钼 与 钢 的 焊 接.doc

（1）钼与钢的焊接特点 钼及钼合金与钢的焊接结构件，在实际生产中应用较多，但由于钼及钼合金与钢的物理性能相差较大，在焊接过程中出现很多问题。从焊接问题的分析中得出结论，钼与钢的焊接性能主要取决于钼及钼合金的成分和性能。铁-钼合金状态图见图1。从状态图中可知Fe与Mo能形成不同浓度的-Fe和-Mo固溶体。此外还可以形成两种金属间化合物脆性相-Fe3No2和-FeMo。Fe3No2直至1450的温度范围都是比较稳定的。状态图中的-相，它的存在温度区间为11801540,当冷却时，-相分解为-相和-相的固溶体。 钼与钢焊接主要有如下特点。 钼与钢的焊接性主要取决于钼及钼合金的成分和性能。钼及钼合金与钢焊接时，当加热到400时，发生轻微的氧化。在600以上时，迅速氧化成MoO3化合物。氧在钼中的溶解度很小，当氧含量增加时，所形成的氧化物沿晶界析出，其他杂质的化合物脆性相也析出于晶界，使焊接难以进行。 焊接钼与钢时，靠近钼母材金属侧，容易出现高硬度和高脆性区，其宽度可达0.53m。这里的金属间化合物主要成分有Fe3Mo2及FeMo。靠近钢母材金属侧比钼母材金属的脆性倾向小，但焊后冷却速度快，钼母材金属侧会出现马氏体组织，导致焊缝热影响区及接头区脆化，在焊接应力的作用下，会严重地增加接头产生裂纹的倾向。所以，钼与钢的焊接性是比较差的。 钼与钢焊接的异种焊缝金属由三部分组成，而且焊缝成分不均匀。靠近钢母材金属侧的是由钢与金属间化合物组成的双相组织，其硬度急剧上升；靠近钼母材金属侧的是由金属间化合物组成的双向组织，硬度也急剧上升；焊缝中间是由钼与钢之间的金属间化合物所组成的，硬度很高。钼与钢焊接接头组织成分不均匀，对硬度的影响很大，如图2所示。图2中，（1）是钢与金属间化合物组成的双相组织；（2）是钢与钼之间的金属间化合物；（3）是钼与金属间化合物组成的双相组织。 （2）钼与钢的焊接工艺1）钼与钢的熔焊-钎焊钼与钢（碳钢、不锈钢）采用氩弧焊、电子束焊和气体保护焊等焊接方法，均可实现熔焊-钎焊接头。这种焊接工艺的实质是使钢一侧熔化金属较多，而钼一侧只是加热增加温度而不熔化或熔化很少，被钢的液态金属所浸润形成钎焊焊缝。这就避免了铁与钼形成化合物Fe3Mo2和FeMo，使接头区脆化问题得以解决。钼与钢直接对接电子束焊接时，其焊缝金属主要由20Mo-80Fe组成，在Mo母材一侧边界上显示出+共晶，而且形成较多的金属间化合物Fe3Mo2和FeMo。由于金属间化合物的存在，使焊缝金属脆性增加而易于产生裂纹，降低了接头性能，其焊接性较差。因此钼与钢熔化焊时，接头强度不高，应避免直接熔焊，所以一般采用熔焊-钎焊。为了提高钼与钢的接头性能，还可以采用加中间过渡层的方法，焊接工艺虽然复杂，但是其焊接性良好。焊前对焊件进行表面处理非常重要，焊接工艺参数须严格控制，表1列出了采用电子束焊和氩弧焊对钼与钢进行熔焊-钎焊的工艺参数及接头力学性能。2）钼与钢的真空扩散焊钼与1Cr18Ni9Ti和1Cr13等钢进行真空扩散焊时，能获得强度高、质量稳定的焊接接头。钼与1Cr13的焊接接头强度可达382450MPa，钼与18-8、1Cr13真空扩散焊的工艺参数见表2。 钼与不锈钢真空扩散焊时，为了提高接头性能，可以采用中间扩散层。其中间扩散层材料一般采用镍和铜，采用镍或铜作为中间层的接头中不产生金属间化合物，接头变形小、塑性好、强度高，接头质量稳定可靠。钼与1Cr13真空扩散焊的接头强度高，主要是由于1Cr13中的Cr与Mo可以形成无限连续的固溶体，且铬在钼与铁的固溶体中能形成Cr-Mo铁素体，在过渡区可形成由铬合金化的铁固溶体和FeMo2为基的金属间化合物。钼与1Cr13的工艺参数：温度为9001200、压力为4.624.5MPa、时间为525min、真空度为1.33310-2Pa，焊后接头的强度可达382451MPa。钼与1Cr18Ni9Ti真空扩散焊的工艺参数：温度为9001200、压力为4.619.0MPa、时间为5230min、真空度为1.33310-2Pa。采用这些参数对钼与1Cr18Ni9Ti进行焊接，焊接