Metallschweißbarkeit: Wichtige Tipps für den Erfolg

Eckpunkte der Schweißbarkeit von Metallwerkstoffen

Schweißbarkeit von Metallwerkstoffen

Schweißbarkeit von Metallwerkstoffen
  1. Metall-Schweißbarkeit:

Die Schweißbarkeit von Metallen bezieht sich auf die Fähigkeit homogener oder heterogener Werkstoffe, eine solide Verbindung zu bilden und die gewünschten Leistungsanforderungen während des Herstellungsprozesses zu erfüllen. Es gibt zwei Arten der Schweißbarkeit: Prozessschweißbarkeit und Gebrauchsschweißbarkeit.

  1. Prozess-Schweißbarkeit:

Prozessschweißbarkeit ist die Fähigkeit eines Metalls oder Werkstoffs, hochwertige, dichte und fehlerfreie Schweißnähte die die Leistungsanforderungen unter bestimmten Schweißprozessbedingungen erfüllen.

  1. Schweißeignung:

Die Schweißbarkeit bezieht sich auf das Ausmaß, in dem die Schweißnaht und die gesamte geschweißte Struktur verschiedene Eigenschaften erfüllen, einschließlich der herkömmlichen mechanischen Eigenschaften.

  1. Faktoren, die die Schweißbarkeit von Metallen beeinflussen:

Es gibt vier Faktoren, die die Schweißbarkeit von Metallen beeinflussen können: Materialfaktor, Konstruktionsfaktor, Prozessfaktor und Betriebsumgebung.

  1. Bewertungsprinzipien der Schweißbarkeit:

Bei der Bewertung der Schweißbarkeit sollten folgende Grundsätze beachtet werden: (1) Bewertung der Wahrscheinlichkeit von Prozessfehlern in Schweißverbindungen als Grundlage für die Entwicklung einer geeigneten Schweißverfahren. (2) Beurteilen Sie, ob die Schweißverbindung die Anforderungen an die strukturelle Leistungsfähigkeit erfüllt.

  1. Grundsätze für experimentelle Methoden:

Die Versuchsmethoden sollten den folgenden Grundsätzen entsprechen: Vergleichbarkeit, Relevanz, Reproduzierbarkeit und Wirtschaftlichkeit.

  1. Gemeinsame Prüfmethoden für die Schweißbarkeit:

A. Schräge V-Nut-Schweißung Rissprüfung Methode: Diese Methode dient in erster Linie zur Bewertung der Empfindlichkeit der Wärmeeinflusszone beim Schweißen von Kohlenstoffstahl und niedrig legiertem hochfestem Stahl gegenüber Kaltrissen.

B. Pin-Test

C. Stumpfschweißen Rissprüfverfahren für Pressbleche

D. Rissprüfverfahren für einstellbare Rückhaltevorrichtungen

I. FRAGEN UND ANTWORTEN:

1. Was ist der Zweck des Experiments und für welchen Anlass ist es geeignet?

Verstehen Sie die wichtigsten Schritte des Experiments und analysieren Sie die Faktoren, die die Stabilität der Ergebnisse beeinflussen.

Antwort:

Ziel ist es, die Anfälligkeit der Wärmeeinflusszone in Kohlenstoffstahl und niedrig legiertem Stahl zu bewerten. hochfester Stahl Schweißen bis zur Kaltrissbildung.

Bei der Bestimmung der Empfindlichkeit der Wärmeeinflusszone in Kohlenstoffstahl und niedrig legiertem hochfestem Stahl Stahlschweißen Die Faktoren, die sich auf die Stabilität der Ergebnisse auswirken, sind die Einspannung der Schweißnaht, die Vorwärmtemperatur, die Winkelverformung und die unvollständige Durchdringung.

Es wird allgemein angenommen, dass die Rissrate an der Oberfläche bei niedrigen legierter Stahl geringer ist als 20%, gilt es als sicher für allgemeine Schweißkonstruktionen.

2. Welches sind die wichtigsten Faktoren, die die Schweißbarkeit des Verfahrens beeinflussen?

Antwort: Beeinflussende Faktoren:

(1) Werkstoff-Faktoren: Dies umfasst den Grundwerkstoff und die verwendeten Schweißmaterialien, einschließlich Schweißdrähte für das Elektrodenschweißen, Schweißdrähte und -pulver für das Unterpulverschweißen, Schweißdrähte und Schutzgase für das Schutzgasschweißen und andere.

(2) Konstruktionsfaktoren: Die Konstruktion der Schweißnahtstrukturen wirkt sich auf den Spannungszustand und damit auf die Schweißbarkeit aus.

