各種鋼材焊接知識要點

1、各種鋼材焊接知識要點（一）發(fā)布日期：2010-5-1收藏評論沒有找到想要的知識1什么是焊接性？試述碳鋼的焊接性。焊接性是指材料在限定的施工條件下焊接成按規(guī)定設計要求的構件，并滿足預定服役要求的才能。焊接性受材料、焊接方法、構件類型及使用要求四個因素的影響。碳鋼是以鐵元素為根底的，鐵碳合金，碳為合金元素，其碳的質(zhì)量分數(shù)不超過1%此外，鈕的質(zhì)量分數(shù)不超過1.2%,硅的質(zhì)量分數(shù)不超過0.5%,后兩者皆不作為合金元素。其它元素如Ni、Cr、Cu等均控制在剩余量的限度以內(nèi)，更不作為合金元素。雜質(zhì)元素如S、P、ON等，根據(jù)鋼材品種和等級的不同，均有嚴格限制。因此，碳鋼的焊接性主要取決于含碳量，隨著含碳量的

2、增加，焊接性逐漸變差，其中以低碳鋼的焊接性最好，見表1。表1碳鋼焊接性與含碳量的關系名稱碳的質(zhì)量分數(shù)典型硬度典型用途焊接性低碳鋼<0.1560HRB特殊板材和型材薄板、帶材、焊絲優(yōu)0.150.25<2HRB構造用型材、板材、棒材良中碳鋼0.250.60;節(jié)HRC機器部件和工具中需預熱、后熱，使用低氫焊接方法推薦高碳鋼>0.6040HRC彈簧，模具，鋼軌劣需預熱、后熱，使用低氫焊接方法必需2什么是碳當量？碳鋼的碳當量如何計算?把鋼中合金元素包括碳的含量按其作用換自成碳的相當含量，稱為該種鋼材的碳當量，可作為評定鋼材焊接性的一種參考指標。碳鋼中的元素除C外，主要是MnffiSi,

3、它們的含量增加，焊接性變差，但其作用不及碳強烈。國際焊接學會推薦的碳當量公式為MnCu+NCr+Mo+VCEIIW=C+質(zhì)量分數(shù)%6155隨著碳當量值的增加，鋼材的焊接性會變差。當CE值大于0.4%0.6%寸，冷裂紋的敏感性將增大，焊接時需要采取預熱、后熱及用低氫型焊接材料施焊等一系列工藝措施。3 利用碳當量值評價鋼材焊接性有何局限性？碳當量值只能在一定范圍內(nèi)，對鋼材概括地、相對地評價其焊接性，這是因為：1假設兩種鋼材的碳當量值相等，但是含碳量不等，含碳量較高的鋼材在施焊過程中容易產(chǎn)生淬硬組織，其裂紋傾向顯然比含碳量較低的鋼材來得大，焊接性較差。因此，當鋼材的碳當量值相等時，不能看成焊接性就完

4、全一樣。2碳當量計算值只表達了化學成分對焊接性的影響，沒有考慮到冷卻速度不同，可以得到不同的組織，冷卻速度快時，容易產(chǎn)生淬硬組織，焊接性就會變差。3影響焊縫金屬組織從而影響焊接性的因素，除了化學成分和冷卻速度外，還有焊接循環(huán)中的最高加熱溫度和在高溫停留時間等參數(shù)，在碳當量值計算公式中均沒有表示出來。因此，碳當量值的計算公式只能在一定的鋼種范圍內(nèi)，概括地、相對地評價鋼材的焊接性，不能作為準確的評定指標。4 試述低碳鋼的焊接性。由于低碳鋼含碳量低，鈕、硅含量也少，所以，通常情況下不會因焊接而產(chǎn)生嚴重硬化組織或淬火組織。低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好，焊接時，一般不需預熱、控制層間溫度和后熱，焊

5、后也不必采用熱處理改善組織，整個焊接過程不必采取特殊的工藝措施，焊接性優(yōu)良。但在少數(shù)情況下，焊接時也會出現(xiàn)困難：1采用舊冶煉方法消費的轉(zhuǎn)爐鋼含氮量高，雜質(zhì)含量多，從而冷脆性大，時效敏感性增加，焊接接頭質(zhì)量降低，焊接性變差。2沸騰鋼脫氧不完全，含氧量較高，P等雜質(zhì)分布不均，局部地區(qū)含量會超標，時效敏感性及冷脆敏感性大，熱裂紋傾向也增大。3采用質(zhì)量不符合要求的焊條，使焊縫金屬中的碳、硫含量過高，會導致產(chǎn)生裂紋。如某廠采用酸性焊條焊接Q235-A鋼時，因焊條藥皮中鉆鐵的含碳量過高，會引起焊縫產(chǎn)生熱裂紋。4某些焊接方法會降低低碳鋼焊接接頭的質(zhì)量。如電渣焊，由于線能量大，會使焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)晶粒長得

