若成分(fēn)不同,及其性能(néng)也不同的材料焊接在一起,其接头的性能(néng)不仅决定于其中最弱者,而且往往由于两者的不同或不均匀而出现新(xīn)的矛盾。例如,由于构成腐蚀電(diàn)池,异种金属焊接接头的耐腐蚀寿命,可(kě)能(néng)比其中任一材料的腐蚀寿命都大大缩短;强度、塑性、弹性模量差异也可(kě)导致应力应变集中,因而提前发生断裂;此外诸如热膨胀系数、热导率等的差异也会导致热应力应变和热疲劳损伤等,因此异种材料焊接接头的成分(fēn)不均匀性和性能(néng)的不均匀性,应当受到特别关注。


  通常,被焊的两种材料的成分(fēn)差异越大,则焊缝金属与焊缝两侧或焊缝一侧母材金属的成分(fēn)差异也越大。焊缝金属同母材金属之间形成的一个异种材料的连接副中,一侧是固态的A(或B)母材金属,一侧是D成分(fēn)的液态焊接熔池。高温下,A(或B)、D之间会发生元素的扩散(包括某些情况下的上升扩散),由D进入A(或B)的元素浓度在固相表面最高,向内逐渐降低,如图5-2所示。由A(或B)扩散进入D的元素则由于液體(tǐ)的流动而均匀化,并不影响该局部的焊缝金属成分(fēn)。焊缝一侧图5-2 液态焊接熔池合金(或两侧)的不均匀性决定于A(或B)和D的成分(fēn)和各元素扩散示意图组成元素的本性,这是不可(kě)避免的;但其扩散的深度和最终的浓度梯度,则受到温度的高低和高温下停留时间的影响。这是焊缝一侧(或两侧)的固相形成成分(fēn)不均匀性的一个来源。


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  熔合區(qū)的另一种成分(fēn)不均匀性,产生于焊接过程中的液相熔池金属一侧的不均匀搅拌區(qū)。熔池的边缘层母材金属份额较高且未被搅拌均匀,其原因是熔池边缘的温度较其平均温度低,距電(diàn)弧電(diàn)流中心较遠(yuǎn),電(diàn)磁搅拌也较弱,金属的流动性较差,被熔化下来的母材金属处于液态的时间较短,有(yǒu)的可(kě)以看到成块的母材金属以岛屿或半岛状贴近于焊缝边缘。这种成分(fēn)不均匀性的程度与焊接参数有(yǒu)关,特别与施焊过程中均匀性和稳定性关系更大。在高度自动化的焊接条件下,焊缝不均匀混合區(qū)的不均匀程度可(kě)以得到控制;而手工電(diàn)弧焊时,很(hěn)难达到施焊过程焊接参数的均匀性和稳定性。除了操作影响外,也与人的身體(tǐ)和精神状态有(yǒu)密切联系。







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