(3) Prozess-Faktoren: Selbst bei ein und demselben Grundmetall können unterschiedliche Schweißverfahren und Prozessparameter können sich erheblich auf die Schweißbarkeit auswirken.

(4) Betriebsumgebung: Die Einsatzbedingungen für eine geschweißte Struktur können variieren, wie z.B. die Arbeitstemperatur, die Art des Arbeitsmediums und die Belastungseigenschaften.

3. Manchmal sind metallische Werkstoffe, die sich gut schweißen lassen, nicht unbedingt auch gut schweißbar.

Antwort:

Die Verwendungs- und Schweißeigenschaften von metallischen Werkstoffen beziehen sich auf die verschiedenen Eigenschaften, die durch die technischen Anforderungen an die Schweißverbindung oder die gesamte Schweißkonstruktion vorgegeben sind, einschließlich der konventionellen mechanischen Eigenschaften oder der Eigenschaften unter bestimmten Arbeitsbedingungen, wie Tieftemperaturzähigkeit, Bruchzähigkeit, Hochtemperaturkriechfestigkeit, Langzeitfestigkeit, Ermüdungsleistung, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit.

Die Schweißbarkeit eines Prozesses bezieht sich auf die Fähigkeit eines Metalls oder Werkstoffs, unter bestimmten Schweißprozessbedingungen hochwertige, dichte, fehlerfreie und funktionelle Schweißverbindungen herzustellen.

Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt lässt sich zum Beispiel gut schweißen, aber seine Festigkeit und Härte sind nicht so hoch wie die von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt.

4. Warum kann die höchste Härte der Wärmeeinflusszone zur Bewertung der Kaltrissempfindlichkeit von Eisen- und Stahlwerkstoffen herangezogen werden? Wie wirken sich die Schweißprozessbedingungen auf die maximale Härte der Wärmeeinflusszone aus?

Antwort:

(1) Kalte Risse treten typischerweise in der hitzebeeinflussten Zone auf;

(2) Die Bewertung der Härte der Verbindung ist der wichtigste Faktor bei der Bestimmung der Wahrscheinlichkeit von Kaltrissen und somit ein nützlicher Indikator.

In der Regel umfasst die Schweißnaht die Wärmeeinflusszone.

Je größer der Unterschied zwischen dem Härtewert der Schweißverbindung und dem Grundwerkstoff ist, desto geringer sind die Zähigkeit der Verbindung und ihre mechanischen Eigenschaften insgesamt, so dass sie anfälliger für Sprödbrüche und andere Gefahren ist.

Um diesen Unterschied zu minimieren und die Zuverlässigkeit der Schweißverbindung zu gewährleisten, müssen die Bedingungen des Schweißprozesses sorgfältig kontrolliert werden.

Während eine Erhöhung des Kohlenstoffäquivalents im Allgemeinen zu einer Erhöhung der Verfestigung der Wärmeeinflusszone führt, ist diese Beziehung nicht immer linear.

2. Schweißen von legiertem Baustahl

1. Analyse der Schweißbarkeit von vergütetem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt

Niedriggekohlter Vergütungsstahl wird in erster Linie als hochfester geschweißter Baustahl verwendet, der einen niedrigen Kohlenstoffgehalt Grenze. Die Legierungszusammensetzung wurde unter Berücksichtigung der Anforderungen an die Schweißbarkeit entwickelt. Der Kohlenstoffgehalt in kohlenstoffarmen Vergütungsstählen liegt unter 0,18%, was zu einer besseren Schweißleistung im Vergleich zu Vergütungsstählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt führt.

Die kohlenstoffarme Martensit in der Wärmeeinflusszone beim Schweißen führt bei diesem Stahl zu einer hohen Martensitumwandlungstemperatur (MS) und zu selbstvergütendem Martensit, was im Vergleich zu Vergütungsstahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt zu einer geringeren Neigung zu Schweißkaltrissen führt. Eine gute Zähigkeit kann erreicht werden, wenn in der Wärmeeinflusszone feine Martensitstrukturen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (ML) oder geringere Bainitstrukturen (B) entstehen.

Das gemischte Gefüge aus ML und bei niedriger Temperatur umgewandeltem Bainit (B) bietet die beste Zähigkeit, mit ausgeprägten Kristallpositionen zwischen den Bainitlamellen. Der effektive Korndurchmesser ist fein und weist eine gute Zähigkeit auf und hängt von der Streifenbreite ab. Die Vermischung von ML und BL führt zu einer effektiven Teilung des ursprünglichen Austenit Körner, was mehr Keimbildungspositionen für ML fördert und sein Wachstum begrenzt. Die effektiven Körner in der Mischstruktur ML + B sind die kleinsten.

