第3讲-焊接材料.ppt

焊接材料目录中国钢材及焊材的发展态势年份钢材表观焊接材料其中/万吨消费量/亿吨总产量①/万吨焊条焊条所占气体保护焊埋弧焊焊剂药芯比例（%）焊丝焊丝焊丝中国钢材及焊材的发展态势中国钢材及焊材的发展态势中国钢材及焊接材料的分类消费态势重点行业钢材及焊接材料消费态势消费钢材相应消费焊接材料重点行业钢材及焊接材料消费态势消费钢材相应消费焊接材料中国钢铁工业发展趋势中国钢铁工业发展趋势中国钢铁工业发展趋势今后15年钢材的发展目标今后15年钢材的发展目标钢材焊接性的发展及评定方法钢材焊接性的发展5.2微合金控轧控冷钢的焊接性5.2.1焊接裂纹5.2.2热影响区的脆化高强微合金控轧控冷钢热影响区的脆化是十分重要的焊接性问题,一般热输入越大,脆化倾向越严重。HAZ的脆化问题主要有粗晶区(CGHAZ)脆化、临界热影响区(ICHAZ)脆化、多层焊时临界粗晶热影响区(IRCGHAZ)脆化、过临界粗晶热影响区脆化(SRCGHAZ)、亚临界粗晶热影响区(SCGHAZ)脆化等。为防止热影响区的脆化,常采用如下措施:(1)降碳、控制杂质含量,加入少量Ni韧化基体。(2)抑制热影响区的晶粒长大向钢中加入Ti、V、Nb等细化晶粒的元素,通过形成TiN、TiO、(Nb、Ti)N、VN等氮氧化物抑制HAZ晶粒长大。(3)改善热影响区的组织通过向钢中加入变质剂,提高相变形核率,细化组织。如向钢中加入细小、均匀弥散分布的TiO微粒,可避免形成GBF+FSP+Bu等韧性低的混合组织,而在奥氏体晶内形成细小的细晶铁素体或针状铁素体,可显著提高韧性。5.2.3焊缝的合金化微合金控轧控冷钢可通过细晶化、洁净化、均匀化实现钢的强韧化。而焊缝金属属于非平衡结晶,既不能像炼钢那样精确控制其冶金过程,实现焊缝金属的洁净化和成分均匀化,又不能通过控轧控冷实现细晶化,而通常会产生粗大的柱状晶。这就给焊缝金属的强韧化和新型配套焊接材料的研制带来很大困难。目前焊接材料的发展滞后于钢材的发展,随着高品质钢材强度的提高,焊接材料将成为制约这些高品质钢材推广应用的瓶颈。因此高品质焊接材料的发展是亟待鲜决的重要课题。基本解决途径也应该在焊缝金属的结晶化、均匀化、细晶化方向努力。(1)选用高洁净度的钢带和焊丝盘圆;(2)原辅材料的洁净化,严格控制原辅材料中各种铁合金、矿物质中的杂质含量;(3)建立原材料处理系统(包括检验、筛分、对部分原材料的烘焙和予烧结处理、干混等,使原材料成分达到清洁、精确、均匀)。(4)通过优化配方和工艺参数,通过提升冶金反应清除S、P、O、H、N等杂质;(5)控制焊缝中夹杂物的数量、种类、形态、尺寸及分布;(6)韧化焊缝组织通过微合金化措施,阻止焊缝金属高温奥氏体晶粒长大,细化焊缝金属的组织,使焊缝获得细晶铁素体、针状铁素体等强韧化组织。对于强度更高(>600MPa)的微合金钢及超低碳贝氏体钢,可通过降碳并优化合金元素及微合金元素加入量,使焊缝金属成为超低碳贝氏体组织。但如何按这一思路研制出新型焊条、焊丝和焊剂等不同类型焊接材料,还有些问题需要进一步研究解决。(7)对实心焊丝CO2气体保护焊,如何降低焊缝金属含硫量是一个难题,目前国内外用于CO2气体保护焊的实心焊丝,一般W(S)>0.01%。这是因为硫是表面活性元素,微量的硫可以降低焊接飞溅和改善焊缝成形。如果焊丝中W(S)<0.005%,发现焊接飞溅明显增大,焊缝成形不良。要解决这个问题,除在焊丝中增加其它表面活性元素、或采用含有表面活性元素的特种涂层焊丝(不镀铜焊丝)外,还可采用新型数字化逆变焊机,也可使含硫量极低的焊丝在焊接时降低飞溅、改善成形。从而有效地解决这一问题。总之,随着钢材品质的提高,改善了钢材的焊接性能,使不少品种的钢材从“可焊”变为“易焊”。在这方面,中国是从20世纪90年代开始有大的进步,预计在2010年左右,将接近国外的先进水平。钢材焊接性的评定方法中国焊接材料的发展态势国家或地区需求量/万吨产品结构比例（%）6.2焊接材料发展中值得关注的若干问题（1）关于药芯焊丝的发展前景进入21世纪以来,中国药芯焊丝的发展极为迅速。据测算,目前全世界药芯焊丝产量为45～50万吨,国外以日本的产量最多,2006年产量为11.78万吨。而中国2006年产量为12万吨(其中出口外销约2万多吨,国内消费9万多吨),已超过日本,成为全世界药芯焊丝产量最高的国家。而且目前发展势头极为高涨,中国的民族焊接材料企业,包括安泰公司、大桥集团、金桥集团、大西洋、三英公司和铁锚公司等公布的药芯焊丝规划产能达35万吨,在中国设厂的7家外商企业宣传的药芯焊丝规划产能已超过20万吨。因此,总计规划产能达55万吨,已超过目前全世界药芯焊丝的总产量。药芯焊丝对市场的占有份额,还将受到实心焊丝气体保护焊的焊机和焊丝改进的影响。因为结构钢药芯焊丝其突