《兵器制造异种材料焊接工艺》课件-异种钢的焊接性分析VIP

异种钢的焊接金相组织相同的异种钢的焊接金相组织不同的异种钢的焊接按照金相组织的类型珠光体钢铁素体铁素体-马氏体钢（高铬钢）奥氏体钢异种珠光体钢的焊接异种高铬钢的焊接异种奥氏体型不锈钢的焊接珠光体钢与奥氏体型不锈钢的焊接珠光体钢与高铬钢的焊接奥氏体型不锈钢与高铬钢的焊接异种钢的焊接异种珠光体钢的分类01异种珠光体钢的焊接性分析02异种珠光体钢焊接工艺03异种珠光体钢焊接实例04目录/Contents一、珠光体钢的分类组织类型类别钢号珠光体钢Ⅰ低碳钢：Q195、Q215、Q235、Q255、08、10、15、Q245（20）Ⅱ中碳钢和低合金钢：Q275、Q295、Q345、15Mn、20Mm、25Mn、30Mn2、30、15Mn2、18MnSi、27SiMn、15Cr、20Cr、30Cr、10Mn2、20CrMnTi、20CrVⅢ潜艇用低合金钢AK25、AK17、AK28、AJ15Ⅳ高强度中碳钢和低合金钢：35、40、45、50、55、35Mn、45Mn、50Mn、40Cr、45Cr、50Cr、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、30CrMnTi、40CrMn、40CrMn、35CrMn、40CrV、25CrMnSi、30CrMnSi、35CrMnSiAⅤ铬钼热稳定钢：15CrMo、30CrMo、35CrMo、38CrMoAlA、12CrMo、20CrMoⅥ铬钼钒、铬钼钨热稳定钢：20Cr3MoWVA、12CrlMoV、25CrMoV一、珠光体钢的分类不同珠光体钢组合接头的焊接性，主要取决于焊接时的淬火倾向，而决定淬火倾向的因素主要是含碳量和母材的厚度。一、珠光体钢的分类碳的质量分数低于0.25%淬硬倾向小。碳的质量分数超过0.25%，淬硬倾向增大。厚度越增大，近缝区的冷却速度就越快，淬硬倾向越大。二、异种珠光体钢的焊接性分析类别钢号焊接性及工艺要点Ⅰ1.低碳钢:包括普通碳素结构钢中的低碳钢及优质碳素钢中的低碳钢1.焊接性极好，无淬硬裂纹倾向2.对热循环不敏感，所有焊接方法都可以适应3.焊接材料选择可以按“等强度”原则匹配4.焊前不必预热、焊后不用热处理5.大厚度接头可以低温预热2.优质低碳专用钢:锅炉、压力容器用钢及某些船舶用耐蚀钢Ⅱ1.含碳量偏低的中碳钢1.中碳钢与低碳钢无严格界限，含碳量偏低的中碳钢的焊接性接近低碳钢，比低碳钢焊接性略差。如Q275、30Mn、30钢。2.在低合金钢中热轧正火钢强度级别较低，如(295、Q345焊接性-般良好，但比低碳钢略差。3.焊接性的特点是:对热循环不敏感，可采用一般常用电弧焊接法，焊接材料选择按等强度原则，无须焊前预热及焊后热处理。只有大厚度接头应低温预热。2.低合金钢中的低碳热轧正火钢3.强度级别较高的低合金热轧正火钢(Q390-Q540)焊接性较差，淬硬裂纹倾向明显，焊前预热，焊后热处理，焊接热循环敏感，焊接材料仍可按强度原则选择4.低合金钢中的低碳调质钢有一定的冷裂倾向及热影响区软化裂纹倾向及发生概率接近并略高于强度级别较高的热轧正火钢。对焊接热循环敏感，严格控制热输人，减小冷却速度，焊前必须预热，焊后不进行热处理;焊接材料选择可以采瘐质钢用等强度匹配，有时必须采用低强度匹配原则。Ⅲ潜艇用低合金钢AK25、AK17、AK28、AJ15,属于超低含铜、磷及微量细化晶粒元素Al、Mo、Ti等低合金钢，强度低焊接性与强度级别较低的热轧正火钢相同，热循环不敏感，适应所有弧焊方法，材料选择按等强度，无须预热及焊后热处理二、异种珠光体钢的焊接性分析类别钢号焊接性及工艺要点Ⅳ1.含碳量偏高的中碳钢w(C)≥0.40%碳当量在0.45%以上的中碳钢有严重的裂纹倾向和热裂纹发生的高概率以及氢致裂纹的可能性。