焊接過程中滲合金的作用,焊接質量檢測顯微鏡
滲合金的目的和意義
焊接冶金過程是在高溫下進行的,各種合金元素難免要在此
過程中氧化燒損、蒸發和陷留少量在熔渣中,這些損失使焊縫金屬
的組織和性能變得不符合要求。為了保證焊接接頭的性能,必須
根據損失的情況而預先補加一些合金元素。
另外,在許多情況下,即使焊縫成分非常接近基本金屬的成
分,焊接接頭性能也不見得優良。這是由于焊接過程中增加了有
害雜質(氣體雜質和高、低熔點化合物等)產生了某種工藝缺陷(如
裂紋或氣孔等)所致。如果增加某些合金元素克制有害雜質的作
用,就能得到優質的焊接接頭。
滲合金的意義更多體現在堆焊時。為了使堆焊層金屬得到某
種特殊使用性能(耐磨性、耐蝕性等),必須向堆焊層添加多種合金
成分,造成各種合金系統來達到使用要求。堆焊用之于修復機器
零件,如軋輥、鍛模、車輪、耐磨合金刀具、挖掘機鏟齒、曲柄軸等以
及其他很多機器零件,經常因為磨損報廢,如在磨損面上堆焊一層
符合要求性能的金屬,再經加工成形,即可重新使用。堆焊的用途
還不止于修復已磨損的機器零件,它還可以制作新的耐磨零件,如
柴油機的進氣閥和排氣閥,只需在要求耐磨部分堆焊一層硬質合
金,而如果整體用硬質合金做,顯然是不經濟、不合理的。又如鍛
模的制造,可以用整體合金鋼鍛造,也可以用普通結構鋼作母材,
用堆焊方法滲合金造成耐磨表面,同樣能達到使用要求,而節省大
量合金鋼。
鋼中含氫是氫脆性的內因。氫脆性的外因則取決于鋼合金化
程度、鋼被破壞時的溫度、破壞時的變形速度、焊接后焊接區的冷
卻速度等。
一般隨著焊縫合金元素含量的增加,焊縫的強度就增加,氫在
其中的脆化作用也就增大。但氫在奧氏體中的溶解度雖比鐵素體
中大,而氫脆的傾向并不顯著。
變形速度和試驗溫度對氫脆性的影響很大。變形速度小(像
一般拉伸試驗)和室溫下(或稍低于室溫)可出現較大脆性。變形
速度較大(如沖擊試驗)或試驗溫度較低使氫脆性消除。在室溫時
可出現氫脆性的金屬,如果將其冷卻到極低溫度,氫脆性就消失。
但如果再恢復到室溫,氫脆性又出現了。而將金屬加熱到室溫以
上的溫度,氫氣便能向外擴散逸出,氫脆性也就不再出現了。
焊接區的冷卻速度增大時,焊接區金屬的強度增加,氫脆傾向
也就增加。形成馬氏體組織時,則受氫影響引起的脆性傾向較大。
如冷卻速度較小,使焊縫金屬接近于平衡組織(如形成索氏體或貝
氏體時),氫脆傾向較小。
如果焊件放置較長時間,氫可向外擴散逸出,氫脆性逐步減
低,塑性逐步升高,加熱焊件能加快這種過程的進行。