焊接防溅液和铝对低合金钢焊缝的影响
发布时间： 2013-4-3 15:53:00
含铝量对焊缝组织的影响
盖面焊缝组织变化。盖面焊缝的显微组织主要由先共析铁素体、含二次相的铁素体和针状铁素体组成。随着焊接防溅液焊缝含铝量增加，先共析铁素体量基本保持不变；针状铁素体量在铝小于100x10-6以前逐渐减少，然后逐渐增加，当铝超过200x10-6后又逐渐减少；而含二次相的铁素体量的变化正好与针状铁素体量变化相反，在含铝量为200x10-6量最少。含二次相的铁素体的S焊条中尤为明显，并且针状铁素体板条和二次相已发生粗化。二次相为M-A和渗碳体，其形态与含铝量无关。
粗晶区组织变化。盖面焊接防溅液焊缝下方的粗晶区组织与焊态柱状晶区组织相似。在含铝量为610x10-6时，原始奥氏体晶界出现铁素体组织，晶内的细针状组织约50%被铁素体成排二次相所取代。
细晶区组织变化。晶粒尺寸测量结果表明，在铝含量≤300x10-6以前晶粒不断变化，其后晶粒稍有粗化。
非金属夹杂物变化。对6种焊缝金属测定了夹杂物的成分和平均三维微粒直径。MnO和SiO2逐渐被Al2O3取代，脱氧产物中Si与Mn的比例相对要高得多。在无铝焊缝中存在纯SO2夹杂物，另外的大多数微粒含有硫和铜。由测定的夹杂物尺寸分布频率可知，平均三维微粒直径实际上与焊接防溅液焊缝金属含铝量无关，平均微粒长度比(约1.2)也可与含铝量无关。
含铝量对焊缝力学性能的影响
对硬度的影响。盖面焊缝的硬度，除了含铝量最小与最大时有少量下降外，在含铝量(100-500)x10-6范围内随着含铝量的增加而提高。含铝量最小时硬度的下降可能由散度引起。
对拉伸性能的影响。焊接防溅液焊缝金属的强度通常随含铝量的增加而呈非线性增加，但增加量很小，且几乎与显微组织和C、Mn、Si的变化无关。焊后消除应力后可使强度值下降，尤其是屈服强度下降更多，可能是由于缺少Nb、V等碳化物形成元素。
对冲击性能的影响。无铝时得到最低的冲击转变温度；增加铝，缺口韧性迅速升高；当铝超过80x10-6时韧性又开始下降。焊接防溅液焊后消除应力处理对韧性是有益的，其韧性变化情况与焊态的相同。100J时的试验温度横向移动范围在-8到-15℃之间变化。
综上所述，在焊条药皮中增加铝粉后将会发生下列变化：焊态焊缝的针状铁素体量在铝小于100x10-6后又逐渐减少；含二次相的铁素体量的变化正好与此相反；MnO和Si2O非金属夹杂物逐渐被Al2O3取代；焊缝金属的硬度、焊接防溅液、屈服强度、抗拉强度均稍有提高；含铝量为0时焊缝韧性最佳，增加铝后韧性下降，含铝量为(80-350)x10-6时韧性有适度恢复。
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本文参考《焊接材料手册》一书。
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