Ni ist ein wichtiges Element bei der Entwicklung von Tieftemperaturstahl, und sein Zusatz kann die Tieftemperatureigenschaften des Stahls verbessern. Beispielsweise sollte 1,5-Ni-Stahl einen reduzierten Kohlenstoffgehalt und strenge Grenzwerte für den Gehalt an S, P, N, H und O aufweisen, um Alterungs- und Anlasssprödigkeit zu verhindern, während der Ni-Gehalt erhöht wird. Zu den Wärmebehandlungsbedingungen für diese Art von Stahl gehören Normalisieren, Normalisieren + Anlassen und Vergüten + Anlassen.

Bei niedrigwarmfesten Stählen verringert die strenge Kontrolle des Kohlenstoffgehalts und der Verunreinigungen wie S und P die Wahrscheinlichkeit von Verflüssigungsrissen. Die Sprödigkeit im Anlassen kann jedoch immer noch ein Problem darstellen, und es ist wichtig, die Anlasstemperatur und die Abkühlgeschwindigkeit nach dem Schweißen zu kontrollieren.

Prozessmerkmale von Niedertemperaturen Stahlschweißen:

Das Hauptziel beim Schweißen von Tieftemperaturstahl besteht darin, die Tieftemperaturzähigkeit sowohl der Schweißnaht als auch der Wärmeeinflusszone zu erhalten, um Risse zu vermeiden.

9Ni Stahl hat eine hohe Tieftemperaturzähigkeit, aber beim Schweißen mit ferritischen Werkstoffen wie 9Ni wird die Zähigkeit der Schweißnaht stark beeinträchtigt.

Dies ist auf das Mikrogefüge der Gussschweißung und den Sauerstoffgehalt in der Schweißnaht zurückzuführen.

Allerdings können ferritische 11Ni-Schweißwerkstoffe, die dem 9Ni-Stahl ähnlich sind, eine gute Tieftemperaturzähigkeit durch WIG-Schweißen. Dies liegt daran, dass beim WIG-Schweißen der Sauerstoffgehalt im Schweißgut auf weniger als 0,05% des Grundmetalls reduziert wird.

2. Analyse der Schweißbarkeit von vergütetem Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt

Heiße Risse in Schweißnähten aus kohlenstoffvergütetem Stahl werden häufig durch den hohen Kohlenstoff- und Legierungsgehalt verursacht, der zu einem großen Flüssigkeits-Festkörper-Intervall und starker Seigerung führt. Diese Faktoren erhöhen die Wahrscheinlichkeit von Heißrissen.

Kaltrisse in vergütetem Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt werden durch den hohen Kohlenstoffgehalt und das Vorhandensein von Legierungselementedie zu einer Härtungstendenz führen. Außerdem führt der niedrige Schmelzpunkt des Stahls zu einer Martensitbildung bei niedrigen Temperaturen, die nicht in der Lage sind, sich selbst zu temperieren, was die Wahrscheinlichkeit von Kaltrissen erhöht.

Wiedererwärmungsrisse in der wärmebeeinflussten Zone können zu Leistungsänderungen führen.

Versprödung in der überhitzten Zone

(1) Mittelkohlenstoffvergüteter Stahl hat einen hohen Kohlenstoffgehalt, mehrere Legierungselementeund eine starke Härtbarkeit, die es anfällig für die Bildung von hartem und sprödem Martensit mit hohem Kohlenstoffgehalt in der überhitzten Schweißzone macht. Je schneller die Abkühlungsgeschwindigkeit, desto stärker ist die Bildung von kohlenstoffreichem Martensit und desto ausgeprägter ist die Tendenz zur Versprödung.

(2) Trotz hoher linearer Energie kann es schwierig sein, die Bildung von kohlenstoffreichem Martensit zu verhindern, was zu einem gröberen und spröderen Material führt.

(3) Um die Leistung der überhitzten Zone zu verbessern, werden üblicherweise Maßnahmen wie niedrige lineare Energie, Vorheizen, langsames Abkühlen und Nachheizen eingesetzt.

Erweichung in der Wärmeeinflusszone

Wenn ein Abschrecken und Anlassen Wenn nach dem Schweißen keine Nachbehandlung möglich ist, muss die Erweichung der Wärmeeinflusszone berücksichtigt werden. Je höher die Festigkeit des vergüteten Stahls ist, desto größer ist das Problem der Erweichung. Das Ausmaß und die Breite der Erweichungszone sind eng mit der linearen Energie und dem Verfahren beim Schweißen verbunden.