6、非常粗大，引起沖擊韌度的嚴重下降，焊后必需進展細化晶粒的正火處理，以進步?jīng)_擊韌度?？傊吞间撌菍儆诤附有宰詈?、最容易焊接的鋼種，所有焊接方法都能適用于低碳鋼的焊接。5 低碳鋼焊接時，如何正確地選用焊接材料？手弧焊焊條的選用常用低碳鋼Q235的抗拉強度平均值為417.5MPq根據(jù)等強度原那么，與之匹配的焊條應為E43系列。幾種不同鋼號的低碳鋼手弧焊時焊條的選用，見表2。表2低碳鋼手弧焊時焊條的選用鋼號一般構造選用的動載荷、復雜、厚板構造，施焊條件焊條型號鍋爐受壓容器，低溫焊接選用的焊條型號Q235E4313,E4303,E4301,E4320,E4311E4316,E4315E5016,E50

7、15Q255TM、預熱Q275E4316,E4315E5016,E5015厚板構造預熱150c以上08、10、15、20E4303,E4301,E4320,E4311E4316,E4315E5016,E5015TM、預熱25E4316,E4315E5016,E5015厚板構造預熱150c以上20g,22gE4303,E4301E4316,E4315E5016,E5015厚板構造預熱100150c20RE4303,E4301E4316,E4315E5016,E5015TM、預熱注：表中括弧內(nèi)的焊條型號表示可以代用。埋弧焊焊絲和焊劑的匹配選用低碳鋼埋弧焊時焊絲和焊劑的匹配選用，見表3。表3低碳鋼埋

8、弧焊焊絲與焊劑的匹配選用鋼號焊絲焊劑Q234H08AHJ430Q255H08AQ275H08MnAHJ43115、20H08A,H08MnAHJ43025H08MnAH10Mn220g,22gH08MnAH08MnSjh10Mn2HJ43120RH08MnAHJ330CO焊絲的選用實芯焊絲選用牌號為H08Mn2s和H08Mn2SiAM種，焊后熔敷金屬強度偏高。藥芯焊絲選用牌號為YJ502-1、YJ506-2、YJ506-3、YJ506-4電渣焊焊絲和焊劑的匹配選用電渣焊熔池溫度比埋弧焊低，所以焊劑中的硅、鈕復原作用弱，應選用含鈕、含硅量較高的焊絲。常選用H10Mn2H10MnSi焊絲配合焊劑H

9、J360或H10MnSi焊絲配合焊劑HJ431。6 低碳鋼在低溫下如何施焊？嚴冬條件下焊接低碳鋼構造時，由于焊接接頭的冷卻速度快，使裂紋傾向增大，特別是厚大構造的第一道焊縫容易開裂，為此必需采取如下工藝措施：1焊前預熱，焊接過程中嚴格保持層間溫度不應低于預熱溫度。2采用低氫或超低氫焊接材料。3定位焊時加大焊接電流，減慢焊接速度，適當增加定位焊縫的截面積和長度，必要時進展預熱。4整條焊縫應盡量連續(xù)焊完，防止中斷。5不應坡口面以外的母材上進展引弧，熄弧時需填滿弧坑。6盡可能不在低溫條件下進展彎板、矯正和裝配焊件。各種金屬構造低溫焊接時的預熱溫度見表4。管道、壓力容器低溫焊接時的預熱溫度見表5。表4

10、低碳鋼金屬構造低溫焊接的預熱溫度焊件厚度mm在各種氣溫下的預熱溫度1<3031505170/、低于30c時/、預熱；低于30c時預熱100150c不低于10c時/、預熱；低于10c時預熱100150c不彳舊0c時0c時M100150c表5低碳鋼管道、壓力容器低溫焊接的預熱溫度焊件厚度mm在各種氣溫下的預熱溫度<16173031404150/、低于30c時/、預熱；低于30c時預熱100150c不彳口一20c時小陽；彳口一20c時9100150c不彳口一10c時小陽；彳口一10c時9100150C不彳舊0c時0c時M100150c7 試述中碳鋼的焊接性。中碳鋼的碳的質(zhì)量分數(shù)為0.25

11、%0.60%。當碳的質(zhì)量分數(shù)接近0.25%而含鈕量不高時，焊接性良好。隨著含碳量的增加，焊接性逐漸變差。假設碳的質(zhì)量分數(shù)為0.45%左右而仍按焊接低碳鋼常用的工藝施焊時，在熱影響區(qū)可能會產(chǎn)僵硬脆的馬氏體組織，易于開裂，即形成冷裂紋。焊接時，相當數(shù)量的母材被熔化進入焊縫，使焊縫的含碳量增高，促使在焊縫中產(chǎn)生熱裂紋，特別是當硫的雜質(zhì)控制不嚴時，更易出現(xiàn)。這種裂紋在弧坑處更為敏感，分布在焊縫中的熱裂紋于是與焊縫的魚鱗狀波紋線相垂直，見圖1。用Ia）強骯5E技b）坪舞玲疆蚊8 中碳鋼焊接時，如何正確地選用焊條？中碳鋼的焊接目前大都采用手弧焊。為進步焊接接頭的抗裂性，應選用低氫型焊條。個別情況下，也可采

