各种材料焊接工艺

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1、各种材料焊接工艺8.1碳钢、合金钢焊接8.1.1碳钢的焊接碳钢是最容易焊接的一种金属，适用于碳钢的焊接方法很多，氧–乙炔气气焊、药皮焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、等离子弧焊、电渣焊、电阻焊、磨擦焊、热剂焊、钎焊等，几乎所有焊接方法都能适用。碳钢以铁为基础，以碳为合金元素，碳含量一般不超过1.0%，此外，含锰量不超过1.2%，硅量不超过0.5%，皆不作为合金元素。而其他元素，如镍、铬和铜等，更控制在残余量的限度内，远非合金成分。杂质元素，例如硫、磷、氧、氮等，根据钢材品种和等级的不同，也都有严格限制。碳钢的焊接性主要取决于碳含量，随着碳含量的增加，焊

2、接性逐渐变差。碳钢中的锰和硅对焊接性也有影响。它们的含量增加，焊接性变差，但不及碳作用强烈。锰和硅的影响可以折算为相当于多少碳量的作用，这样适用于碳钢的碳当量（Ceq）经验公式如下：Ceq=C+Mn/6+Si/24(%)Ceq值增加，则产生冷裂纹的可能性增加，焊接性变差。通常，Ceq大于0.4时，冷裂纹的敏感性将增大，另外，焊接冷却速度也会影响焊缝和热影响区组织，从而影响母材的焊接性。（1）低碳钢的焊接1)焊接性5低碳钢含碳量低，锰、硅含量又少，所以通常情况下不会因焊接而引起严重硬化或淬火组织。这种钢材的塑性和冲击韧性优良，焊成的接头塑性和冲击性也良好，

3、焊接时，一般不需预热、层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，可以说，整个焊接过程中毋需特殊的工艺措施，其焊接性优良。1)焊接材料的选用a.焊接低碳钢时大多使用E43××系列的焊条，因为低碳钢结构通常使用GB700-88的Q235牌号钢材制造，这类钢材的抗拉强度平均值为417.5N/mm2（42.kgf/mm2），而E43××系列焊条熔敷金属的抗拉强度不小于420N/mm2（43kgf/mm2），在力学性能上正好与之匹配。b.埋弧焊焊丝和焊剂低碳钢埋弧焊一般选用实芯焊丝H08A或H08E，它们与高锰高硅低氟熔炼焊剂HJ430、HJ431、HJ433

4、或HJ434配合，应用甚广。c.二氧化碳气体保护焊丝实芯焊丝主要有H08Mn2Si和H08Mn2SiA两种。药芯焊丝主要有YJ502-1、YJ506-2、YJ506-3、YJ506-4等。2)低碳钢在低温下的焊接在严寒冬天或类似的气温条件下焊接低碳钢结构，为避免出现裂纹可以采取以下措施：a.焊前预热，焊时保持层间温度。b.采用低氢或超低氢焊接材料。c.点固焊时加大电流，减慢焊速，适当增大点固焊缝截面和长度，必要时施加预热。d.整条焊缝连续焊完，尽量避免中断。e.不在坡口以外的母材上打弧，熄弧时弧坑要填满。f.弯板、矫正和装配时，尽可能不在低温下进行。g.

5、尽可能改善严寒下劳动生产条件。以上措施可单独采用或综合采用。（1）中碳钢的焊接1)焊接性中碳钢含碳量0.3～0.60%。当含碳量接近0.3%而含锰量不高时，焊接性良好。随着含碳量的增加，焊接性逐渐变差。如果含碳量0.5%左右而仍按焊接低碳钢常用的工艺施焊时，则热影响区可能产生硬脆的马氏体组织，易于开裂。当焊接材料和焊接过程控制不好时，甚至焊缝也易开裂。焊接时，相当数量母材会熔化进入焊缝，使其含碳量增高，容易产生焊缝热裂纹。特别是杂质硫控制不严时，更易显示出来。这种热裂纹在弧坑处更为敏感。此外，由于含碳量增高，气孔敏感性也增大。2)焊接材料的选用5应当尽量

6、选用低氢型焊接材料，例如低氢焊条，它们有一定脱硫能力，熔敷金属塑性和韧性良好，扩散氢量又少，所以，无论对热裂纹或氢致冷裂纹来说，抗裂性都较高。在个别情况下，也可采用钛铁矿型或钛钙型焊条，但一定要有严格的工艺措施配合；亦可采用铬镍不锈钢焊条焊接，这时不需预热，而焊缝奥氏体金属塑性良好，可以减少焊接接头应力，避免热影响区冷裂纹产生。用于中碳钢焊接的铬镍不锈钢焊条牌号有奥102、奥107、奥302、奥402、奥407等。如果选用碳钢焊条或低合金钢焊条，而焊缝与母材并不要求等强时，可以选用强度等级稍低的低氢焊条。通常，焊缝强度等级可以比母材强度等级低一档，例如，

7、母材为490N/mm2(5kgf/mm2)级，则焊条可用结426或结427，以代替结506和结507。中碳钢焊接用焊条主要有结422、423、427、506、507、556、557、606、607。1)中碳钢焊接工艺要点a、大多数情况下，中碳钢焊接需要预热和控制层间温度，以降低焊缝和热影响区冷却速度，从而防止产生马氏体。预热温度取决于碳当量、母材厚度、结构刚性、焊条类型和工艺方法。通常，35号和45号钢预热温度可为150～250℃，含碳量再高，或厚度大，或刚性大，则预热温度可在250～400℃。b、焊后最好立即消除应力热处理，特别是大厚度工件，大刚性结构

8、件和严厉条件下（例如动载荷或冲击载荷）工作的工件更如此。消除应力回火温度一般为6