3. Schweißtechnische Eigenschaften von vergütetem Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt

(1) In den Heißrissen der Schweißnaht ist der Gehalt an Kohlenstoff und Legierungselementen in kohlenstoffvergütetem Stahl hoch, was zu einem großen Flüssigkeits-Festkörper-Intervall, starker Seigerung und einer hohen Neigung zu Heißrissen führt.

(2) Kaltrisse in vergütetem Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt werden durch den hohen Kohlenstoffgehalt und das erhöhte Vorhandensein von Legierungselementen verursacht, was zu einer deutlichen Verfestigungstendenz führt.

(3) Der niedrige Schmelzpunkt führt dazu, dass Martensitbildung bei niedrigen Temperaturen, dem es im Allgemeinen an der Fähigkeit zur Selbsttemperierung mangelt, was zu einer hohen Neigung zu Kaltrissen führt.

(4) Leistungsänderungen in der wärmebeeinflussten Zone.

Versprödung in der überhitzten Zone

(1) Vergütungsstahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt neigt aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts, seiner zahlreichen Legierungselemente und seiner erheblichen Härtbarkeit zur Bildung von hartem und sprödem Martensit mit hohem Kohlenstoffgehalt in der überhitzten Schweißzone. Je schneller die Abkühlungsgeschwindigkeit, desto mehr kohlenstoffreicher Martensit wird gebildet, und desto stärker wird die Tendenz zur Versprödung sein.

(2) Trotz der hohen linearen Energie ist es schwierig, die Bildung von kohlenstoffreichem Martensit zu verhindern, wodurch das Material gröber und spröder wird.

(3) Um die Leistung der überhitzten Zone zu verbessern, werden in der Regel Maßnahmen wie niedrige lineare Energie, Vorheizen, langsames Abkühlen und Nachheizen eingesetzt.

Erweichung in der Wärmeeinflusszone

Wenn das Schweißen abgeschlossen ist und Abschrecken und Anlassen Behandlung nicht durchgeführt werden kann, muss die Erweichung der Wärmeeinflusszone (WEZ) berücksichtigt werden.

Je mehr die Festigkeitsklasse des vergüteten Stahls erhöht wird, desto ausgeprägter wird das Problem der Erweichung.

Das Ausmaß und die Breite der Erweichung stehen in engem Zusammenhang mit der Energie der Schweißstraße und das verwendete Schweißverfahren.

Das Schweißverfahren, bei dem eine gezieltere Wärmequelle verwendet wird, ist vorteilhafter, um die Erweichung zu verringern.

4. Schweißtechnische Eigenschaften von vergütetem Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt

(1) Vergüteter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt wird in der Regel im geglühten Zustand geschweißt. Nach Abschluss des Schweißvorgangs können durch eine umfassende Vergütungsbehandlung gleichmäßige Schweißverbindungen mit den gewünschten Eigenschaften erzielt werden.

(2) Wenn nach dem Vergüten geschweißt wird, ist es oft schwierig, die Verschlechterung der Leistung der Wärmeeinflusszone zu beheben.

(3) Der Zustand vor dem Schweißen bestimmt die Art der Probleme und die notwendigen Schritte, die im Prozess zu unternehmen sind.

Die Schweißbarkeitseigenschaften von Q345 Stahl analysiert und die entsprechenden Anforderungen an die Schweißwerkstoffe und Schweißverfahren angegeben.

Antwort: Q345-Stahl ist eine warmgewalzte Stahlsorte mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,4% und einer hervorragenden Schweißbarkeit.

Im Allgemeinen sind das Vorwärmen und die genaue Kontrolle der Schweißwärme Input ist nicht notwendig. Es ist jedoch wichtig, die möglichen Auswirkungen auf das Material zu berücksichtigen.

Was die spröden und harten Eigenschaften betrifft, so verschiebt sich bei kontinuierlicher Abkühlung des Q345-Stahls die Perlitumwandlung nach rechts, was bei schneller Abkühlung zu Ferritausscheidungen führt, wobei kohlenstoffreiche Austenit zu spät in Perlit umzuwandeln. Diese Umwandlung in Bainit und Martensit mit hohem Kohlenstoffgehalt führt zu einem Härtungseffekt. Aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehalts und des hohen Mangangehalts weist der Stahl Q345 jedoch eine gute Beständigkeit gegen Heißrisse auf.

Durch die Zugabe von V und Nb zu Q345-Stahl kann der Spannungsriss in der Schweißnaht durch Ausscheidungshärtung beseitigt werden.