12、用鈦鈣型和鈦鐵礦型酸性焊條，但此時應采取嚴格的工藝措施，如焊前預熱、減少熔合比降低焊縫含碳量等。中碳鋼手弧焊時焊條的選用，見表6。表6中碳鋼手弧焊時焊條的選用鋼號焊件含碳焊焊件力學性能選用焊條型號量接件0-s(Tb6力aK/、要求等要求等強MPaMPa%J強度度350.32一E4303,0.40股315530204555E4301E5016,ZG2735000.310.40股270500182522E4316,E4315E5015E4303,450.420.50較差355600164039E4301E4316,E5016,ZG3135700.410.50較差310570152115E4315E

13、5016,E5015E5015E4303,550.52很E43010.60差3806451335一E4316,E5016,ZG340-3400.510.60很差340640101810E4315E5016,E5015E5015特殊情況下，中碳鋼焊接時可采用銘鍥不銹鋼焊條，如E0-19-10-16A102、E0-19-10-5A107、E1-23-13-16A302、E1-23-13-15A307、E2-26-21-16A402、E2-26-21-15A407等，因奧氏體焊縫金屬的塑性良好，可以減小焊接接頭應力，即使焊件焊前不預熱，也可防止熱影響區(qū)產(chǎn)生冷裂紋。9 試述中碳鋼的焊接工藝要點。預熱預

14、熱有利于減低中碳鋼熱影響區(qū)的最高硬度，防止產(chǎn)生冷裂紋，這是焊接中碳鋼的主要工藝措施，預熱還能改善接頭塑性，減小焊后剩余應力。通常,35和45鋼的預熱溫度為150250c含碳量再高或者因厚度和剛度很大，裂紋傾向大時，可將預熱溫度進步至250400C。假設焊件太大，整體預熱有困難時，可進展局部預熱，局部預熱的加熱范圍為焊口兩側(cè)各150200mm焊條條件容許時優(yōu)先選用堿性焊條。坡口形式將焊件盡量開成U形坡口式進展焊接。假設是鑄件缺陷，鏟挖出的坡口外形應圓滑，其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例，以降低焊縫中的含碳量，防止裂紋產(chǎn)生。焊接工藝參數(shù)由于母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達30%£

15、;右，所以第一層焊縫焊接時，應盡量采用小電流、慢焊接速度，以減小母材的熔深。焊后熱處理焊后最好對焊件立即進展消除應力熱處理，特別是對于大厚度焊件、高剛性構造件以及嚴厲條件下動載荷或沖擊載荷工作的焊件更應如此。消除應力的回火溫度為600650C。假設焊后不能進展消除應力熱處理，應立即進展后熱處理。10 試述高碳鋼的焊接工藝要點。焊接性當高碳鋼的碳的質(zhì)量分數(shù)大于0.60%寸，焊后的硬化、裂紋敏感傾向更大，因此焊接性極差，不能用于制造焊接構造。常用于制造需要更硬度或耐磨的部件和零件，其焊接工作主要是焊補修復。焊條選用由于高碳鋼的抗拉強度大都在675Mp以上，所以常用的焊條型號為E7015E6015,

16、對構件構造要求不高時可選用E501&E5015焊條。止匕外，亦可采用銘鍥奧氏體鋼焊條進展焊接。焊接工藝1由于高碳鋼零件為了獲得高硬度和耐磨性，材料本身都需經(jīng)過熱處理，所以焊前應先進展退火，才能進展焊接。2焊件焊前應進展預熱，預熱溫度一般為250350C以上，焊接過程中必需保持層間溫度不低于預熱溫度。3焊后焊件必需保溫緩冷，并立即送入爐中在650c進展消除應力熱處理。11 低合金高強鋼的碳當量如何計算？低合金高強鋼碳當量的計算公式目前以國際焊接學會IIW所推薦的CE和日本JIS標準所規(guī)定的Cq應用最為廣泛，其計算公式為MnCr+Mo+vCu+NiCEIIW=C+質(zhì)量分數(shù)%6515MnSi

17、NiCrMoVCeqJIS=C+質(zhì)量分數(shù)%624405414式中，化學元素都表示該元素在鋼中的質(zhì)量分數(shù)，計算時，元素含量均取其成分范圍的上限。CE主要適用于文藝報非調(diào)質(zhì)量低合金高強鋼6b=500900MP3焊接性的估算；Ceq主要適用于低碳鋼調(diào)質(zhì)鋼和低合金高強鋼6b=5001000MPa，但均適用于含碳量偏高的鋼種C的質(zhì)量分數(shù)0.18%，這類鋼化學成分的范圍如下C的質(zhì)量分數(shù)為00.2%、Si00.55%、Mnc1.5%、CuK0.5%、Ni02.5%、Cr<1.25%M市0.7%、V<0.1%?口BK0.006%=12 試述低合金高強鋼的焊接性。強度級別較低的低合金高強鋼，如300

