Soldabilidade refere-se à capacidade de materiais homogêneos ou materiais diferentes de serem soldados para formar juntas completas e atender aos requisitos de uso esperados sob as condições do processo de fabricação. Os princípios de avaliação da soldabilidade incluem principalmente: (1) avaliar a tendência das juntas soldadas de produzir defeitos de processo para fornecer uma base para formular procedimentos de soldagem razoáveis; (2) avaliar se as juntas soldadas podem atender aos requisitos de desempenho estrutural.
UM. Soldabilidade do aço estrutural de liga
1. Aço de alta resistência: Aço com limite de escoamento σs maior ou igual a 295 MPa pode ser chamado de aço de alta resistência.
2. O efeito de fortalecimento da solução sólida de Mn é muito significativo. Quando ωMn Menor ou igual a 1,7%, pode melhorar a tenacidade e reduzir a temperatura de transição quebradiça. Si reduzirá a plasticidade e a tenacidade. Ni não apenas fortalece a solução sólida, mas também melhora a tenacidade e reduz muito a temperatura de transição quebradiça. elemento, comumente usado em aços de baixa temperatura.
3. Aço laminado a quente (aço normalizado): aço de baixa liga e alta resistência com limite de escoamento de 295-490 MPa, que geralmente é fornecido e usado em estado laminado a quente ou normalizado.
4. Princípios de projeto de juntas soldadas de aço de alta resistência: O aço de alta resistência é selecionado com base em sua resistência, então o princípio das juntas soldadas é que a resistência das juntas soldadas é igual à resistência do metal base (o princípio da resistência igual), os motivos são:
① A resistência das juntas soldadas é maior que a do metal base. Resistência, tenacidade plástica diminuída;
② igual à mesma vida;
③ menor que, a resistência da junta é insuficiente.
5. Soldabilidade do aço laminado a quente e normalizado: O aço laminado a quente contém uma pequena quantidade de elementos de liga e geralmente tem pouca tendência a trincas a frio. Como o aço normalizado contém mais elementos de liga, a tendência ao endurecimento aumenta. Com o aumento do equivalente de carbono do aço e da espessura da chapa, a temperabilidade e a tendência a trincas a frio aumentam. Fatores de influência:
(1) equivalente de carbono;
(2) tendência ao endurecimento;
(3) a maior dureza da zona afetada pelo calor, a maior dureza da zona afetada pelo calor é um método simples para avaliar a tendência de endurecimento e a suscetibilidade à trinca a frio do aço.
6. Trincas SR (eliminação de trincas por tensão, trincas por reaquecimento): Para estruturas soldadas, como vasos de pressão de paredes espessas de aço normalizado contendo Mo, durante o tratamento térmico de alívio de tensão pós-soldagem ou o processo de reaquecimento pós-soldagem, outro tipo de trinca pode aparecer. forma de trincas.
7. Tenacidade é uma propriedade que caracteriza a facilidade com que trincas frágeis são geradas e propagadas por metais.
8. Dois aspectos devem ser considerados na seleção de materiais de soldagem para aço de baixa liga:
① Não deve haver defeitos de soldagem, como rachaduras;
②Pode atender aos requisitos de desempenho.
A soldagem de aço laminado a quente e aço normalizado é geralmente baseada na seleção de materiais de soldagem de acordo com seus níveis de resistência. Os pontos de seleção são os seguintes:
①Selecione o nível correspondente de material de soldagem que corresponda às propriedades mecânicas do metal base;
② Considere a influência da taxa de fusão e da taxa de resfriamento ao mesmo tempo;
③ Considere o efeito do tratamento térmico pós-soldagem nas propriedades mecânicas da solda.
9. O princípio de determinação da temperatura de revenimento após a soldagem:
① Não exceda a temperatura de têmpera original do metal base para não afetar o desempenho do próprio metal base;
②Para materiais temperados, evite a faixa de temperatura onde ocorre a fragilidade da têmpera.
10. Aço temperado e revenido: temperado + revenido (alta temperatura).
11. O uso de "correspondência de baixa resistência" para soldagem de aço de alta resistência pode melhorar a resistência a rachaduras da área soldada.
12. Duas questões básicas devem ser observadas ao soldar aço temperado e revenido de baixo carbono:
① A taxa de resfriamento durante a transformação da martensita não deve ser muito rápida, para que a martensita tenha um efeito de auto-temperamento para evitar a geração de trincas a frio;
② É necessário que a taxa de resfriamento entre 800 graus e 500 graus seja maior que a taxa crítica para produzir uma estrutura mista quebradiça.
Os problemas a serem resolvidos na soldagem de aços de baixo carbono temperados e revenidos:
① evitar rachaduras; ② melhorar a tenacidade do metal de solda e da zona afetada pelo calor, garantindo que os requisitos de alta resistência sejam atendidos.