Es ist zu beachten, dass in der überhitzten Zone der Wärmeeinflusszone bei einer Erwärmung über 1200 ℃ eine Grobkornversprödung auftreten kann, was zu einer erheblichen Verringerung der Zähigkeit führt. Allerdings, Glühen Q345-Stahl bei 600 ℃ für 1 Stunde verbessert seine Zähigkeit erheblich und verringert die Tendenz zur thermischen Spannungsversprödung.

Für Schweißmaterial Auswahl werden die folgenden Optionen empfohlen:

  • Stumpfschweißelektrode: Serie E5
  • Lichtbogenschweiß-Elektrode: Serie E5
  • Unterpulverschweißen: Flussmittel SJ501, Schweißdraht H08A/H08MnA
  • Elektroschlacke-SchweißenFlussmittel HJ431, HJ360, Schweißdraht H08MnMoA
  • CO2 Schutzgasschweißen: Serie H08 und Serie YJ5

Es wird empfohlen, das Material auf eine Temperatur von 100 bis 150 ℃ vorzuwärmen. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist beim Lichtbogenschweißen in der Regel nicht erforderlich, oder das Material kann bei 600 bis 650 ℃ angelassen werden. Elektroschlacke-Schweißenerfordert dagegen ein Normalisieren bei 900 bis 930 ℃ und ein Anlassen bei 600 bis 650 ℃.

Was ist der Unterschied in der Schweißbarkeit zwischen Q345 und Q390? Ist das Schweißverfahren von Q345 auf das Schweißen von Q390 anwendbar und warum?

Antwort: Q345 und Q390 sind beides warmgewalzte Stähle, die eine ähnliche chemische Zusammensetzung haben.

Der einzige Unterschied zwischen Q345 und Q390 liegt im Mn-Gehalt, wobei Q390 eine höhere Konzentration aufweist. Daher hat Q390 im Vergleich zu Q345 ein höheres Kohlenstoffäquivalent.

Dies führt zu einer erhöhten Härtbarkeit und einer größeren Wahrscheinlichkeit von Kaltrissen in Q390 im Vergleich zu Q345. Ihre Schweißbarkeit bleibt jedoch ähnlich.

Es ist zu beachten, dass der für Q345 verwendete Schweißprozess für Q390 aufgrund des höheren Kohlenstoffäquivalents und der größeren Wärmeeinbringung möglicherweise nicht geeignet ist, was bei zu hoher Wärmeeinbringung zu Überhitzung und starker Versprödung im Verbindungsbereich oder bei zu geringer Wärmeeinbringung zu Kaltrissen und sprödem Verhalten führen kann.

Welches Prinzip gilt für die Auswahl von Schweißwerkstoffen beim Schweißen von niedrig legiertem, hochfestem Stahl? Welchen Einfluss hat die Wärmebehandlung nach dem Schweißen auf die Schweißwerkstoffe?

Antwort: Das Auswahlprinzip sollte den Einfluss der Mikrostruktur der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone auf die Festigkeit und Zähigkeit der Schweißverbindung berücksichtigen.

Da in der Regel keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen durchgeführt wird, ist es entscheidend, dass das Schweißgut ähnliche mechanische Eigenschaften aufweist wie das Grundmetall im geschweißten Zustand.

Bei vergütetem Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt sollte die Wahl des Schweißmaterials von den Spannungsbedingungen der Schweißnaht, den Leistungsanforderungen und der geplanten Wärmebehandlung nach dem Schweißen abhängen.

Bei Bauteilen, die nach dem Schweißen behandelt werden, sollte die chemische Zusammensetzung des Schweißguts mit der des Grundmetalls vergleichbar sein.

Analysieren Sie die möglichen Probleme beim Schweißen von kohlenstoffarmen Vergütungsstählen.

Dieser Beitrag gibt einen kurzen Überblick über die wichtigsten Aspekte des Schweißens von vergütetem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt.

Was ist der empfohlene Bereich für die Kontrolle der Schweißwärme Input von typischem Vergütungsstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wie 14MnMoNiB, HQ70 und HQ80?

Wenn ein Vorheizen erforderlich ist, warum gibt es Mindesttemperaturen und wie kann die maximale Vorwärmtemperatur bestimmt werden?

Antwort: Während des Schweißens kann es leicht zu Versprödung kommen. Der thermische Zyklus beim Schweißen kann die Festigkeit und Zähigkeit der Wärmeeinflusszone verringern.

Merkmale des Schweißverfahrens: In der Regel ist eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen nicht erforderlich. Es wird ein mehrlagiges Verfahren verwendet und eine schmale Schweißraupe anstelle des Querschwingstreifentransports eingesetzt wird.