18、400MPea,由于鋼中合金元素含量較少，其焊接性良好，接近于低碳鋼。隨著鋼中合金元素的增加，強度級別進步，鋼的焊接性也逐漸變差，出現(xiàn)的主要問題是：熱影響區(qū)的淬硬傾向含碳時較少、強度級別較低的鋼種，0909Mn209Mn2Si、09MnVi網(wǎng)等，淬硬傾向很小。隨著強度級別的進步，淬硬傾向也開始加大，如16Mn15MnVffl焊接時，快速度冷卻會導致在熱影響區(qū)出現(xiàn)馬氏體組織。冷裂紋低合金高強鋼焊接時，熱影響區(qū)的冷裂紋傾向加大，并且這種冷裂紋往往具有延遲的性質(zhì)，危害性很大。例如，材料為18MnMoNb壁厚115mm的一大型容器，由于預熱溫度不夠，焊后在熱影響區(qū)形成大量冷裂紋。低合金高強鋼的定位焊縫

19、很容易開裂，其原因是由于焊縫尺寸小、長度短、冷卻速度快，這種開裂屬于冷裂紋性質(zhì)。熱裂紋一般情況下，強度等級為294392MPa6勺熱軋、正火鋼，熱裂傾向較小，但在厚壁壓力容器的高稀釋率焊道如根部焊道或靠近坡口邊緣的多層埋弧焊焊道中也會出現(xiàn)熱裂紋。電渣焊時，假設母材的含碳量偏高并含鍥時，電渣焊縫中可能會出現(xiàn)呈八字形分布的熱裂紋。強度等級為8001176MP4勺中碳調(diào)質(zhì)鋼如30CrMnSiA鋼，焊接時熱裂的敏感性較大。粗晶區(qū)脆化熱影響區(qū)中被加熱至1100c以上的粗晶區(qū)，當焊接線能量過大時，粗晶區(qū)的晶粒將迅速長大或出現(xiàn)魏氏組織而使韌性下降，出現(xiàn)脆化段。13 試述低合金高強鋼焊接時的主要工藝措施。預熱

20、預熱是防止裂紋的有效措施，并且還有助于改善接頭性能。但預熱會惡化勞動條件，使消費工藝復雜化，過高的預熱溫度還會降低接頭韌性。因此，焊前是否需要預熱以及預熱溫度確實定應根據(jù)鋼材的成分碳當量、板厚、構造形狀、剛度大小以及環(huán)境溫度等決定。焊接線能量的選擇含碳低的熱軋鋼09Mn209MnNiffi等以及含碳量偏下限的16Mn鋼焊接時，因為這些鋼的冷裂淬硬、脆化等傾向小，所以對焊接線能量沒有嚴格的限制。焊接含碳量偏高的16Mn鋼時，為降低淬硬傾向，焊接線能量應偏大一點。對于含V、NbTi的鋼種，為降低熱影響區(qū)粗晶脆化所造成的不利影響，應選擇較小的焊接線能量。如15MnVNR的焊接線能量應控制在4045k

21、J/cm以下。對于碳及合金元素含量較高而屈服點為490MPa勺正火鋼如18MnMoN鋼等，因淬硬傾向大，應選擇較大的焊接線能量，但當采用焊前預熱時，為了防止過熱傾向，可以適當?shù)販p少線能量。后熱及焊后熱處理后熱是指焊接完畢或焊完一條焊縫后，將焊件立即加熱至150250c范圍內(nèi)，并保溫一段時間，使接頭中的氫擴散逸出，防止延遲裂紋產(chǎn)生。對于厚壁容器、高剛性的焊接構造以及一些在低溫、耐蝕條件下工作的構件，焊后應及時進展消除應力的高溫回火，其目的是消除焊接剩余應力，改善組織。焊后立即進展高溫回火的焊件，無需再進展后熱處理。14 低合金高強鋼焊接時，如何正確地選用焊接材料？總的原那么是根據(jù)等強度的要求，即

22、熔敷金屬的強度等級應與母材在同一檔次來選用焊接材料，詳細選用，見表7。表7低合金高強鋼焊接材料的選用鋼號強度級別MPa手弧焊埋弧焊電渣焊CO焊焊絲焊條焊齊I焊絲焊齊I焊絲09Mn209Mn2Si09MnV294E43HJ43CHJ431SJ301H08AH08MnAH10MnSiH08Mn2SiH08Mn2SiA16Mn16MnCu14MnNb343E50SJ501薄板：H08AH08MnAHJ431HJ360H08MnMoAH08Mn2SiH08Mn2SiAYJ502-1YJ502-3YJ506-4HJ431HJ430SJ301中板開坡口對接開I形坡口對接H08MnAH10Mn2HJ350厚

