控制轧制的应用始于六、七十年代,控制轧制与正火处理相结合,能够降低钢的碳当量,提高钢材的抗裂性能,同时HAZ的韧性也得到了一定程度的提高。然而,生产力的发展要求采用大线能量焊接,如造船业,焊接效率是加快制造进度、降低成本的关键因素,而对于轧制原有状态和正火状态钢而言,大线能量焊接使得HAZ晶粒变得粗大,同时在粗晶区形成韧性很差的上贝氏体组织,针对这一技术问题,确立了Ti处理技术(1975年之前):根据钢中存在的氮(N)量,适当加入Ti,使TiN成细粒状均匀分布,TiN能够抑制奥氏体晶粒长大,促进晶内铁素体的形核。基于同一机理,微合金化技术得以发展,利用Nb, V, Ti 等微量元素形成细小的碳氮化物生产的细晶粒钢,能够适应较大线能量焊接,图1为Nb, V, Ti三种微合金元素形成的第二相粒子的溶解曲线,由此可见TiN对晶粒长大的阻力最大,Nb(CN)次之,VC最小。

镀铬的种类

镀铬有两种的,一种是装饰铬,一种是硬铬。 镀硬铬是比较好的一种增加表面硬度的方法,但是它的优缺点很多,所以好多情况下都没采用。 优点一,表面光洁度好,优点二,不会生锈,一点锈斑都不会有;三,镀的过程中原零件变形小。四,如果零件尺寸不到位,可以通过加几丝铬来达到尺寸。优点五,表面比较美观等等 缺点一,价格高,不光镀的费用高,而且镀后还要再加工。缺点二,不适合表面比较复杂的零件,缺点三,厚度太薄,一般只有0。05-0。15mm左右,缺点四,对零件表面的光洁度要求比较高等等 镀硬铬一般采用比较多的是常在高温条件下使用的机械,如:模具等 镀装饰铬顾名思义,主要目的就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等。 根据其目的来判断要镀那种铬 下面说说应用: 镀铬层的分类及应用 (一)防护–装饰性镀铬层 俗称装饰铬或光亮铬,是在光亮的中间层表面上镀覆的薄层铬(0.25—0.5μn),与防护性底层一起构成防护–装饰性镀铬层。广泛用可汽车、自行车、家用电器、日用五金制品、仪器仪表等行业。经过抛光的镀铬层具有很高的反射系数,可用来制作反光镜。 (二)硬铬镀层 亦称耐磨铬镀层,具有极高的硬度和耐磨性,镀覆在工件表面可提高其耐磨性,延长使用寿命,如工、模、量、卡具和一些轴类、切削刀具等常镀硬铬。硬铬镀层还常用来修复被磨损零件的公差尺寸。 (三)乳白铬镀层镀铬层呈乳白色无光泽,镀层韧性好,孔隙少,裂纹少,色泽柔和,消光性能好,但硬度较低,常用于量具和仪器面板等镀铬。在乳白铬镀层表面再镀覆硬铬镀层称为双层铬镀层。它兼有乳白镀铬层和硬铬镀层的特点,多用于镀覆既要求耐磨又要求耐磨蚀的零部件。 (四)松孔铬镀层 在硬铬镀层的基础上,用化学或电化学方法将镀铬层的裂纹进一步加宽加深,以便贮存润滑油脂,提高工件表面抗摩擦和磨损的能力。常用于承受重压的滑动摩擦表面的镀覆,如内燃机汽缸筒内腔、活塞环等。 (五)黑铬镀层 亦称耐磨铬镀层,具有极高的硬度和耐磨性,镀覆在工件表面可提高其耐磨性,延长使用寿命,如工、模、量、卡具和一些轴类、切削刀具等常镀硬铬。硬铬镀层还常用来修复被磨损零件的公差尺寸。

低合金钢分类

低合金钢分类 文章来源:钢铁E站通低合金钢分类 根据国家标准GB/T 13304《钢分类》第二部分“钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类”,低合金钢分类如下。 低合金钢按主要质量等级分为普通质量低合金钢、优质低合金钢、特殊质量低合金钢三类: (1)普通质量低合金钢 普通质量低合金钢是指不规定生产过程中需要特别控制质量要求的供作一般用途的低合金钢。应同时满足下列条件: 1)合金含量较低(符合对低合金钢的合金元素规定含量界限值的规定); 2)不规定热处理(退火、正火、消除应力及软化处理不作为热处理对待); 3)如产品标准或技术条件中有规定,其特性值应符合下列条件: 硫或磷含量最高值:≥%; 抗拉强度最低值:≤690MPa; 屈服点或屈服强度最低值:≤360MPa; 伸长率最低值:≤26%; 弯心直径最低值:≥2×试样厚度; 冲击功最低值(20C,V型纵向标准试样):≤27J。 注:①力学性能的规定值指厚度为3~16mm钢材的纵向或横向试样测定的性能。 ②抗拉强度、屈服点或屈服强度特性值只适用于可焊接的低合金高强度结构钢。 4)未规定其他质量要求。 普通质量低合金钢主要包括: ①一般用途低合金结构钢,规定的屈服强度不大于360MPa,如GB/T 1591规定的 Q295A、Q345A;