Der Wärmeeintrag beim Schweißen von typischem Vergütungsstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt sollte so gesteuert werden, dass er weniger als 0,18% WC beträgt, und die Abkühlungsrate sollte nicht beschleunigt werden. Wenn das WC größer als 0,18% ist, kann die Abkühlgeschwindigkeit erhöht werden, um die Wärmezufuhr zu reduzieren.

Die Schweißwärmeeinbringung sollte unter 481 kJ/cm gehalten werden. Wenn die maximal zulässige Schweißwärmeeinbringung erreicht wird und Risse nicht vermieden werden können, müssen Vorwärmmaßnahmen ergriffen werden.

Wenn die Vorwärmtemperatur zu hoch ist, kann sie das Auftreten von Kaltrissen nicht verhindern. Ist die Abkühlungsgeschwindigkeit zwischen 800 und 500°C hingegen langsamer als die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit bei spröden Mischstrukturen nimmt die Zähigkeit der Wärmeeinflusszone ab.

Daher ist es wichtig, eine unnötige Erhöhung der Vorwärmtemperatur zu vermeiden, selbst bei Raumtemperatur. Folglich gibt es eine Mindestvorwärmtemperatur.

Die maximal zulässige Wärmeeinbringung beim Schweißen von Stahl sollte durch Versuche ermittelt werden, und dann sollte auf der Grundlage der Kaltrissneigung bei maximaler Wärmeeinbringung entschieden werden, ob ein Vorwärmen und eine Vorwärmtemperatur, einschließlich der maximalen Vorwärmtemperatur, erforderlich sind.

Worin besteht der Unterschied im Schweißverfahren zwischen vergütetem und geglühtem Vergütungsstahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt der gleichen Marke? Warum werden Vergütungsstähle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt im Allgemeinen nicht im geglühten Zustand geschweißt?

Beim Schweißen im vergüteten Zustand ist es von entscheidender Bedeutung, die richtigen Verfahren zu befolgen, um spätere Risse zu vermeiden und die gehärtete Struktur in der Wärmeeinflusszone zu beseitigen. Dazu gehören das Vorwärmen, die Kontrolle der Zwischenlagentemperaturen, die Durchführung einer Zwischenwärmebehandlung und das rechtzeitige Anlassen nach dem Schweißen.

Um die Erweichung der Wärmewirkung zu minimieren, wird empfohlen, ein Verfahren mit hoher Energiedichte und Wärmekonzentration zu wählen und eine möglichst geringe Schweißwärmezufuhr zu verwenden.

Für das Schweißen im geglühten Zustand sind die üblichen Schweißverfahren eingesetzt werden können.

Bei der Auswahl der Werkstoffe ist darauf zu achten, dass die Spezifikationen für die Vergütungsbehandlung des Schweißguts und des Grundmetalls sowie die Hauptlegierung übereinstimmen.

Beim Vergüten kann eine hohe Vorwärmtemperatur und Zwischenlagentemperatur dazu beitragen, Rissbildung vor der Behandlung zu vermeiden.

Aufgrund der hohen Härtbarkeit und Härtbarkeit von Vergütungsstahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist ein unsachgemäßes Schweißen im Glühen Zustand kann zu verzögerten Rissen führen.

In der Regel ist ein komplexer Schweißprozess erforderlich, und Hilfsprozesse wie Vorwärmen, Nachwärmen, Anlassen und Wärmebehandlung nach dem Schweißen können dazu beitragen, die Leistung und Langlebigkeit der Verbindung zu gewährleisten.

Gibt es einen Unterschied zwischen dem Schweißverfahren und Materialauswahl wenn niedrigwarmfester Stahl bei - 40 ℃ und normaler Temperatur verwendet wird? Warum?

Antwort: Um Tieftemperaturversprödung und thermische Rissbildung in Schweißverbindungen aus Tieftemperaturstahl zu vermeiden, ist es wichtig, das Vorhandensein von Verunreinigungen in den Werkstoffen zu minimieren.

Um die Zusammensetzung und das Gefüge der Schweißnaht zu kontrollieren, ist es wichtig, geeignete Schweißwerkstoffe zu wählen, die feine nadelförmige Ferriten und eine geringe Menge an Legierungskarbid bilden und so bestimmte AK-Anforderungen bei niedrigen Temperaturen gewährleisten.

Bei der Verwendung von SMAW (Shielded Metal Arc Welding) beim Schweißen bei niedrigen Temperaturen kann die Verwendung einer kleinen linearen Schweißenergie eine Überhitzung des Materials verhindern. Wärmeeinflusszone und reduzieren die Bildung von grobem M und WF (Weld Fracture). Um die Überhitzung der Schweißraupe weiter zu reduzieren, kann schnelles Mehrlagenschweißen angewendet werden.

