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摘 要:钢铁材料在我们的生活工作中非常常见,在进行零件的组装以及对硬度和年限有要求的器械时,因此,钢铁材料和焊接技术有着密切的联系。有关人员在进行钢铁材料的焊接时,不仅要在质量上得到保证,还要满足环境的要求,因此, 很多厂家在进行生产时加入了一些自动化技术,在提高焊接效率以及质量的同时,也满足了环境的要求,促进了钢铁材料焊接技术的进步。
关键词:钢铁材料;焊接技术;技术发展
引言:人类随着对物质材料的利用逐渐熟练,从石器时代慢慢发展到了如今的铁器时代和多维材料相融合的时代,钢铁材料在社会建设中具有非常重要的作用,是人类进行生产和制造的重要材料,因此,我们必须对钢铁材料的发展进行高度重视,从而实现钢铁材料的高效应用。
一丶钢铁工业发展对于焊接技术的影响
随着钢铁工业的不断发展和进步,精炼净化技术、品粒细化技术、组织调控技术以及微合金化引起了钢铁种类的不断增多和质量的不断优化,这些都为焊接技术的发展带来了很大的动力。其具体表现在以下两个方面。第一,新型技术的应用,技术的发展在一定程度上使钢铁材料的焊接能力得到了提升,抗冷抗裂的能力也得到了明显的增强,钢铁材料中硫元素以及磷元素的净化水平得到了提升,使钢铁材料的抗撕裂能力、抗热纹能力以及抗再热裂纹能力得到了增强,改善了传统钢铁材料容易受到腐蚀和变脆的情况。其二,钢铁材料的力学性能有了很大的提升,尤其表现在韧性方面,如今的钢铁材料能够在超高强度的环境中仍然保持有良好的韧性,为结构的安全性提供了良好的保障,但是焊接结构得劲进步却让焊缝和材料之间的差距被拉大,这对焊接材料的研发提出了更高的要求。因此,怎样使焊缝保持纯净,让焊缝力学的母材以及性能保持接近都是焊材研发的主要目标1。
二丶钢铁材料焊接技术进步的具体表现
(一)焊缝组织调控技术
对于低合金钢而言,为了使其能够在实际的工作中韧性和强度得到有效的提高,最好的焊接组织就是低碳马氏体、针状铁素体以及贝氏体。在合金含量相对较少时就会生成针状铁素体,在合金含量相对较多时就不会生成针状铁素体,出现的会是贝氏体和马氏体,甚至有时候还会生成参与奥氏体。此时,一般认为板条状贝氏体和马氏体最适宜,应该避免出现上贝氏体和栾晶马氏体。从生成的具体条件来进行分析,主要有两方面的因素,第一就是合金的组成成分,即主要组成元素的含量。第二是冷却速度,影响冷却速度的因素有热输入、接头形式、道间温度以及接头的尺寸等。但是从专业的角度出发,接头尺寸会对焊接技术中焊缝的冷却条件产生直接的影响,同时也会对融合比产生影响,使焊缝的化学成分和组织出现变化,角焊缝的冷却速度大约是同样板厚对接焊缝的1.5倍,对角焊缝和对接焊缝进行比较后,可以发现角焊缝的强度明显过高,但是韧性和可塑性却偏低,在接头与坡口形式已经固定的条件下,可以采用小截面的形式的多层多道焊,从而使焊缝金属的实际韧性得到有效的提升。对弈一些固溶强化类型的焊缝金属,对其使用多层多道焊非常有效,但是对于一些沉淀强化型的焊缝金属而言,因为第二相析出的存在,所以多层多道焊对其不一定有益处,在操作时必须根据实际情况来进行分析2。
(二)焊接熔池净化技术