②低合金钢筋钢,如GB 1499规定的20MnSi、20MnTi、20MnSiV、25MnSi、 20MnNbb; ③铁道用一般低合金钢.如GB 11264规定的低合金轻轨钢45SiMnP、50SiMnP; ④矿用一般低合金钢,如GB/T 3414规定的M510、M540、M565热轧钢。 (2)优质低合金钢 优质低合金钢是指除普通质量低合金钢和特殊质量低合金钢以外的低合金钢,在生产过程中需要特别控制质量(例如降低硫、磷含量,控制晶粒度,改善表面质量,增加工艺控制等),以达到比普通质量低合金钢特殊的质量要求(例如良好的抗脆断性能、良好的冷成形性能等),但这种钢的生产控制和质量要求,不如特殊质量低合金钢严格。 优质低合金钢主要包括: ①可焊接的高强度结构钢,规定的屈服强度大于360MPa而小于420MPa的一般用途低合金结构钢,如GB/T 1591规定的Q295B、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E、 Q390A、Q390B、Q390C,Q390D、Q390E; ②锅炉和压力容器用低合金钢,如GB 713规定的16Mng、12Mng、15MnVg; YB/T5139规定的16MnR;GB 6653规定的HP295、HP325、HP345、HP365;GB 6654规定的16MnR、15MnVR、15MnVNR;GB 6479规定的16Mn、15MnV; ③造船用低合金钢,如GB 712规定的AH36、DH36、EH36; ④汽车用低合金钢,如GB/T3273规定的09MnREL、06TiL、08TiL、09SiVL、16MnL、16MnREL: ⑤桥梁用低合金钢,如YB 168规定的12Mnq、12MnVq、16Mnq、15MnVq、 15MnVNq,YB(T)10规定的16Mnq、16MnCuq、15MnVq、15MnVNq; ⑥自行车用低合金钢,如YB/T 5064、YB/T 5066、YB/T 5067、YB/T 5068规定的 12Mn、15Mn、19Mn;

电镀种类及介绍

常用电镀技术指标 电镀技术常用术语 电镀层种类 硬铬在严格控制温度与电流密度(较装饰镀铬高)的条件下,从镀铬液中获得的硬度较高、耐磨性好的硬铬层。 乳色铬通过改变镀铬溶液的工作条件,获得的孔隙少、具有较高抗蚀能力、而硬度较低的乳白色铬镀层。 氧化及钝化 阳极氧化通常指铝或铝合金制品或零件,在一定的电解液中和特定的工作条件下作为阳极,通过直流电流的作用,使其表面生成一层抗腐蚀的氧化膜的处理过程。 磷化钢铁零件在含有磷酸盐的溶液中进行化学处理,使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的处理过程。 发蓝钢铁零件在一定的氧化介质中进行化学处理,使其表面生成一层蓝黑色的保护性氧化膜的处理过程。 化学氧化在没有外电流作用下,金属零件与电解质溶液作用,使其表面上生成一层氧化膜的处理过程。 电化学氧化以浸入一定的电解质溶液中的金属零件作为阳极,在直流电作用下,使其表面生成氧化膜的电化学处理过程。 化学钝化在没有外电流作用下,金属零件与电解质溶液作用,使其表面上生成一层钝化膜的处理过程。 电化学钝化以浸入一定电解质溶液中的金属零件作为阳极,在直流电作用下,使其表面生成一层钝化膜的处理过程。 电解 电解在外电流通过电解液时,在阳极和阴极上分别进行氧化和还原反应,将电能变为化学能的过程。

阳极电解以零件作为阳极的电解过程。 阴极电解以零件作为阴极的电解过程。 镀前处理 化学除油在含碱的溶液中,借助皂化和乳化作用,除去零件或制品表面油垢的过程。 有机溶剂除油利用有机溶剂对油垢的溶解作用,除去零件或制品表面油垢的过程。 电化学除油(即电解除油)在含有碱的溶液中,以零件作为阳极或阴极,在电流作用下,除去零件或制品表面油垢的过程。 化学酸洗在含酸的溶液中,除去金属零件表面的锈蚀物和氧化物的过程。 化学抛光金属零件在一定组成的溶液中和特定条件下,进行短时间的浸蚀,从而将零件表面整平,获得比较光亮的表面的过程。 磨光利用磨轮来磨削零件表面上的粗糙不平处,从而提高零件表面的平整程度的过程。机械抛光借助于粘有精细磨料和抛光膏的高速抛光轮,对零件进行轻微磨削和整平,从而获得光亮表面的机械加工过程。 喷砂利用净化的压缩空气,将干砂流强烈的喷射到金属零件表面以进行清理或粗化的加工过程。 电镀 电流密度一般指电极(如电镀零件)单位面积表面通过的电流值,通常用A/dm2作为度量单位。 极化通常指直流电流通过电极时,电极电位偏离其平衡电位的现象。在电流作用下,阳极的电极电位向正的方向偏移,称为阳极极化;阴极的电极电位向负的方向偏移,称为阴极极化。 氢脆零件在电化学除油、强侵蚀、电镀等过程中,由于被还原后的部分氢以原子氢的状态渗入基体金属或镀层中形成应力,使基体金属及镀层的韧性下降而产生脆性的现象。 镀层粗糙由于主盐浓度、镀液pH值、温度与电流密度等控制不当,以及固体杂质过多,所造成的镀层结晶粗大、细微不平的现象。