对焊接热循环极其敏感，只能选择SMAW焊、手工TIG焊、CO2焊及MAG焊，不推荐MIG焊及原则上不推荐埋弧焊;焊接材料必须采用低强度匹配原则;焊前必须预热、焊后必须采取绥冷及热处理措施2.低合金钢中的低碳调质钢调质状态下焊接方式:有严重的焊缝裂纹倾向及热影响区脆化、近缝区软化现象。对热循环极为敏感，只适于能量集中、热输入小的焊接方法;焊接材料选择必须采用低强度匹配;必须焊前预热、焊后缓冷和后(调质状态下焊接)热。焊后不进行任何热处理.3.低合金钢中的中碳调质钢先退火、后焊接，焊后再进行调质处理恢复其高强度，退火状态下中低合金调质钢焊接性良好，对热循环不敏感，可采用任何熔焊方法焊接材料选择可按等强度原则，焊前不必预热，但焊后必须进行调质处理。这种焊接方法在异种钢或异种金属焊接的条件下，几乎不可能进行。4.强度级别高的低碳调质钢淬硬倾向明显，热循环敏感，不预热，不进行焊后热处理，低强度匹配。Ⅴ低合金铬钼耐热钢本组按使用性能划分，都是低合金耐热钢。焊接性与热轧正火低合金钢接近，焊接方法适应性强，焊接材料按等强度原则，一般焊前不预热，焊后热处理是必须的Ⅵ低碳铬钼钒、铬钼钨低合金耐热钢，强度级别高，耐高温温度高焊接性较差，焊接材料选择按低强度匹配，焊前预热，焊后热处理三、异种珠光体钢的焊接工艺焊接方法珠光体钢之间的焊接对于热循环不敏感，可以适应任何熔焊方法，但必须优先选用生产率高、焊接成本低的焊接方法：SMAW焊MAG/CO2气体保护焊埋弧焊三、异种珠光体钢的焊接工艺埋弧焊热过程中，热输入大接头冷却速度慢、生产率高，但必须是规则的长焊缝（包括环缝），才能发挥其质量稳定、生产率高的优势。三、异种珠光体钢的焊接工艺TIG焊接电源的恒流特性，所以在焊接薄壁件时，其热输人及熔合比是可以精确随机调整与可控。SMAW焊比较灵活，焊接材料种类很多，便于选择，应用性强。三、异种珠光体钢的焊接工艺对于有淬硬倾向的组合，包括组合接头中两侧都有硬倾向，或只有一侧母材有硬倾，或两侧有不同的淬硬倾向的组合，对热循环比较敏感（应首先考虑淬硬倾向较大一侧母材自身焊接性对焊接方法的适应性）。一般选用低热输入、能量集中的焊接方法，这类焊接方法可以获得较小的熔合比。SMAW焊MAG/CO2气体保护焊TIG焊三、异种珠光体钢的焊接工艺接头不熔化，也不用填充材料，成本低、效率高，但只有接头形式符合压焊要求时才可以采用，或者熔焊方法不能满足要求的情况下面改变接头设计时采用压焊方法。焊接方法三、异种珠光体钢的焊接工艺常见异种珠光体钢组合焊条电弧焊的焊接材料及工艺要求常见异种珠光体钢组合气体保护焊的焊接材料及工艺要求三、异种珠光体钢的焊接工艺钢材组合焊接材料预热温度/℃回火温度/℃其他要求牌号型号①I+IJ421,J423J422,J424E4313.E4301E4303,E4320不顶热或100~200不回火或600-640壁厚不小于35mm或要求保持机加工精度时必须回火，w（C）≤0.3%可不顶热J426E4316I+ⅡJ427、J507E4315,E5015I+ⅢJ426,J427E4316,E4315150-250640-660AS07E1-16-25Mo6N-15不预热不回火I+ⅣJ426,J427，J507E4316,E4315，E5015300~400600-650焊后立即进行热处理A407E2-26-21-15200~300不回火焊后无法热处理时采用I+VJ426,J427，J507E4316,E4315,E5015不预热或150~250640-670工作温度在450℃以下，ie（C）≤0.3%可不预热I+ⅥR107E5015-Al250~350670~690工作温度≤400℃Ⅱ+ⅡJ506,J507E5016,E5015不预热或100-200600-650