Beim Unterpulverschweißen (SAW) kann durch den Einsatz des Vibrationslichtbogenschweißverfahrens die Bildung von Säulenkristallen verhindert werden.

Was sind die Unterschiede in den Verstärkungsmethoden und den wichtigsten Verstärkungselementen zwischen heißen Walzstahl und normalisiertem Stahl, und welche Unterschiede gibt es bei der Schweißbarkeit? Welche Probleme sind bei der Formulierung des Schweißverfahrens zu beachten?

Antwort: Die Verfestigungsmethoden für warmgewalzten Stahl sind:

(1) Mischkristallhärtung: Die wichtigsten Verfestigungselemente bei diesem Verfahren sind Mn und Si.

(2) Feinkornverfestigung: Die wichtigsten Verfestigungselemente bei diesem Verfahren sind Nb und V.

(3) Verstärkung durch Niederschlag: Die wichtigsten Verstärkungselemente in diesem Prozess sind Nb und V.

Verfestigungsmodus von normalisiertem Stahl:

Schweißeignung: Heiß Walzstahl enthält eine begrenzte Anzahl von Legierungselementen und hat ein niedriges Kohlenstoffäquivalent, was die Wahrscheinlichkeit von Kaltrissen verringert.

Normalisierter Stahl enthält einen höheren Anteil an Legierungselementen, was seine Härtbarkeit erhöht und die Wahrscheinlichkeit von Kaltrissen verringert. Außerdem hat er ein niedriges Kohlenstoffäquivalent.

Die Erwärmung von warmgewalztem Stahl auf über 1200 ℃ kann jedoch zur Bildung von Grobkornversprödung führen, die die Zähigkeit erheblich verringert.

Andererseits befindet sich die V-Ausscheidung im Grobkornbereich von normalisiertem Stahl unter denselben Bedingungen hauptsächlich in einem Mischkristallzustand, was zu einer Schwächung seiner Fähigkeit führt, das Wachstum zu hemmen und das Gefüge zu verfeinern. Dies kann zum Auftreten von groben Körnern, oberem Bainit und M-A führen, was zu einer Abnahme der Zähigkeit und einer Zunahme der Alterungsempfindlichkeit führt.

Bei der Planung des Schweißprozesses sollte die Wahl des Schweißverfahrens auf der Grundlage von Faktoren wie Materialstruktur, Blechdicke, erforderliche Betriebsleistung und Produktionsbedingungen getroffen werden.

Vergüteter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und vergüteter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt gehören zu den vergüteten Stählen. Sind ihre Versprödungsmechanismen in der Wärmeeinflusszone beim Schweißen dieselben?

Warum ist Schweißen von kohlenstoffarmem Stahl im vergüteten Zustand eine gute Schweißqualität gewährleistet, während Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt im gleichen Zustand oft eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erfordert?

Antwort: Vergüteter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt: Bei wiederholten Zyklen mit steigendem T8/5 wird kohlenstoffarmer Vergütungsstahl aufgrund der Vergröberung des Austenits und der Bildung von oberen Bainit- und M-A-Bestandteilen spröde.

Vergüteter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt: Diese Stahlsorte hat einen hohen Kohlenstoffgehalt und mehrere Legierungselemente, was zu einer starken Härtungstendenz, einer niedrigen martensitischen Umwandlungstemperatur und keinem Selbstanlassungsprozess führt.

Infolgedessen kann das Schweißen in der Wärmeeinflusszone eine erhebliche M-Strukturbildung und potenzielle Sprödigkeit verursachen.

Im Gegensatz dazu profitiert Vergütungsstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt in der Regel von einer mäßigen bis geringen Wärmezufuhr während des Schweißens, während die besten Ergebnisse bei Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt durch eine hohe Wärmezufuhr während des Schweißens und eine sofortige Wärmebehandlung nach dem Schweißen erzielt werden.

Worin besteht der Unterschied zwischen den Schweißeigenschaften von hitzebeständigem Pearlite-Stahl und vergütetem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt?

Worin besteht der Unterschied zwischen dem Prinzip der Auswahl von Schweißmaterialien für hitzebeständigen Pearlite-Stahl und hochfesten Stahl? warum?

Antwort: Kaltrisse können sowohl bei hitzebeständigem Perlitstahl als auch bei kohlenstoffarmen Vergütungsstählen auftreten.

Die wärmebeeinflusste Zone und die Wiedererwärmungsrisse können während der Wärmebehandlung oder bei längerem Gebrauch bei hohen Temperaturen härten und verspröden.