13. Para aços de baixa liga com baixo teor de carbono, aumentar a taxa de resfriamento para formar martensita de baixo carbono é benéfico para garantir a tenacidade.
14. A adição de elementos de liga em aço temperado e revenido de médio carbono desempenha principalmente o papel de garantir temperabilidade e melhorar a resistência ao revenimento, e o verdadeiro desempenho de resistência depende principalmente do teor de carbono. Principais características: alta resistência específica e alta dureza.
15. Existem três maneiras de melhorar a resistência térmica do aço perlítico resistente ao calor:
① A matriz é reforçada com solução sólida e elementos de liga são adicionados para fortalecer a matriz de ferrite. Os elementos Cr, Mo, W e Nb comumente usados podem melhorar significativamente a resistência térmica; ② Não. Fortalecimento por precipitação de duas fases: No aço resistente ao calor com ferrite como matriz, a fase de fortalecimento é principalmente carboneto de liga; ③ Fortalecimento do contorno de grão: adicionar elementos traço pode adsorver no contorno de grão, atrasar a difusão de elementos de liga ao longo do contorno de grão, fortalecendo assim os contornos de grão.
16. Os principais problemas existentes na soldagem de aço perlítico resistente ao calor são trincas a frio, endurecimento e amolecimento da zona afetada pelo calor e eliminação de trincas por tensão no tratamento térmico pós-soldagem ou uso prolongado em altas temperaturas.
17. A faixa de temperatura de -10 a -196 graus é chamada de "temperatura baixa" e quando é menor que -196 graus, é chamada de "temperatura ultrabaixa".
DOIS. Soldabilidade do ferro fundido
1. Três características principais do ferro fundido: amortecimento de vibração, absorção de óleo e resistência ao desgaste.
2. O desempenho do ferro fundido depende principalmente da forma, tamanho, quantidade e distribuição do grafite, e a estrutura da matriz também tem uma certa influência.
3. Ferro dúctil: matriz F + grafite esférico; ferro fundido cinzento: matriz F + grafite em flocos; ferro grafite vermicular: matriz + grafite vermicular; ferro maleável: matriz F + grafite floculante.
4. Se o eletrodo de aço de baixo carbono pode soldar ferro fundido: Não. Durante a soldagem, mesmo que a corrente seja pequena, a proporção do metal base na primeira solda é de 25%-30%. Se calculado de acordo com C=3% em ferro fundido, o teor de carbono na primeira solda é de 0.75%. %-0.9%, pertence ao aço de alto carbono, a martensita de alto carbono aparece imediatamente após o resfriamento da soldagem, e a HAZ soldada terá estrutura de boca branca, o que dificulta a usinagem.
5. Soldagem térmica a arco: As peças fundidas são pré-aquecidas a 600-700 graus e, em seguida, soldadas em um estado plástico. A temperatura de soldagem não é inferior a 400 graus. Para evitar rachaduras durante o processo de soldagem, o tratamento de alívio de tensão e o resfriamento lento são realizados imediatamente após a soldagem. Este processo de reparo de soldagem de ferro fundido é chamado de soldagem a arco.
6. Soldagem semitérmica: Quando a temperatura de pré-aquecimento é de 300-400 graus, é chamada de soldagem semitérmica.
TRÊS. Soldabilidade do aço inoxidável
1. Aço inoxidável: Aço inoxidável refere-se ao termo geral para aços de liga com alta estabilidade química e resistentes à corrosão pelo ar, água, ácidos, álcalis, sais e suas soluções e outros meios corrosivos.
2. As principais formas de corrosão do aço inoxidável são corrosão uniforme, corrosão por pites, corrosão por frestas e corrosão sob tensão. A corrosão uniforme se refere ao fenômeno de que todas as superfícies metálicas em contato com o meio corrosivo são corroídas; corrosão por pites se refere à corrosão local que ocorre na maioria das partes do material metálico sem corrosão ou corrosão leve, mas dispersa; corrosão por frestas, no eletrólito, como no oxigênio No ambiente iônico, quando há uma lacuna entre o aço inoxidável ou entre as superfícies em contato com objetos estranhos, o fluxo da solução na lacuna será lento, de modo que o Cl- local da solução formará uma bateria de concentração, o que fará com que o filme de passivação do aço inoxidável na lacuna adsorva Cl- e seja absorvido pelo filme de passivação. O fenômeno da falha local; corrosão intergranular, um fenômeno de corrosão seletiva que ocorre perto dos limites dos grãos; corrosão sob tensão, refere-se ao fenômeno de rachaduras frágeis do aço inoxidável sob a ação de meio corrosivo específico e tensão de tração, que é menor do que a resistência.