低合金钢定义

低合金钢定义 中国钢产量已突破6亿吨,钢材数量不再是主要矛盾,钢材品种结构不合理的矛盾十分突出。当前行业的主要任务是努力提高产品的市场竞争力,站在可持发展的新起点上,把大力开发低合金钢列入发展战略的重要内容。许多普钢企业在钢材品种结构调整和编制科技发展规划中,已意识到低合金钢生产是提高产品技术含量和附加值的关键,对低合金钢开发中碰到的种种问题心中无数,一些科技管理干部觉得“成也低合金钢,败也低合金钢”,迫切要求对低合金钢有个全面的了解。 按国际标准,把钢区分为非合金钢和合金钢两大类,非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类,钢中除了铁和碳以外,还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al,杂质元素P、S及气体N、H、O等。合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V,并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。原则上讲,合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢,顾名思义,以含有合金元素的总量来加以区分,总量低于3%称为低合金钢,5~10%为中合金钢,大于10%为高合金钢。在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢,全国31家特钢企业专门生产这类钢,如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢,还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等等。 在钢的分类上,近年虽努力向国际通用标准靠拢,但还有许多不

同之处。 ①随着特钢向“特”、“精”、“高”发展,向深加工方向延伸,特钢的领域越来越窄。美国特钢协会将特钢定位在工模具钢、不锈钢、电工钢、高温合金和镍合金。日本把结构钢和高强度钢归并在特钢范畴。随着中国普钢企业的技术改造和工艺进步,特钢企业的产品领域也在缩小,1999年普钢厂已生产特钢产品总量的34%。 ②国外的低合金钢,实际上是我们所熟悉的低合金高强度钢,属于特殊钢范畴,在美国叫做高强度低合金钢(HSLA—Steel),俄罗斯及东欧各国称为低合金建筑钢,日本命名为高张力钢。而在国内,首先是把低合金钢划入了普钢范围,概念上的区别导致在产品质量上的差异。在名称上也几经变化,如低合金建筑钢、普通低合金钢、低合金结构钢,至1994年叫做低合金高强度结构钢(GB/T1591—94)。到目前为止,从发表的资料文献来看,低合金钢的名称仍然随着国家、企业和作者而异。 ③低合金钢与碳素钢、低合金钢与合金钢之间,明确划出的概念是不存在的。在国外,50年代曾给低合金钢下过定义

电镀工艺流程简介

电镀工艺流程简介 2016-04-12 12:30来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部 电镀过程图电镀的种类很多,分类方法也不同,有单金属电镀(普通电镀、贵金属电镀)和合金电镀(二元合金、三元合金、四元合金电镀等)以及功能性电镀(赋予镀层某些特殊的性能的电镀)等,还有一些特殊的电镀工艺如非晶态电镀、复合电镀、电刷镀、化学镀等。但电镀工艺流程大致相同,一般包括镀前预处理,电镀及镀后处理三个主要阶段。 1).镀前预处理 目的是为了得到干净新鲜的金属表面,为最后获得高质量镀层作准备。主要进行脱脂,去锈蚀,去灰尘等工作。步骤如下﹕ 第一步:使表面粗糙度达到一定要求,可通过表面磨光,抛光等工艺方法来实现。 第二步:去油脂﹐可采用溶剂溶解以及化学﹐电化学等方法来实现。 第三步:除锈,可用机械,酸洗以及电化学方法除锈。 第四步:活化处理,一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理。 2)、电镀 1、把镀层金属接在阳极。 2、把镀件接在阴极。 3、阴阳极与金属正离子组成的电解质溶液相连。 4、通电后,阳极的金属会进行氧化反应(失去电子),溶液中的正离子则在阴极被还原(得到电子)成原子并积聚在阴极表层。 3)、镀后处理 (1)钝化处理。 所谓钝化处理是指在一定的溶液中进行化学处理,在镀层上形成一层坚实致密的,稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大大提高并能增加表面光泽和抗污染能力。这种方法用途很广,镀Zn、Cu等后,都可进行钝化处理。 (2)除氢处理。 有些金属如锌,在电沉积过程中,除自身沉积出来外,还会析出一部分氢,这部分氢渗入镀层中,使镀件产生脆性,甚至断裂,称为氢脆。为了消除氢脆,往往在电镀后,使镀件在一定的温度下热处理数小时,称为除氢处理。