Bei kohlenstoffarmen Vergütungsstählen können jedoch Heißrisse in Stählen mit hohem Nickel- und niedrigem Mangangehalt auftreten. Darüber hinaus kann eine unsachgemäße Auswahl der Werkstoffe zu Heißrissen in perlitischem hitzebeständigem Stahl führen.

Bei der Auswahl von hitzebeständigem Pearlitic-Stahl ist es wichtig, nicht nur die Festigkeit des Materials zu berücksichtigen, sondern auch die Grundsätze für die Verwendung der Verbindung bei hohen Temperaturen.

Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Schweißmaterialien trocken sind, da pearlitischer hitzebeständiger Stahl bei hohen Temperaturen verwendet wird und bestimmte Festigkeitsanforderungen erfüllen muss.

Schweißen von Edelstahl und hitzebeständigem Stahl

  • Rostfreier Stahl: Bezieht sich auf Stahl, der in atmosphärischen Umgebungen und aggressiven chemischen Medien verwendet wird.
  • Hitzebeständiger Stahl: Dazu gehören oxidationsbeständiger Stahl und hochwarmfester Stahl. Oxidationsbeständiger Stahl bezieht sich auf Stahl, der bei hohen Temperaturen oxidationsbeständig ist und geringe Anforderungen an die Warmfestigkeit hat.
  • Hochwarmfester Stahl: Dies ist ein Stahl, der nicht nur oxidationsbeständig bei hohen Temperaturen ist, sondern auch eine hohe Warmfestigkeit aufweist.
  • Thermische Festigkeit: Bezieht sich auf die Fähigkeit, Brüchen zu widerstehen (Langzeitfestigkeit), wenn sie über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt werden, oder auf die Fähigkeit, plastischen Verformungen zu widerstehen (Kriechfestigkeit), wenn sie über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt werden.

Einige Konzepte:

Chrom-Äquivalent: Die Beziehung zwischen der Zusammensetzung und der Struktur von nichtrostendem Stahl wird in einem Diagramm dargestellt. Die Elemente, die Ferrit bilden, werden unter Berücksichtigung ihres Einflusses in eine Summe von Chrom-(Cr)-Elementen umgewandelt. Diese Summe wird als Chromäquivalent bezeichnet, mit einem Koeffizienten von 1 für Chrom.

Nickel-Äquivalent: Im gleichen Diagramm werden die Elemente, die den Austenit bilden, unter Berücksichtigung ihres Einflusses in eine Summe der Nickelelemente (Ni) umgewandelt. Diese Summe wird als Nickeläquivalent bezeichnet, mit einem Koeffizienten von 1 für Nickel.

4750°C Versprödung: Diese Form der Versprödung tritt auf, wenn hochchromhaltige ferritischer rostfreier Stahl wird über einen längeren Zeitraum bei Temperaturen zwischen 400°C und 540°C erhitzt. Er wird als 4750°C-Sprödigkeit bezeichnet, weil seine empfindlichste Temperatur bei etwa 475°C liegt. Bei dieser Temperatur nehmen die Festigkeit und die Härte des Stahls zu, während seine Plastizität und Zähigkeit deutlich abnehmen.

Erstarrungsmodus: Der Erstarrungsprozess beginnt mit der Kristallisation, gefolgt von der Vollendung des Prozesses mit der γ- oder δ-Phase.

Spannungsrisskorrosion: Dies bezieht sich auf Risse, die sich in einem schwachen korrosiven Medium unterhalb der Fließgrenze des Materials unter der kombinierten Wirkung von Spannung und dem korrosiven Medium bilden.

σ Phasenversprödung: Die σ-Phase ist eine spröde, harte und nichtmagnetische intermetallische Verbindungsphase mit einer komplexen und zusammengesetzten Kristallstruktur.

Intergranulare Korrosion: Hierbei handelt es sich um selektive Korrosion in der Nähe der Korngrenzen.

Mechanismus des Chrommangels: Der übersättigte Kohlenstoff-Mischkristall diffundiert zu den Korngrenzen und bildet Chromkarbid (Cr23C16 oder (Fe, Cr)C6) mit Chrom in der Nähe der Korngrenze, das sich an der Korngrenze abscheidet. Da Kohlenstoff viel schneller diffundiert als Chrom, ist es für Chrom zu spät, sich aus dem Inneren des Kristalls in die Nähe der Korngrenze zu ergänzen, was zu einem Massenanteil von Cr in der an die Korngrenze angrenzenden Schicht führt, der weniger als 12% beträgt, was als "Chrommangel" bezeichnet wird.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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