23、板深坡口H10Mn2H08MnMoA15MnV15MnVCu16MnNb392E50E55HJ430HJ431開I形坡口對接H08MnA中板開坡口對接H10Mn2HIOMnSiHJ431HJ360H10MnMoH08Mn2MoVH08Mn2SiH08Mn2SiAHJ250HJ350SJ101厚板深坡口H08MnMoASJ431H10Mn215MnVN15MnVNCu441E55E60HJ350HJ250H08MnMoAHJ431HJ360H10MnMoH08Mn2MoVH08Mn2SiH08Mn2SiA15MnVTiR(eSJ101H08Mn2MoA18MnMoN14MnMoV14MnMoV(

24、b490：uE60E70HJ250HJ350SJ101H08Mn2MoAH08Mn2MoVAH08Mn2NiMoHJ431HJ360H10Mn2MoAH10Mn2MoVH10Mn2NiMoH08Mn2SiMoA)A15 試述16M旃岡的焊接工藝。16MrtWS于碳鉆鋼,碳當量為0.345%0.491%,屈服點等于343MPa強度級別屬于343MPSa。16Mnffi的合金含量較少，焊接性良好，焊前一般不必預熱。但由于16Mn鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在低溫下如冬季露天作業(yè)或在大剛性、大厚度構造上焊接時，為防止出現(xiàn)冷裂紋，需采取預熱措施。不同板厚及不同環(huán)境溫度下16Mn鋼的預熱溫度，見表8。

25、16Mnffi手弧焊時應選用E50型焊條，如堿性焊條E5015E5016,對于不重要的構造，也可選用酸性焊條E5003E5001。對厚度小、坡口窄的焊件，可選用E4315、E4316焊條。表8焊接16Mnffi的預熱溫度焊件厚度mm/、同氣溫卜的預熱溫度計16以上1624254040以上10c正陽，10c以卜陽100150c不+5c正陽，5c以卜陽100150c不低于0c小預熱，0c以卜預熱100150c均預熱100150c16Mnffi埋弧焊時H08MnAI絲配合焊劑HJ431開I形坡口對接或H10Mn2旱絲配合焊劑HJ431中板開坡口對接，當需焊接厚板深坡口焊縫時，應選用H08MnMo瓣絲

26、配合焊劑HJ431。16Mnffi是目前我國應用最廣的低合金鋼，用于制造焊接構造的16Mnffi均為16MnR和16Mn矯岡。16 試述18MnMoNb的焊接工藝。18MnMoNb的屈服點等于490MPa屬于490MPag鋼，由于碳及合金鋼元素的含量都較高，所以淬火硬傾向及冷裂傾向均比16Mn鋼大。焊接工藝要點：1除電渣焊外，焊前對焊件應采取預熱措施，預熱溫度控制在150180c。對于剛度較大的接頭，預熱溫度應進步至180230co焊后或中斷焊接時，應立即進展250350C的后熱處理。2焊接材料的選用，見表7。3為保證接頭性能和質(zhì)量，應適當控制焊接線能量，如手弧焊時，焊接線能量應控制在24kJ

27、/cm以下；埋弧焊時，焊接線能量應控制在35kJ/cm以下。但焊接線能量不能過小，否那么焊接接頭易出現(xiàn)淬硬組織和降低韌性。同時，層間溫度應控制在預熱溫度和300c之間。4焊后應進展熱處理。電渣焊接頭熱處理的方式是900980c正火加630670c回火。手弧焊及埋弧焊接頭進展消除焊接剩余應力的高溫回火處理，回火溫度比一般鋼材回火溫度低30C左右。17 試述低溫用鋼的焊接工藝。工作溫度等于或低于-20C的低碳素構造鋼和低合金鋼稱為低溫用鋼，其牌號及成分，見表9。對低溫用鋼的主要要求是應保證在使用溫度下具有足夠的塑性及抵抗脆性破壞的才能。表9低溫容器用鋼的牌號及成分鋼號化學成分質(zhì)量分數(shù)1%CMnSi

28、VTi16MnDR<0.201.201.600.200.6009MnTiCuREDR<0.121.401.70<0.4009Mn2VDR<0.121.401.700.200.050.040.100.030.0806MnNbDR<0.071.201.600.170.37化學成分質(zhì)量分數(shù)1%鋼號CuRESPNb16MnDR0.200.400.020.050.15（9口量）0.0350.03509MnTiCuRED09Mn2VDR06MnNbDRR0.0350.0350.0300.0350.0350.030低溫用鋼由于含碳量低，淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接性良好。焊接