低合金钢品种

低合金钢品种

微合金化钢知识讲座二低合金钢主要品种 编辑条目 第二部分低合金钢主要品种 2.1 焊接高强度钢 焊接高强度钢,又叫做可焊接低合金高强度结构钢,是低合金高强度钢钢类的主体。 它有三个基本属性: 第一,较低的碳含量,有良好的焊接性。 第二,屈服强度高于普通碳素钢,作为结构用材时,钢的屈服强度参与结构的强度设计。 第三。以高强度为基础,根据用途的不同要求,具有不同的特性,如抗时效、抗冲击、抗韧性撕裂,抗缺口敏感、耐火性等等。 我国的焊接高强度钢的主要钢种牌号已纳入GB /T1591—94中,由此派生的低合金专用钢分类及标准: 锅炉用钢 BG713—86,YBG741—87 压力容器用钢 GB5681—85,GB6653—86, GB6654—86 GB6655—86,GB6479—86,GB3513 造船用钢 GB712—88

汽车用钢 GB3273—82 桥梁用钢 YB(T)60—81 自行车用钢 GB3647—83,GB3696—83 保证厚度方向性能钢 GB5313 管材用钢 GB479—86,GB8162—87 GB8163—87,YB231—70 核能用钢 舰船用钢 兵器用钢等。 焊接高强度钢的合金设计,放在第一位考虑的是钢的强度,强化机制包括固溶强化、析出强化、细晶强化、位错及亚结构强化、以及相变的组织强化。此5种强化机制的组合,可以生产出屈服强度由295MPa~880Mpa不同级别的焊接高强度钢,以及不同强度和韧性匹配的强韧钢等级。 焊接性是焊接高强度钢的基本属性,要求在一定的焊接条件下,容易得到优良的焊缝及热影响区,具有与母材相当的力学性能和加工工艺性能。钢的化学成分对焊接性的影响从表2可见。提高焊接性能的有效措施是降低碳含量、降低P、S含量,选用适宜的合金元素。

常用电镀种类及介绍

一、电镀层种类 1、硬铬在严格控制温度与电流密度(较装饰镀铬高)的条件下,从镀铬液中获得的硬度较高、耐磨性好的硬铬层。 2、乳色铬通过改变镀铬溶液的工作条件,获得的孔隙少、具有较高抗蚀能力、而硬度较低的乳白色铬镀层。 二、氧化及钝化 1、阳极氧化通常指铝或铝合金制品或零件,在一定的电解液中和特定的工作条件下作为阳极,通过直流电流的作用,使其表面生成一层抗腐蚀的氧化膜的处理过程。 2、磷化钢铁零件在含有磷酸盐的溶液中进行化学处理,使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的处理过程。 3、发蓝钢铁零件在一定的氧化介质中进行化学处理,使其表面生成一层蓝黑色的保护性氧化膜的处理过程。 4、化学氧化在没有外电流作用下,金属零件与电解质溶液作用,使其表面上生成一层氧化膜的处理过程。 5、电化学氧化以浸入一定的电解质溶液中的金属零件作为阳极,在直流电作用下,使其表面生成氧化膜的电化学处理过程。 6、化学钝化在没有外电流作用下,金属零件与电解质溶液作用,使其表面上生成一层钝化膜的处理过程。 7、电化学钝化以浸入一定电解质溶液中的金属零件作为阳极,在直流电作用下,使其表面生成一层钝化膜的处理过程。 三、电解 1、电解在外电流通过电解液时,在阳极和阴极上分别进行氧化和还原反应,将电能变为化学能的过程。 2、阳极电解以零件作为阳极的电解过程。 3、阴极电解以零件作为阴极的电解过程。 四、镀前处理 1、化学除油在含碱的溶液中,借助皂化和乳化作用,除去零件或制品表面油垢的过程。 2、有机溶剂除油利用有机溶剂对油垢的溶解作用,除去零件或制品表面油垢的过程。 3、电化学除油(即电解除油)在含有碱的溶液中,以零件作为阳极或阴极,在电流作用下,除去零件或制品表面油垢的过程。 4、化学酸洗在含酸的溶液中,除去金属零件表面的锈蚀物和氧化物的过程。 5、化学抛光金属零件在一定组成的溶液中和特定条件下,进行短时间的浸蚀,从而将零件表面整平,获得比较光亮的表面的过程。 6、磨光利用磨轮来磨削零件表面上的粗糙不平处,从而提高零件表面的平整程度的过程。 7、机械抛光借助于粘有精细磨料和抛光膏的高速抛光轮,对零件进行轻微磨削和整平,从而获得光亮表面的机械加工过程。 8、喷砂利用净化的压缩空气,将干砂流强烈的喷射到金属零件表面以进行清理或粗化的加工过程。 五、电镀 1、电流密度一般指电极(如电镀零件)单位面积表面通过的电流值,通常用A/dm2作为度量单位。 2、极化通常指直流电流通过电极时,电极电位偏离其平衡电位的现象。在电流作用下,阳极的电极电位向正的方向偏移,称为阳极极化;阴极的电极电位向负的方向偏移,称为阴极极化。