3. Medidas para evitar corrosão por pites:
1) Reduzir o conteúdo de íons cloreto e íons oxigênio;
2) Adicionar elementos de liga como cromo, níquel, molibdênio, silício e cobre ao aço inoxidável;
3) Evite trabalhos a frio para reduzir afloramentos de deslocamento. Possibilidade de corrosão por pites no local;
4) reduzir o teor de carbono no aço.
4. High-temperature properties of stainless steel and heat-resistant steel: brittleness at 475°C, mainly in ferrite with Cr>13%, aquecimento de longo prazo e resfriamento lento entre 430-480 graus, resultando em um aumento na resistência à temperatura ambiente ou temperatura negativa. Alta e tenacidade diminuída; fragilidade da fase σ, que é típica de 45% da fração de massa de Cr, composto intermetálico FeCr, não magnético, duro e quebradiço.
5. Resistência à corrosão de juntas soldadas de aço inoxidável austenítico:
1) corrosão intergranular;
2) corrosão intergranular na zona de sensibilização afetada pelo calor;
3) corrosão tipo faca.
6. Medidas para prevenir corrosão intergranular em soldas:
1) Por meio dos materiais de soldagem, o metal de solda pode se tornar ultrabaixo carbono ou conter elemento estabilizador Nb suficiente;
2) Ajuste a composição da solda para obter uma certa fase delta.
7. Corrosão intergranular na zona sensibilizada da zona afetada pelo calor: refere-se à corrosão intergranular que ocorre na posição onde a temperatura de pico de aquecimento está na faixa de aquecimento sensibilizada na zona afetada pelo calor da soldagem.
8. Corrosão em forma de faca: A corrosão intergranular gerada na zona de fusão é como uma incisão feita por uma faca, por isso é chamada de "corrosão em forma de faca".
9. Medidas para evitar corrosão tipo faca:
①Escolha metais básicos e materiais de soldagem com baixo teor de carbono;
② Adote aço inoxidável com estrutura de fase;
③Usando soldagem de pequena corrente para reduzir o grau de superaquecimento e a largura da área de soldagem de granulação grossa;
④ As soldas em contato com o meio corrosivo são finalmente soldadas;
⑤Soldagem cruzada; ⑥Aumente o teor de Ti e Tb no aço, de modo que haja Ti, Tb e carbono suficientes no contorno de grão da região de grão grosso soldada.
10. Por que a soldagem de baixa corrente é usada para aço inoxidável? Para reduzir a temperatura da zona afetada pelo calor da soldagem, evitar a ocorrência de corrosão intergranular da solda, evitar o superaquecimento do eletrodo e do fio, deformação da soldagem, estresse da soldagem, reduzir a entrada de calor, etc.
11. Três condições que causam corrosão sob tensão: ambiente, meio corrosivo seletivo e tensão de tração.
12. Medidas para evitar corrosão sob tensão:
1) Ajustando a composição química, o carbono ultrabaixo é benéfico para melhorar a capacidade de resistir à corrosão sob tensão e o problema de correspondência de composição e meio;
2) Remoção de tensões residuais de soldagem;
3) Corrosão eletroquímica, inspeção regular e remendos oportunos, etc.
13. Para melhorar a resistência à corrosão por pites:
1) Por um lado, a segregação de Cr e Mo deve ser reduzida;
2) Por um lado, é utilizado o chamado material de soldagem "superligado", com maior teor de Cr e Mo do que o metal base.
14. Trincas a quente, trincas por corrosão sob tensão, deformação por soldagem e corrosão intergranular ocorrerão quando o aço inoxidável austenítico for soldado.
15. Causas de trincas a quente na soldagem de aço austenítico:
1) A condutividade térmica do aço austenítico é pequena, o coeficiente de expansão linear é grande e a tensão de tração é grande;
2) O aço austenítico é fácil de cocristalizar para formar uma estrutura de solda com fortes cristais colunares direcionais, o que é propício à segregação de impurezas prejudiciais;
3) A composição da liga do aço austenítico é mais complexa e eutética solúvel.
16. Medidas para evitar trincas a quente: ① Limitar rigorosamente o conteúdo de P e S no metal base e nos materiais de soldagem; ② Tentar fazer a solda formar uma estrutura bifásica; ③ Controlar a composição química da solda; ④ Soldagem de baixa corrente.
17. Deve-se prestar atenção à seleção de materiais de aço inoxidável austenítico: ①Respeite o "princípio de aplicabilidade"; ②Determine se é adequado ou não de acordo com a composição específica de cada material de soldagem selecionado; ③Considere o método de soldagem e os parâmetros do processo da aplicação específica O tamanho da taxa de fusão que pode ser causada; ④ Determine o grau de liga de acordo com os requisitos gerais de soldabilidade especificados nas condições técnicas;
18. Análise de soldabilidade do aço inoxidável ferrítico:
1) Corrosão intergranular de juntas soldadas;
2) Fragilização de juntas soldadas, fragilização por alta temperatura, fragilização por fase σ e fragilização a 475 graus.