29、時，為防止焊縫金屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性，要求采用小的焊接線能量，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重熱作用細化晶粒，多道焊時要控制層間溫度不得過高，如焊接06MnNbD以溫用鋼時，層問溫度不得大于300c。焊接低溫用鋼的焊條，見表10。表10焊接低溫用鋼焊條焊條牌號焊條型號主要用途J506GE5016G焊接40C工作的16MnDRSJ507GRE5015G焊接一70c工作的09Mn2VM09MnTiCuR筏岡W707TW70-7Cu娓接70C工作的低溫鋼及2.5%Ni鋼W707NiE5515C1焊接一90C工作的3.5%Ni鋼W907NiE5515C

30、2焊接一100c工作的06MnNb06AINbCuNS3.5%Ni鋼W107NiTW10-7Cu低溫用鋼焊后可進展消除應力熱處理，以降低焊接構造的脆斷傾向。18 試述珠光體耐熱鋼的焊接工藝。高溫下具有足夠的強度和抗氧化性的鋼稱為耐熱鋼，以Cr、Mo為主要合金元素的低合金耐熱鋼，基體組織是珠光體或珠光體+鐵素體稱為珠光體耐熱鋼，常用鋼號有15CrMo12CrMoV12Cr2MoWVTiB14MnMov18MnMoNb13MnNiMoN由于珠光體耐熱鋼中含有一定量的Cr、Mo和其它一些合金元素，所以熱影響區(qū)會產(chǎn)僵硬脆的馬氏體組織，低溫焊接或焊接剛性較大的構造時，易形成冷裂紋。因此在焊接時應采取以下

31、幾項工藝措施：預熱預熱是焊接珠光體耐熱鋼的重要工藝措施。為了確保焊接質(zhì)量，不管在定位焊或正式施焊過程中，焊件都應預熱并保持為80150c用氧弧焊打底和CO氣體保護焊時，可以降低預熱溫度或不預熱。焊后緩冷焊后應立即用石棉布覆蓋焊縫及熱影響區(qū)，使其緩慢冷卻。焊后熱處理焊后應立即進展高溫回火，防止產(chǎn)生延遲裂紋、消除應力和改善組織。焊后熱處理溫度應防止在350500c溫度區(qū)間內(nèi)進展，因珠光體耐熱鋼在該溫度區(qū)間內(nèi)有強烈的加火脆性現(xiàn)象。幾種常用珠光體耐熱鋼的焊后熱處理溫度見表11。表11珠光體耐熱鋼焊后熱處理溫度鋼號需熱處理厚度mm焊后高溫回火溫度C15CrMo>1068070012Cr1MoV67

32、2076020CrMo任何厚度72076012Cr2MoWVB任何厚度76078012Cr3MoVSiTiB任何厚度74078019珠光體耐熱鋼焊接時，如何正確地選用焊接材料?總的原那么是根據(jù)化學成分的要求，即熔敷金屬的化學成分應與母材相當來選用焊接材料。詳細選用，見表12。表12珠光體耐熱鋼焊接材料的選用鋼號手弧焊埋弧焊氣體保護焊焊條牌號焊條型號_焊絲與焊劑匹配焊絲牌號一15CrMoR307E5515-B2H08CrMoA+IIJ350H08CrMnSiMo12CrMoVR317E5515-B2-VH08CrMoV+HJ350H08CrMnSiMoVCr2MoR407E6015-B3H08C

33、r3MoMnA+hJ350H08Cr3MoMnSi12CrMoWV-TiBR347E5515-B3-VWH08Cr2MoWVNbB+HJ250BCr2MnWVNI14MnMoV18MnMoNbJ606J607E6016-D1E6015-D1H08Mn2MoA+HJ350H08Mn2SiMo13MnNiMoNbJ607NiE6015GH08Mn2NiMo+HJ350H08Mn2NiMoSi原那么上，各種金屬都能進展焊接，但金屬本身固有的根本性能，還不能直接說明它在焊接時會出現(xiàn)什么問題以及焊接后接頭性能是否能滿足使用要求，所以，金屬材料對焊接加工的適應性用焊接性來衡量。1 .焊接性概念金屬的焊接性

34、是指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。其內(nèi)容包括兩個方面：一是金屬在經(jīng)受焊接加工時對缺陷的敏感性，即工藝焊接性；二是焊成的接頭在使用條件下可靠運行的才能，即使用焊接性。1工藝焊接性工藝焊接性是一個相對的概念，假設一種金屬可以在很簡單的工藝條件下焊接而獲得完好的接頭，可以滿足使用要求，就可以說是焊接性良好。反之，假設必須保證很復雜的工藝條件，如高溫預熱、焊后復雜熱處理等，或所焊的接頭在性能上不能很好地滿足要求，就可以認為焊接性差。工藝焊接性就是指金屬在一定的工藝條件下，能得到優(yōu)質(zhì)焊接接頭的才能。它不是金屬本身固有的性能，而是隨焊接條件的變化而變化。2使用焊接性使用焊接性是指整個