碳钢及普通低合金钢的焊接

碳钢及普通低合金钢的焊接 1.什么是碳素钢?常用的有哪几种? 答:碳素钢也叫碳钢。常用焊接的有低碳钢(含C≤0.25%)和中碳钢 (含C=0.25%--0.60%);优质碳素结构钢(08、10、15、20、25、30、35、40、45)2.为什么叫普通低合金钢?它们是如何分类的? 答:在普通低合金钢中,除碳以外,还含有少量其他元素,如:锰、硅 、钒、钼、钛、铝、铌、铜、硼、磷、稀土等,性能发生变化,得到比一般碳钢更优良的性能,如:高强度钢、耐蚀钢、低温钢、耐热钢等。 3.什么是金属材料的机械性能? 答:强度、硬度、朔性、韧性、耐疲劳和蠕变性能等。 4.什么是钢材的工艺性能? 答:钢材承受各种冷热加工的能力,如:可切削性、可锻性、可铸性和可焊接性等。 5.什么是金属的焊接性? 答:在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。包括两方面的内容: 一是接合性能,又称工艺可焊性;二是使用性能,又称使用可焊性。 6.为什么ER50-6实心焊丝使用十分普遍?它适合哪些钢材? 答:ER50-6实心焊丝(如:唐山神钢MG-51T)适合的钢材有: 〈1〉普通碳素结构钢:Q215 Q235 Q255 Q275 〈2〉优质碳素结构钢: 08 10 15 20 25 30 35 40 45 15Mn 20Mn 25Mn 30Mn 35Mn 〈3〉碳素铸钢:ZG200-400H ZG230-450H ZG275-485H 〈4〉压力容器用碳素钢: 20R 〈5〉锅炉用碳素钢: 20g 〈6〉桥梁用碳素结构钢: 16q 〈7〉核压力容器用碳素钢: 20HR 〈8〉汽车制造用碳素结构钢: 08Al 15Al 〈9〉普通低合金高强度结构钢:Q295 (09MnV、09MnNb、09Mn2) Q345 (14MnNb、16Mn、16MnRE)Q390 (15MnV、15MnTi、16MnNb) Q420 (15MnVN、14MnVTiRE) 〈10〉船体用低合金高强度结构钢 AH32 DH32 EH32 AH36 〈11〉压力容器用低合金高强度结构钢 16MnR 15MnVR 15MnVNR 〈12〉锅炉用低合金高强度结构钢 16Mng 19Mng 22Mng 〈13〉桥梁用低合金高强度结构钢 16Mnq(16MnCuq)15MnVq 15MnVNq 〈14〉石油天然气管道用低合金高强度结构钢 S290 S315 S360 S380 S415 7.为什么低合金高强钢会出现裂纹?有哪些影响因素? 答:随含碳量和合金元素的增加,产生冷裂纹的敏感性增加。产生冷裂纹的三要素是:〈1〉焊接接头中产生淬硬的马氏体组织〈2〉焊接接头中扩散氢〔H〕含量高 〈3〉焊接接头中有较高的残余应力 8.为什么防止冷裂纹要采取工艺措施? 答:防止冷裂纹要采取的工艺措施有: 〈1〉建立低氢的焊接环境 〈2〉制定合理的焊接工艺和焊接顺序

碳素结构钢及低合金高强钢焊接方法一

真理惟一可靠的标准就是永远自相符合--- 碳素结构钢及低合金高强钢焊接方法(一))焊接(编者按:本文原为高力生教授、潘际銮院士和闫炳义高级技师 后的一个书”参加三峡总公司召开的“三峡工程金属结构焊接专家咨 询会面意见。编者将其节录整编成文予以发表,以期对三峡工程金属 结构焊接技术的提高有所裨益。本文已经原作者审阅1 可焊性好的钢种,其160Q216MnR和摘要:三峡工程压力钢管选用焊 接方法首选气保焊。设为首页在预制厂应推广实心焊丝气保焊,在实 验基础上推广药芯焊丝气保焊,推广气电立焊;在工地安装立足于手 工焊的基础上推广气保护焊。这些方法必将带来巨大的效益。 三峡工程目前正在施工的重要结构主要有电站压力钢管、水轮机座和 船闸门,其中水轮机座的施工工艺质量由国外公司负责,其余两项由 国内制造商和施工单位承包,闸门制造多由国内知名船厂承担,具焊

接工艺比较成熟,相对船体制造的没备和工艺已不是什么难事;由于材料的低合金钢,所以今后的主要问题是工地安装时,(Q345)为强度级别较低如何提高效率,降低成本。14压力钢管的制作和安装将成为主要矛盾,工程前期共有压力钢管低合金高强610U2,上段为由于材料复杂22500t条,约,(16MnR下段为 真理惟一可靠的标准就是永远自相符合--- ,安装位(φ12499mm)58mm),特别是管道直径大钢),板厚度大(最厚达置复杂,因此不同于常规管道的制作和安装。三峡工程金属此次有幸参加了三峡开发总公司工程建设部组织的“,受益匪浅,但由于时间太短,会前对几个承结构焊接技术专家咨询会”包单位的工作和试验资料未及仔细学习,所以有些意见未能允分表达,现对有些观点加以说明。1.三峡工程压力钢管的选材思想和实践是成功2 都是可焊性60kg级的610U2的上段选用16MnR、下段选日本NKK(CF

