عوامل موثر بر عملکرد جوشکاری مواد فلزی

قابلیت جوشکاری مواد فلزی به توانایی مواد فلزی برای به دست آوردن اتصالات جوشی عالی در شرایطی مانند فرآیندهای جوشکاری خاص از جمله روش های جوشکاری، مواد جوشکاری، مشخصات جوشکاری و فرم های سازه جوشکاری اشاره دارد. یک فلز در صورتی که بتوان آن را در موارد متداول تری مورد استفاده قرار داد و اگر با یک فرآیند جوشکاری ساده، اتصالات جوشی عالی حاصل شود، در نظر گرفته می شود که این فلز عملکرد جوشکاری خوبی دارد. جوش پذیری مواد فلزی به طور کلی به دو جنبه تقسیم می شود: جوش پذیری فرآیندی و جوش پذیری استفاده.

1.عوامل مادی

مواد شامل فلز پایه و مواد جوشکاری است. در شرایط جوشکاری یکسان، عوامل اصلی که جوش پذیری فلز پایه را تعیین می کند، خواص فیزیکی و ترکیب شیمیایی آن است.

از نظر خواص فیزیکی: عواملی مانند نقطه ذوب، هدایت حرارتی، ضریب انبساط خطی، چگالی، ظرفیت حرارتی و سایر عوامل فلز بر روی فرآیندهایی مانند چرخه حرارتی، ذوب، تبلور، تغییر فاز و غیره تاثیر دارند. ، در نتیجه جوش پذیری را تحت تأثیر قرار می دهد. فولاد ضد زنگ و سایر مواد رسانایی حرارتی پایینی دارند. مواد با گرادیان دما زیاد، تنش پسماند بالا و تغییر شکل زیاد در حین جوشکاری.

از نظر ترکیب شیمیایی، عنصر کربن بیشترین تأثیر را دارد، به این معنی که محتوای کربن فلز، جوش پذیری آن را تعیین می کند. با افزایش محتوای کربن در فولاد، تمایل به سخت شدن افزایش می‌یابد، پلاستیسیته کاهش می‌یابد و جوشکاری آسان است. ترک ها. بنابراین، هر چه محتوای کربن بیشتر باشد، جوش پذیری بدتر است. فولاد کم کربن و فولاد کم آلیاژ با محتوای کربن کمتر از 0.25٪ دارای انعطاف پذیری عالی و چقرمگی ضربه هستند. پلاستیسیته و چقرمگی ضربه اتصال جوش شده پس از جوش نیز بسیار خوب است. جوشکاری نیازی به پیش گرم کردن و عملیات حرارتی پس از جوش نیست و فرآیند جوشکاری به راحتی قابل کنترل است، بنابراین قابلیت جوشکاری خوبی دارد.

مواد جوش به طور مستقیم در یک سری واکنش های متالورژیکی شیمیایی در طول فرآیند جوشکاری شرکت می کنند که ترکیب، ساختار، عملکرد و شکل گیری عیوب فلز جوش را تعیین می کند. در صورت انتخاب نادرست مواد جوشکاری و عدم تطابق با فلز پایه، نه تنها دستیابی به اتصالی که شرایط استفاده را داشته باشد غیرممکن خواهد بود، بلکه باعث بروز عیوب مانند ترک و تغییر در خواص ساختاری می شود. بنابراین، انتخاب صحیح مواد جوشکاری عامل مهمی برای اطمینان از اتصالات جوشی با کیفیت بالا است.

2. عوامل فرآیند

عوامل فرآیند عبارتند از روش جوشکاری، پارامترهای فرآیند جوشکاری، ترتیب جوشکاری، پیش گرمایش، عملیات حرارتی پس از حرارت و پس از جوشکاری و غیره. روش جوشکاری تاثیر زیادی بر جوش پذیری دارد، عمدتاً از دو جنبه: ویژگی های منبع حرارت و شرایط حفاظت.