35、焊接接頭或整體構造滿足技術條件規(guī)定的使用性能的程度。包括力學性能、缺口敏感性、耐腐蝕性等。2 .焊接性試驗方法金屬材料的可焊性是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及構造型式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。鋼材可焊性的主要因素是化學成分。在各種元素中，碳的影響最明顯，其它元素的影響可折合成碳的影響，因此可用碳當量方法來估算被焊鋼材的可焊性。硫、磷對鋼材焊接性能影響也很大，在各種合格鋼材中，硫、磷都要受到嚴格限制。鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，可焊性良好。鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，可焊性較差。鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，可焊性不好。常用鋼材的可焊性一般為低碳及低合金鋼較好，中

36、碳及中合金鋼較差，高碳及高合金鋼最差鑄鐵含碳量高，組織不均勻，塑性很低，屬于可焊性很差的金屬材料，因此不應該考慮鑄鐵的焊接構件。鑄鐵的焊接主要是焊補工作。鑄鐵焊補時熔合區(qū)易產(chǎn)生白口組織，易產(chǎn)生裂縫，易產(chǎn)生氣孔。焊前將鑄鐵工件整體或局部預熱到600700c,焊后緩慢冷卻的工藝稱為熱焊法。焊補之前，工件不預熱或只進展400以下低溫預熱的焊補方法稱為冷焊法。冷焊法一般是用手工電弧焊進展焊補鋼芯鑄鐵焊條焊絲為低碳鋼，一種是藥皮有強氧化性成分能使熔池中的硅、碳大量燒損，以獲得塑性較好的低碳鋼焊縫。另一種是在藥皮中參加大量釩鐵，能使焊縫金屬成為高釩鋼，因此具有較好的抗裂性及加工性，可用于高強度鑄鐵及球墨鑄

37、鐵的補焊。鎳基鑄鐵焊條焊絲是純鎳或鎳銅合金，焊補后，焊縫為塑性好的鎳基合金。銅基鑄鐵焊條用銅絲作焊芯或用銅芯鐵皮焊芯，外涂低氫型涂料。有色金屬可焊性較差，一般用氬弧焊方法焊接。異種金屬焊接性也較差，通過增加過渡層金屬和堆焊隔離層的方法解決熔合和母材金屬稀釋問題研究在熔化焊接過程中所發(fā)生的“氣體-熔渣-金屬之間的物理、化學變化，熔化金屬的結(jié)晶凝固，以及由于焊接熱循環(huán)造成的焊接熱影響區(qū)內(nèi)金屬的組織和性能的變化。運用冶金學的知識研究焊接過程，促進了焊接的開展；同時焊接冶金的開展也促使出現(xiàn)了新的冶金工藝二次重熔。焊接化學冶金焊接化學冶金反響的特點是溫度高而時間短促；相間反響界面的比外表積大；因此，反響

38、極為劇烈。焊接化學冶金過程是分區(qū)域或階段連續(xù)進展的；以手工電弧焊為例，可分為藥皮反響區(qū)、熔滴反響區(qū)和熔池反響區(qū)圖1。困電瓠抨修池示意焊接熔渣是在焊接過程中，主要由焊條藥皮或焊劑形成的，起冶金處理、機械保護金屬和改善焊接工藝性能的作用。焊接熔渣的主要組成是各種氧化物，還有氟化物、氯化物和硼酸鹽類。氧化物有酸性的、中性的和堿性的。衡量熔渣的堿性強弱采用堿度，最常用和簡便的計算方法是堿性氧化物的重量總和同酸性氧化物的重量總和之比見爐渣。堿度大于1.3的焊渣稱為堿性渣，反之稱為酸性渣。焊渣堿度對焊接冶金過程有很大影響。采用堿性焊渣時，焊縫金屬具有較好的綜合機械性能，抗裂性能進步，同時焊縫的脫氧及脫硫也

39、較好。完善的脫氧可進步焊縫金屬如鋼的綜合機械性能。焊接時的脫氧過程可分為兩類：先期脫氧，即焊條藥皮或焊劑中的脫氧劑（Mn、Si、Al、Ti等）與高價氧化物和碳酸鹽類在焊接的熔池中早期發(fā)生復原反響。沉淀脫氧，溶于液態(tài)金屬如鋼液中的脫氧劑直接與金屬液體中的FeO發(fā)生脫氧反響；各種鋼“接時，利用Si、Mn結(jié)合脫氧能獲得較好的脫氧效果。沉淀脫氧在脫氧過程中起最后的決定性作用。焊縫金屬的凝固焊接熔池的凝固條件不同于一般鑄錠。焊接熔池體積小、溫度高而不均勻，中心溫度近于沸點，而周圍都是未熔化的被焊接金屬母材，因此溫度梯度大、冷焊接熱循環(huán)特性焊接區(qū)某點的溫度隨時間的變化過程稱為焊接熱循環(huán)。圖4為單道焊接的熱