常见电镀金属膜介绍

电镀 电镀是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。 根据不同的应用需求,制件表面电镀金属膜会有不同材质,常见的金属膜有如下几种: 镀锌:零件上镀锌的主要作用是防腐蚀,用量占全部电镀零件的三分之一到一半,是所有电镀品种中产量最大的一个镀种。与其他金属相比,锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属,属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件,特别是防止大气腐蚀,并用于装饰。镀锌具有成本低、抗蚀性好、美观和耐储存等优点,在轻工、电机、农机和国防等工业中得到广泛应用。 镀铜:常作为其他镀层的中间层,以提高表面镀层和基体金属的结合力。一般打底用,增进电镀层附着能力,及抗蚀能力。但是铜容易氧化,氧化后,铜绿不再导电,所以镀铜产品一定要做铜保护。在电力工业中,也可用铁丝镀厚铜来代替纯铜导线,来减少铜的耗用量。 镀镉:钢铁零件上镀镉,有利于产品在海洋和湿热打气环境中使用,一般航空、航海及电子工业中的零件大多采用镀镉。但镉盐有毒,对环境有污染,导致应用受到限制。 镀锡:增进焊接能力,广泛应用于食品罐头包装制品、饮具、餐具及电子工业中很多需要钎焊的零件,锡的腐蚀产品对人类也无害。

镀镍:打底用或做外观,增进抗蚀能力及耐磨能力,(其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬)。镀镍的应用面很广,可用于防护装饰性,可用于自行车、钟表、家用电器汽车灯零件的防护装饰,还可以用于易磨损产品的修复电镀。(注意,许多电子产品,比如DIN头,N头,已经不再使用镍打底,主要是由于镍有磁性,会影响到电性能里面的无源互调) 镀金:改善导电接触阻抗,增进信号传输。(金最稳定,也最贵。) 镀银:改善导电接触阻抗,增进信号传输。(银性能最好,容易氧化,氧化后也导电) 镀铬:镀铬层有很高的硬度和优良的耐磨性及较低的摩擦系数,铬在大气中能长久保持光泽,在碱液、硝酸、硫酸及许多有机酸中不发生反应,故镀铬常用于防护装饰性镀层,防止集体金属生锈和美化外观,也常用于提高制品的耐磨性或修复磨损。

碳素钢及低合金钢焊接工艺标准

低碳钢及低合金钢焊接施工工艺标准 1 适用范围 本工艺标准适用于低碳钢和低合金强度用钢(热轧、正火低合金钢)手工电弧焊、埋弧自动焊、手工钨极氩弧焊及熔化极气体保护焊的焊接施工。 2 施工准备 2.1 技术准备(施工标准、规范) 2.1.1 《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235 2.1.2 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236 2.1.3 《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501 2.1.4 《焊条质量管理规程》JB3223 2.1.5 《钢制压力容器》GB150 2.1.7 《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708 2.1.8 《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709 2.1.9 《压力容器无损检测》JB4730 2.2 作业人员 注:焊工合格证考核按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规侧》和《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236第5条进行考试。 2.3 材料检查验收 2.3.1 工程材料 2.3.1.1 焊接工程所采用的材料,应符合设计文件的规定。 2.3.1.2 材料应具有出厂合格证和质量证明书。其检验项目及技术要求标准应符合国家标准或行业标准。 2.3.1.3 材料入库前应核对材料牌号和质量证明书。并按相应国家标准或行业标准进行检查和验收2.3.1.4 国外材料应符合合同规定的材料标准,并按相应材料标准进行复验。 2.3.2 焊接材料 2.3.2.1 焊条应符合国家现行的《碳钢焊条》GB5117,《低合金钢焊条》GB5118。 2.3.2.2 焊丝应符合国家现行的《焊接用钢丝》GB1300,《二氧化碳气体保护焊用焊丝》GB8110,焊剂

合金钢简介.doc

低合金钢简介 目录 第一部分 参考文献 (1) 第二部分 低碳合金钢的发展和应用 (1) 2.1低碳合金钢的发展 (1) 2.2低碳合金钢的应用 (2) 第三部分 低碳钢的简介 (3) 第四部分 低碳合金高强度钢的焊接性 (4) 4.1焊接热影响区组织和性能 (4) 4.2热应变脆化 (4) 4.3冷裂纹敏感性 (5) 4.4热裂纹敏感性 (5) 4.5再热裂纹敏感性 (5) 4.6层状撕裂倾向 (5) 第五部分 Q345钢焊接工艺 (6) 5.1材料介绍 (6) 5.2焊接施工流程 (6) 5.3焊接工艺参数的选择 (7) 5.31焊接材料的选用 (7) 5.32坡口形式 (7) 5.33焊接方法的选择 (7) 5.34焊接热输入的控制 (8) 5.35焊接接头的力学性能 (8) 5.36焊接电流 (9) 5.37预热温度:预热及焊道层间温度 (9) 5.38焊后热处理参数 (10) 第六部分 总结 (11) Q345焊接工艺总结 (11)