根据研究表明,焊缝的氧含量越低,则其韧性越强,当其氧含量在低于0.02时,能够有效的改善其韧性。从专业的角度来看,当焊条电弧焊以及埋弧焊当中焊缝的氧含量偏高(0.03%以上),在对其进行气体保护焊的时候,保护气体与焊缝含氧量之间会存在有密切的联系,控制该气体就能够有效的控制焊缝含氧量,从而实现质量的提升。实际研究表明,当抗拉强度到达了1000MPA的TIG焊接缝金属,在零下50摄氏度的环境中的冲击性能能够达到100J及以上。而且如果含碱量不断提升的话,焊缝中的氧和硫等物质的含量就会逐渐降低,从而使焊缝的韧性得到明显的提升。该研究还表明,当焊缝中存在有微量氧时,能够产生一些积极的作用,从而产生一些弥散夹杂物,并且逐渐成为针状铁素体的核心。它的存在能够使钢铁材料的韧性组织得到提升。如今,铁硼复合韧化属于可行性非常高的韧性提升方法之一,在焊缝中过滤掉一些钛,不仅能够脱氧,还能够脱氮,并在一定程度上细化焊缝的相关组织。但是如果过滤掉焊缝中的微量硼元素,就能够有效的抑制先共析铁素体等粗大组织的快速生成,从而对焊缝韧性的改善起到关键的作用3。
(三)焊缝金属品粒细化
采用焊接铸造与轧制工艺进行钢铁材料的制作,这两者方式所产生的钢材组织状态之间存在了巨大的差别,使用铸造方式进行钢材的焊接时,形成的焊缝技术最后都会凝固,凝固结束后,其组织状态表现为柱状结晶。所以要想进行焊缝技术的细化,就必须对柱状晶的形成原因进行深入分析,采用有效的方法来使柱状晶细化,从而有效的提升焊缝细化工作。在进行柱状晶的细化工作时,首先需要严格控制柱状晶的形成范围,使形成范围被控制到最小,然后采用低热输入措施,减少焊接时的电流产生,让柱状晶的体积和形状发生改变,从而实现细化。在实际的操作过程中,应该在熔池中加入适当的合金,使材料出现反应,实现质变,同时还能够对柱状晶进行细化处理,让晶体组织的细化效果更好。在进行焊接工作时,还可以采用多道焊的方式对柱状晶进行细化,与其他的焊接方式相比,多道焊更加的规范和稳定,能够使柱状晶的组织出现变化,形成重结晶,让柱状晶的结晶范围大大缩小。操作人员在操作时应该重点注意,在使用多道焊进行焊接工作时,如果焊道中存在有未融化的成分,在进行后续工作时,应该进行适当的加熱,细化其组织结构,防止对多道焊技术的实际效果产生影响4。
三丶钢铁焊接技术的未来发展方向
合金结构的广泛应用让焊接技术获得了相应的发展,一些强度高、耐腐蚀以及耐低温的钢材种类得到了长足的发展,让钢材的性能得到了提升,经得住质量的考研,并且在航天事业、桥梁交通、机械工程等领域得到了广泛的应用。
(一)合金结构钢材
在进行了一定的预热之后就能够进行焊接,其性能哦优越性主要是通过调整钢材中的合金含量和碳含量来实现的,在实际的生产中,如果刚才中碳元素和合金元素的比重过大,就会对焊接的质量产生严重的影响,不同钢材需求的焊接方式和焊接材料也有所不同。
(二)微合金钢材的焊接性特点
这种焊材具有很高的强度、韧性和易焊性,这种钢材的含碳量比较低、洁净度高,因此具有很强的韧性,在进行焊接处理时,操作人员能够直接在低温条件下进行,跳过预热技术处理,并且还不用担心该材料出现裂缝或是脆化。
结束语:随着我国工业的不断发展,对钢铁材料的需求量也越来越大,在人们环保意识不断提升的促进下, 必须采用更加先进的焊接技术,实现对焊接工作的节能和环保,使焊接质量能够得到有效的提升,从而促进我国钢铁行业的持续发展。
参考文献:
[1]王佳鹏.钢铁材料的焊接技术进步[J].人文之友,2018,(1):237. DOI:10.3969/j.issn.2096-4684.2018.01.215.
[2]廖攀.钢铁材料的焊接技术进步[J].科学技术创新,2017,(29):52-53. DOI:10.3969/j.issn.1673-1328.2017.29.029.
[3]张绪鹏.钢铁材料的焊接技术进步[J].山东工业技术,2016,(17):6-6. DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.005.
