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异种金属焊接中存在的问题

2022-02-28 13:55

异种金属焊接在我国超声波行业中经常会遇到铜、铝、镍三种材料相互之间的焊接,且超声波焊接的导电性和强度性能良好。

异种金属焊接中的一些固有问题阻碍了其发展,如异种金属熔合区的成分和性能。异种金属焊接结构的大部分损伤发生在熔合区。由于熔合区附近各部位焊缝结晶特征不同,容易形成性能差、成分变化大的过渡层。

此外,由于长期暴露在高温下,该区域的扩散层将扩大,进一步增加金属的不均匀性。而异种金属焊接或热处理后的焊接或高温操作,往往会发现低碳高合金通过焊缝边界一侧的合金在焊缝中“迁移”现象,分别在熔合线两侧形成脱碳层和碳层,脱碳层形成在低合金母材一侧,高合金焊缝成形侧的渗碳层。

防止和防止异质金属结构的使用和发展主要表现在以下几个方面:

1.在室温下,异种金属焊接接头区域的机械性能(如拉伸、冲击、弯曲等)通常优于母材,但接头区域的性能低于母材在高温下或在高温下长期运行后的性能。

2.奥氏体焊缝和珠光体母材之间存在马氏体过渡区。该区域韧性低,是一个高硬度脆性层,也是导致部件失效的薄弱区域,这将降低焊接结构的可靠性。

3.焊后热处理或高温操作过程中的碳迁移将导致熔合线两侧形成渗碳层和脱碳层。人们普遍认为,脱碳层中碳的减少将导致该区域的结构和性能发生重大变化(通常情况下会恶化),这使得该区域在使用中容易出现早期故障。高温管道在役或试验中的许多故障都集中在脱碳层。

4.故障与时间、温度和交变应力有关。

5.焊后热处理不能消除接头区域的残余应力分布。

6.化学成分的不均匀性。

异种金属焊接,由于焊缝两侧金属和焊缝金属成分有明显差异,焊接工艺、焊接材料和本体材料会相互熔化和混合,混合的均匀程度会随着焊接工艺的变化而变化,焊接接头和不同位置、混合程度有很大差异,这就造成了焊接接头的化学成分的不均匀性。

7.金相组织的不均匀性。

由于焊接接头化学成分的不连续性,在焊接热循环后,焊接接头的每个区域都会出现不同的组织,在某些区域往往会出现极其复杂的组织。

8.性能不连续性。

焊接接头的化学成分和金相组织的差异导致了焊接接头力学性能的差异。焊接接头各部位的强度、硬度、塑性、韧性、冲击性能、高温蠕变和耐久性有很大差异。这种显著的不均匀性使得焊接接头不同区域的行为在相同条件下有很大差异,包括弱化区域和强化区域。特别是在高温条件下,异种金属焊接接头在使用过程中经常发生早期失效。

异种金属焊接中存在的问题(图1)

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