低合金钢的焊接工艺分析 参考文献: 焊接冶金学-材料焊接性机械工业出版社李亚江 金属焊接性基础化学工业出版社孟庆森 金属学与惹出了机械工业出版社崔忠圻覃耀春 金属工艺学哈尔滨工业大学出版社邢忠文张学仁 金属材料焊接工艺机械工业出版社李荣雪 金属材料焊接工艺化学工业出版社雷玉成 结构钢的焊接冶金工业出版社荆洪阳(译)1.低合金钢的发展和应用 随着科学的发展和技术的进步,焊接结构设计日趋向高参数、轻量化及大型化发展,对钢材的性能提出可越来越高的要求。低合金钢由于性能优异和经济效益显著,在焊接结构中得到了越来越广泛的应用。 低合金钢的发展大体经历了三个阶段。20世纪20年代以前,工程上钢结构的制造主要采用铆接,设计参数主要是抗拉强度。钢的强化主要是靠碳以及单一合金元素,如Mn、Si、Cr等,总质量分数达到2%~3%,甚至更高一些。20世纪20~60年代,钢结构制造中逐步采取了焊接技术,设计参数要考虑材料的屈服强度、韧性、和焊接性要求。为了防止焊接裂纹,刚的化学成分低碳多合金化发展方向,碳的质量分数一般在0.2%一下,含2~4个有利于焊接性的合金元素并铺以热处理强化等工艺措施。20世纪70年代以后,低合金高强度钢得到快速发展,钢中碳的质量分数降低到0.1%一下,有的钢向超低碳含量方向发展。Ti、V、Nb等合金微量元素逐步引起关注,而且像多元复合合金化方向发展。 现代低合金钢的重大进展,自20世纪70年代以来,世界范围内低合金高强度钢的发展进入了一个全新时期,以控制轧制技术和微合金化的冶金学为基础,形成了现代低合金高强度钢即微合金化钢的新概念。进入80年代,一个涉及广泛工业领域和专用材料门类的品种开发,借助于冶金工艺技术方面的成就达到了顶峰。在钢的化学成分—工艺—组织—性能的四位一体的关系中,第一次突出了钢的组织和微观精细结构的主导地位,也表明低合金钢的基础研究已趋于成熟,以前所未有的新的概念进行合金设计。 低合金钢的应用,低合金钢在建筑、桥梁。工程机械等产业不能得到广泛的应用。当合金钢用于桥梁、海上建筑和起重机械等重要焊接结构时,应根据结构的最低温度提出冲击韧度的要求。对于在大气环境下工作的低合金结构钢,冲击吸收功(0℃、V形缺口冲击试样)至少应达到27J的最对要求。 对于车辆、船舶、工程机械的运动结构,减轻自重可以节约能源,提出运载能力和工业效率。因此采用焊接性好的低碳调质钢可以促进工程结构向大量化、轻量化和高效能方向发展。由于壁厚减薄,重量减轻,从而减少了焊接工作量,为野外施工,吊装创造了条件。这类钢强韧性和综合性能好,可以大大提高设备的耐用性,延长期使用寿命。WCF-80钢是我国继WCF-62之后开发的焊接裂纹敏感性小的高强度焊接结构钢,这种钢具有很高的抗冷裂纹和低温韧性,主要用于大型水电站、石化和露天煤矿等。 抗拉强度700MPa的低碳调质钢又较好的缺口冲击韧度,可用于低温下服役

常用镀种简介:镀镍

常用镀种简介:镀镍 内容: 最近的十几年间,我国的光亮镀镍工艺、高装饰重防护的多层镍铬工艺、黑镍、沙面镍、深孔镍的开发与应用迅猛发展,是电镀行业中的热门话题。十分重要的一个原因是我国摩托车、汽车及其他制造业飞速发展,全国约1600多万辆摩托车生产,汽车铝轮毂的电镀加工不仅推动了光亮镀镍工艺的发展,同时也促进了多层镍铬体系的工业化应用,仅广东省年消耗金属镍阳极达8000余吨。BASF在十余年前推出十余种镀镍中间体。成功地占领了镀镍光亮剂市场,与此同时,国际镍公司INCO推出高品质的多种镍阳极和镍盐,这些都大大加速了我国光亮镀镍工艺与多层镀镍工艺的发展,其他的国外品牌如美国的PMC公司推出部分Ni,Cu,Zn光亮剂中间体,天津的天海公司引进印度的系列镀Ni 中间体,德国Dillenberg 公司亦有中间体与光亮剂在国内销售。国际著名的Atotech 、OMI、 Canning以及我国深圳华美公司,深圳天泽公司的镀镍光亮剂行销全国,广泛应用。 我国的镀镍光亮剂由上海轻工业研究所,上海轻工业专科学校,上海长征电镀厂,武汉材保所,广州电器科学研究所研究较早,著名的791、BE、871都是二十年前的著名品牌。 武汉材保所、广州电器科学研究所、上海长征电镀厂还在多层镍铬组合镀层方面作了十余年研究应用。这里特别要提到的是武汉材保所积近四十年开发研究涂层测厚的理论与实践,供给客户系列化的step多层镍层间电位差测量装置,促进了我国多层镀镍工艺的工业应用。 他们最近研制的DJH-G 3000型电解式测厚仪,采用Windows XP 操作系统,全新数字化测量平台,大型LCD动态显示测量过程与结果。还对测量结果储存;统计分析及打印报告能精确测量多种金属与非金属基体上的单金属、合金、复合镀层以及多层镍和层间电位差,分辩率达0.01μm;最新开发的ZD-B智能电解测厚仪除了包罗镀层厚度,层间电位差的测量与记录之外,还可以测量电极过程的动态极化曲线,非常适用于大企业,高校和科研单位应用。 武汉风帆表面工程有限公司,率先工业制造丙烷磺内酯,实现镀镍光亮剂重要中间体PPS的工业化生产销,打破了外国公司的垄断和PPS 依赖进口的局面,并出口东南亚和北美,同时为酸性铜光亮剂的新中间体研制奠定了基础。该公司工业化生产镀镍光亮剂中间体20余种。 镀镍光亮剂中间体 广东达志化工有限公司,利用自己的区位优势,在镀镍光亮剂中间体研发上做了不少工作,特别是镀镍中间体结构特点与性能的关系。为适应市场对普通光亮镍、高整平镍、高光亮镍、乌光亮镍、高走位白亮镍的需求,共推出32个镀镍光亮剂中间体,化学名称与代号如表:常用镀镍中间体性能分类 商品名称化学成份用途添加量 (mg/l) 消耗量(g/KAH) BOZ 1,4丁炔二醇镍长效光亮剂 100-200 12

Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析

Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析 蔺云峰(山西焦煤霍煤电集团机电总厂,山西霍州,031412) 摘要:介绍了Q460低合金结构钢的主要成分、力学性能,给出了焊接Q460低合金高强度钢的焊接应选用的焊接材料和焊接设备,对焊接过程中存在的主要问题提出了解决的办法。关键词:Q460;焊接工艺;焊接性能 液压支架的作用是有效地支撑工作面的顶板,隔离采空区,防止矸石进入回采工作面和推进输送机。它与采煤机和输送机配套使用,实现采煤综合机械化。其使用寿命取决于本身结构的质量。由于支架结构件工作环境恶劣,使用过程中承受动、静载荷,存在应力腐蚀现象等。为了保证支架结构件在使用过程中动作可靠,支架尺寸稳定性的要求,以及预防焊接过程中产生冷裂纹、热裂纹及气孔现象,我公司液压支架结构件大多采用Q460低合金高强度钢。经过反复试验,我们完善了Q460低合金高强度钢的焊接工艺。 1.Q460低合金结构钢主要成分及力学性能 (1)Q460低合金高强度钢是在16Mn钢的基础上加入Cr,Ni,V,Ti等合金元素炼制而成。钒和钛的加入,能使钢材强度增高,同时又能细化晶粒,减少钢材的过热倾向。Q460低合金高强度结构钢的力学性能见表1,Q460低合金高强度结构钢的成分见表2。 (2)焊接性分析。低合金钢焊接具有热裂纹、冷裂纹、淬硬倾向及氢致裂纹敏感性强等主要特点。碳当量是判断焊接性最简便的方法之一。碳当量是指把钢中合金元素(包括碳的含量)按其作用换算成碳的相当含量。随着碳当量的增加,钢的塑性急剧下降,并且在高应力的作用下,产生焊接裂纹的倾向也大为增加,焊接时有明显的淬硬倾向。因此焊接时,需较小的热输入。同时,氢致裂纹是低合金结构钢焊接接头最危险的缺陷,所以需要采取适当预热,控制线能量等工艺措施。 表1 Q460低合金高强度结构钢的力学性能 牌号屈服强度σs/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率δ5/% Q460 460 550~720 17 表2 Q460低合金高强度结构钢的成分(%) w(C)w(Si)w(Mn)w(S)w(P)5w(Cr)w(Ni)w(Ti)w(Nb) ≤0.2 ≤0.55 1.0~1.7 ≤0.035 ≤0.03 ≤0.7 ≤0.7 0.02~0.2 0.015~0.06 2.焊接材料及焊接设备的选用 (1)结合性能与使用性能是选用焊材的决定因素。对焊缝的力学性能要求,抗拉强度就是由结合性能与使用性能决定的。同时,考虑等强度的原则,选择H08MnMoA焊丝. (2)点焊时选用E5515碱性焊条,此焊条熔敷金属抗拉强度最小值为550MPa,适用于全位置焊接,药皮为低氢钠型。采用直流反接焊接。用此焊条,由于脱氧完全,合金过渡容易,能有效地降低焊缝中的氢、氧、硫;焊缝中的力学性能和抗裂性能均比酸性焊条好。焊接时采用短弧焊。 (3)焊接设备选用OTC500CO2气体保护焊机。采用CO2气体保护焊的焊接方法,其焊接效率高,没有熔渣,熔池可见度好,热量集中,焊接热影响区窄,焊接变形小,焊接接头含氢量低。焊接工艺参数见表4 焊接焊丝直径/焊丝伸出长度/焊接电流/电弧电压气体流量/ 层次mm mm A /V (L/min) 打底焊 1.2 20 90~110 18~20 10~15 填充焊 1.2 20 220~240 24~26 20

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