منابع حرارتی روش های مختلف جوشکاری از نظر توان، چگالی انرژی، حداکثر دمای گرمایش و غیره بسیار متفاوت است. فلزات جوش داده شده تحت منابع حرارتی مختلف خواص جوشکاری متفاوتی از خود نشان خواهند داد. به عنوان مثال، جوشکاری الکتروسرباره دارای قدرت بالا اما چگالی انرژی کم است. حداکثر دمای گرمایش زیاد نیست، گرمایش در حین جوشکاری کند است، و زمان ماندگاری در دمای بالا طولانی است، در نتیجه دانه های درشت در ناحیه متاثر از گرما ایجاد می شود و چقرمگی ضربه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، که باید با عادی سازی عملیات بهبود یابد. . در مقابل، جوشکاری با پرتو الکترونی، جوشکاری لیزر و غیره. این روش دارای قدرت کم، اما چگالی انرژی بالا و گرمایش سریع است. زمان اقامت در دمای بالا کوتاه است، منطقه تحت تأثیر گرما بسیار باریک است و خطر رشد دانه وجود ندارد.

تنظیم پارامترهای فرآیند جوشکاری، انجام سایر اقدامات فرآیند مانند پیش گرم کردن، پس گرم کردن، جوشکاری چند لایه و کنترل دمای بین لایه، می تواند چرخه حرارت جوشکاری را تنظیم و کنترل کند و در نتیجه جوش پذیری فلز را تغییر دهد. به عنوان مثال، پیش گرم کردن قبل از جوشکاری یا بعد از جوشکاری با انجام اقداماتی مانند عملیات حرارتی، دستیابی به اتصالات جوشی بدون نقص ترک و رعایت الزامات عملکرد کاملاً امکان پذیر است.

3. عوامل ساختاری

این عمدتا به تأثیر ساختار جوش و فرم طراحی اتصال جوش مانند شکل ساختاری، اندازه، ضخامت، شکل شیار اتصال، طرح جوش و شکل مقطع و غیره اشاره دارد. در مورد جوش پذیری تأثیر آن عمدتاً در انتقال حرارت و نیرو منعکس می‌شود. از نظر حالت، ضخامت‌های مختلف صفحه، اشکال مختلف اتصال یا اشکال شیار دارای جهت‌های سرعت انتقال حرارت و نرخ‌های انتقال حرارت متفاوت هستند که بر جهت تبلور و رشد دانه‌های حوضچه مذاب تأثیر می‌گذارند. . سوئیچ سازه، ضخامت صفحه و درز جوش چیدمان و غیره، سختی و مهار اتصال را تعیین می کند که بر وضعیت تنش اتصال تأثیر می گذارد. مورفولوژی کریستالی ضعیف، تمرکز تنش شدید و تنش بیش از حد جوشکاری، شرایط اساسی برای ایجاد ترک های جوشکاری است. سفتی مفصل را در طول طراحی کاهش دهید. کاهش جوش های متقاطع و کاهش عوامل مختلف باعث تمرکز تنش از اقدامات مهم برای بهبود جوش پذیری است.

4. شرایط استفاده

به دمای کار، شرایط بار و محیط کار در طول دوره خدمات سازه جوش داده شده اشاره دارد. این محیط کاری و شرایط عملیاتی مستلزم آن است که سازه جوش داده شده دارای عملکرد مربوطه باشد. به عنوان مثال، سازه جوشکاری شده که در دمای پایین کار می کند باید دارای مقاومت در برابر شکست شکننده باشد. کار در دمای بالا ساختار باید مقاومت در برابر خزش داشته باشد. ساختاری که تحت بارهای متناوب کار می کند باید مقاومت خوبی در برابر خستگی داشته باشد. ظرف جوشکاری شده که در محیط های اسیدی، قلیایی یا نمکی کار می کند باید مقاومت در برابر خوردگی و غیره بالایی داشته باشد. به طور خلاصه، هر چه شرایط استفاده از سخت تر باشد، هر چه الزامات کیفی برای اتصالات جوشی بالاتر باشد، اطمینان از جوش پذیری مواد سخت تر است.