[4]李午申,邸新杰,唐伯钢, 等.中国钢材焊接性及焊接材料的进展[J].焊接,2013,(3):1-7. DOI:10.3969/j.issn.1001-1382.2013.03.001.
关键词:钢铁材料;焊接技术;技术发展
引言:人类随着对物质材料的利用逐渐熟练,从石器时代慢慢发展到了如今的铁器时代和多维材料相融合的时代,钢铁材料在社会建设中具有非常重要的作用,是人类进行生产和制造的重要材料,因此,我们必须对钢铁材料的发展进行高度重视,从而实现钢铁材料的高效应用。
一丶钢铁工业发展对于焊接技术的影响
随着钢铁工业的不断发展和进步,精炼净化技术、品粒细化技术、组织调控技术以及微合金化引起了钢铁种类的不断增多和质量的不断优化,这些都为焊接技术的发展带来了很大的动力。其具体表现在以下两个方面。第一,新型技术的应用,技术的发展在一定程度上使钢铁材料的焊接能力得到了提升,抗冷抗裂的能力也得到了明显的增强,钢铁材料中硫元素以及磷元素的净化水平得到了提升,使钢铁材料的抗撕裂能力、抗热纹能力以及抗再热裂纹能力得到了增强,改善了传统钢铁材料容易受到腐蚀和变脆的情况。其二,钢铁材料的力学性能有了很大的提升,尤其表现在韧性方面,如今的钢铁材料能够在超高强度的环境中仍然保持有良好的韧性,为结构的安全性提供了良好的保障,但是焊接结构得劲进步却让焊缝和材料之间的差距被拉大,这对焊接材料的研发提出了更高的要求。因此,怎样使焊缝保持纯净,让焊缝力学的母材以及性能保持接近都是焊材研发的主要目标1。
二丶钢铁材料焊接技术进步的具体表现
(一)焊缝组织调控技术
对于低合金钢而言,为了使其能够在实际的工作中韧性和强度得到有效的提高,最好的焊接组织就是低碳马氏体、针状铁素体以及贝氏体。在合金含量相对较少时就会生成针状铁素体,在合金含量相对较多时就不会生成针状铁素体,出现的会是贝氏体和马氏体,甚至有时候还会生成参与奥氏体。此时,一般认为板条状贝氏体和马氏体最适宜,应该避免出现上贝氏体和栾晶马氏体。从生成的具体条件来进行分析,主要有两方面的因素,第一就是合金的组成成分,即主要组成元素的含量。第二是冷却速度,影响冷却速度的因素有热输入、接头形式、道间温度以及接头的尺寸等。但是从专业的角度出发,接头尺寸会对焊接技术中焊缝的冷却条件产生直接的影响,同时也会对融合比产生影响,使焊缝的化学成分和组织出现变化,角焊缝的冷却速度大约是同样板厚对接焊缝的1.5倍,对角焊缝和对接焊缝进行比较后,可以发现角焊缝的强度明显过高,但是韧性和可塑性却偏低,在接头与坡口形式已经固定的条件下,可以采用小截面的形式的多层多道焊,从而使焊缝金属的实际韧性得到有效的提升。对弈一些固溶强化类型的焊缝金属,对其使用多层多道焊非常有效,但是对于一些沉淀强化型的焊缝金属而言,因为第二相析出的存在,所以多层多道焊对其不一定有益处,在操作时必须根据实际情况来进行分析2。
(二)焊接熔池净化技术
根据研究表明,焊缝的氧含量越低,则其韧性越强,当其氧含量在低于0.02时,能够有效的改善其韧性。从专业的角度来看,当焊条电弧焊以及埋弧焊当中焊缝的氧含量偏高(0.03%以上),在对其进行气体保护焊的时候,保护气体与焊缝含氧量之间会存在有密切的联系,控制该气体就能够有效的控制焊缝含氧量,从而实现质量的提升。实际研究表明,当抗拉强度到达了1000MPA的TIG焊接缝金属,在零下50摄氏度的环境中的冲击性能能够达到100J及以上。而且如果含碱量不断提升的话,焊缝中的氧和硫等物质的含量就会逐渐降低,从而使焊缝的韧性得到明显的提升。该研究还表明,当焊缝中存在有微量氧时,能够产生一些积极的作用,从而产生一些弥散夹杂物,并且逐渐成为针状铁素体的核心。它的存在能够使钢铁材料的韧性组织得到提升。如今,铁硼复合韧化属于可行性非常高的韧性提升方法之一,在焊缝中过滤掉一些钛,不仅能够脱氧,还能够脱氮,并在一定程度上细化焊缝的相关组织。但是如果过滤掉焊缝中的微量硼元素,就能够有效的抑制先共析铁素体等粗大组织的快速生成,从而对焊缝韧性的改善起到关键的作用3。