Ⅱ+ⅢJ506,J507E5016,E5015150~250640-660

A507EI-16-25，Mo6N–15不预热不回火

Ⅱ+ⅣJ506,J507E5016,E5015300-400600~650焊后立即进行回火A407E310-15200~300不回火不能热处理情况下采用Ⅱ+VJ506,1507E5016,E5015不预热或150-250640~670工作温度≤400℃，m（C）≤0.3%，板厚8≤35mm不预热Ⅱ+ⅥR107E5015-A1250-350670~690工作温度≤350℃三、异种珠光体钢的焊接工艺钢材组合焊接材料预热温度/℃回火温度/℃其他要求牌号型号①Ⅲ+ⅢA507E16-25MoN-15不预热或150~200不回火

Ⅲ+ⅣA507200~300不回火工作温度≤350℃Ⅲ+VA507不预热或150~200不回火工作温度≤450℃，0.3%不预热Ⅲ＋VA507不预热或200~250不回火工作温度≤450℃，40.3%不预热Ⅳ+ⅣJ707,J607E7015-D2E6015-D1300~400600~650焊后立即进行回火处理A407E310-15DI200~300不回火无法热处理时采用Ⅳ+VJ707E7015-D2300~400640~670工作温度≤400℃，焊回火A507E1-16-25Mo6N-15200~300不回灭无法热处理时采用，工作≤350℃Ⅳ+ⅥR107E5015-A1300~400670~690工作温度≤400℃A507E1-16-25Mo6N-15200~300不回火无法热处理时采用，工作≤380℃V+VR107,R407R207,R307E5015-A1,E6015-B3E5515-B1,E5515-B2不预热或150~250660~700工作温度≤530℃，w（C0.3%可不预热V+ⅥR107,R207R307E5015-A1,E5515-B1E5515-B2250~350700~720工作温度500~520℃，焊即回火Ⅵ+ⅥR317R207,R307E5515-B2-VE5515-B1E5515-B2250~350720~750工作温度≤550~560℃，立即回火母材组合焊接方法焊接材料热处理工艺/℃保护气体成分（体积分数）焊丝I+Ⅱ

I+ⅢCO2保护焊CO2ER49-1

(H08Mn2SiA)预热100~250

回火600-650TIG焊

MAG焊A199%-98%+021%-2%

或Ar80%+CO220%HOSA

HO8MnAI+ⅣCO2保护焊C02100%ER49-1

(HO8Mn2SiA)预热200~250

回火600~650TIG焊

MAG焊A199%~98%+021%~2%或

Ar80%+C0220%HO8A

H08MnAH1Gr21Ni1OMn6不预热、不回火I+VCO2保护焊CO2或CO2+ArER55-B2

HO8CrMnSiMo

GHS-CM预热200～250

回火640～670I+ⅥCO2保护焊CO2或CO2+ArHO8CrMnSiM

ER55-B2Ⅱ+ⅢCO2CO2ER49-1.ER50-2

ER50-3.GHS-50

PK-YJ507,YJ507-1预热150～250

回火640~660Ⅱ+ⅣCO2保护焊CO2预热200-250

回火600～650TIG

MAGAr+O2或

Ar+CO2H1Gr21Ni10Mn6不预热

不回火Ⅱ+VCO2保护焊CO2ER49-1,ER50-2

ER50-3,GHS-50

PK–YJ507.YJ507预热200~250

回火640-670三、异种珠光体钢的焊接工艺三、异种珠光体钢的焊接工艺母材组合焊接方法焊接材料热处理工艺/℃保护气体成分（体积分数）焊丝Ⅱ+ⅥTIG

MAGAr+02或

Ar+CO2ER.55-B2-MnV

HO8CrMoVA预热200~250

回火640～670CO2保护焊CO2YR307-1Ⅲ+Ⅳ

Ⅲ+Ⅴ

Ⅲ+ⅥCO2保护焊CO2GHS-50,PK-YJ507

ER49-1,ER50-2,

ER50-3预热200～250

回火640-670Ⅳ+V

Ⅳ+ⅥTIG

MAGAr80%+CO220%ER69-1

CHS-70预热200～250

回火640～670CO2保护焊CO2YJ707-1V+ⅥTIG

MAGAr+02或

Ar+CO2HO8CrMoA

ER62-B3预热200~250

回火700～720四、