(三)焊缝金属品粒细化
采用焊接铸造与轧制工艺进行钢铁材料的制作,这两者方式所产生的钢材组织状态之间存在了巨大的差别,使用铸造方式进行钢材的焊接时,形成的焊缝技术最后都会凝固,凝固结束后,其组织状态表现为柱状结晶。所以要想进行焊缝技术的细化,就必须对柱状晶的形成原因进行深入分析,采用有效的方法来使柱状晶细化,从而有效的提升焊缝细化工作。在进行柱状晶的细化工作时,首先需要严格控制柱状晶的形成范围,使形成范围被控制到最小,然后采用低热输入措施,减少焊接时的电流产生,让柱状晶的体积和形状发生改变,从而实现细化。在实际的操作过程中,应该在熔池中加入适当的合金,使材料出现反应,实现质变,同时还能够对柱状晶进行细化处理,让晶体组织的细化效果更好。在进行焊接工作时,还可以采用多道焊的方式对柱状晶进行细化,与其他的焊接方式相比,多道焊更加的规范和稳定,能够使柱状晶的组织出现变化,形成重结晶,让柱状晶的结晶范围大大缩小。操作人员在操作时应该重点注意,在使用多道焊进行焊接工作时,如果焊道中存在有未融化的成分,在进行后续工作时,应该进行适当的加熱,细化其组织结构,防止对多道焊技术的实际效果产生影响4。
三丶钢铁焊接技术的未来发展方向
合金结构的广泛应用让焊接技术获得了相应的发展,一些强度高、耐腐蚀以及耐低温的钢材种类得到了长足的发展,让钢材的性能得到了提升,经得住质量的考研,并且在航天事业、桥梁交通、机械工程等领域得到了广泛的应用。
(一)合金结构钢材
在进行了一定的预热之后就能够进行焊接,其性能哦优越性主要是通过调整钢材中的合金含量和碳含量来实现的,在实际的生产中,如果刚才中碳元素和合金元素的比重过大,就会对焊接的质量产生严重的影响,不同钢材需求的焊接方式和焊接材料也有所不同。
(二)微合金钢材的焊接性特点
这种焊材具有很高的强度、韧性和易焊性,这种钢材的含碳量比较低、洁净度高,因此具有很强的韧性,在进行焊接处理时,操作人员能够直接在低温条件下进行,跳过预热技术处理,并且还不用担心该材料出现裂缝或是脆化。
结束语:随着我国工业的不断发展,对钢铁材料的需求量也越来越大,在人们环保意识不断提升的促进下, 必须采用更加先进的焊接技术,实现对焊接工作的节能和环保,使焊接质量能够得到有效的提升,从而促进我国钢铁行业的持续发展。
参考文献:
[1]王佳鹏.钢铁材料的焊接技术进步[J].人文之友,2018,(1):237. DOI:10.3969/j.issn.2096-4684.2018.01.215.
[2]廖攀.钢铁材料的焊接技术进步[J].科学技术创新,2017,(29):52-53. DOI:10.3969/j.issn.1673-1328.2017.29.029.
[3]张绪鹏.钢铁材料的焊接技术进步[J].山东工业技术,2016,(17):6-6. DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.005.
[4]李午申,邸新杰,唐伯钢, 等.中国钢材焊接性及焊接材料的进展[J].焊接,2013,(3):1-7. DOI:10.3969/j.issn.1001-1382.2013.03.001.