40、循環(huán)特性。溫度很快地升高到峰值溫度（Tmax,例如低合金鋼手弧焊時在4秒內(nèi)即可升到1100c。而高溫停留時間tH很短，例如在Ac3見鐵碳平衡圖以上只有幾秒到十幾秒鐘。冷卻速度3c相當大，往往會引起淬火。決定焊接熱循環(huán)特性的主要因素是材料的熱物理性能、焊件尺寸、焊件初始溫度以及焊接工藝參數(shù)。4的 fuNk 7胃國提性7度商的度鼬多道焊時，其焊接熱循環(huán)具有更為復雜的特點。后一焊道對前一焊道起后熱作用，產(chǎn)生熱處理效果；而前一焊道對后一焊道具有預熱的作用。焊接熱影響區(qū)的范圍和組織變化加熱峰值溫度低于材料的熔化溫度（Ts）而又高于材料能發(fā)生組織變化的臨界溫度（Tcr）的母材區(qū)域，即為熱影響區(qū)。對大多數(shù)非

41、調(diào)質(zhì)鋼常取其Ac1為其Tcr；而對調(diào)質(zhì)鋼，其實際回火溫度即為其Tcr。在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)內(nèi)本質(zhì)上在進展著一種特殊形式的熱處理，其結(jié)果往往是使焊前的熱處理效果受到破壞，在不同的局部位置會產(chǎn)生種種組織變化，從而引起硬化、軟化以及脆化現(xiàn)象，甚至還會產(chǎn)生焊接裂紋。一般說來，對調(diào)質(zhì)鋼而言，凡超過Ac1的部位可能產(chǎn)生淬火組織，而溫度介于Ac1和原始溫度之間的部位將進展回火過程。對非調(diào)質(zhì)鋼而言，在超過Ac1的部位由于發(fā)生相變，隨溫度不同而使其晶粒粗細差異很大。例如圖5為正火處理的15MnVNbiW埋弧自動焊時的熱影響區(qū)組織變化特征。12345ffl5正大杰ISMnVNb鍋埋強電動用的熱船響0蠹狼

42、變祀特征洶州1i?a2過拉帕16H3正火細J1區(qū)4部分相交區(qū)（N“區(qū)何）5母批原組織對于沉淀強化合金，在熱影響區(qū)內(nèi)將產(chǎn)生相的溶解和析出過程，?？梢姷酱志Я５木植抗倘軈^(qū)和由于過時效而產(chǎn)生的軟化。對于冷作強化的金屬，在熱影響區(qū)內(nèi)由于發(fā)生回復和再結(jié)晶過程，而可出現(xiàn)軟化區(qū)域。第四節(jié)常用金屬材料的焊接金屬材料的焊接性，俗稱可焊性，是指金屬材料對焊接加工的適應性。主要指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。焊接奧氏體不銹鋼時，很容易獲得無缺陷的焊接接頭，即接合性能好。金屬材料的焊接性主要決定于焊接接頭的組織及其性能。一般說來，焊接同種金屬材料時，接頭組織與焊件一樣或相近，焊接性較好；焊接異種

43、金屬材料時，接頭組織至少與某一焊件不同，焊接性較差。無論采用何種材料焊接，假設焊接接頭中形成又脆又硬的組織，那么焊接性就差。一般說來，鑄造要產(chǎn)生鑄造熱應力，鍛造要產(chǎn)生形變應力，熱處理要產(chǎn)生組織應力。熔焊和釬焊的焊縫金屬可以近似看成是經(jīng)歷了鑄造過程；壓焊接頭可以近似看成是經(jīng)歷了鍛造過程。焊接時局部加熱后冷卻可以近似看成是焊接接頭經(jīng)歷了熱處理過程。因此，焊接過程中焊件內(nèi)將產(chǎn)生熱應力、形變應力和組織應力，它們的矢量和就是焊接應力。焊接應力將導致焊接接頭產(chǎn)生裂紋的傾向和焊件的變形。假設被焊材料具有良好的塑性，將可能通過塑性變形減緩應力，從而減少熱裂紋、冷裂紋產(chǎn)生的傾向性。因此，材料的塑性也是影響其焊接

44、性的一個重要因素。、金屬材料的焊接性鋼材焊接性評定的最簡便方法就是碳當量法。在鋼材的成分中，影響最大的是碳。其次是鎰、銘、鈕等，通常把鋼中合金元素包括碳的含量按其作用換算成碳的相當含量，稱為碳當量，用符號CE來表示。碳當量可作為評定鋼材焊接性的一種參考指標。國際焊接學會推薦碳素構造鋼、低合金高強度構造鋼按下面公式計算其碳當量。式中化學元素符號表示該元素在鋼中質(zhì)量分數(shù)的上限。理論證明，碳當量越大，鋼材的焊接性就越差。根據(jù)經(jīng)歷，當：CE<0.4%時，鋼材的淬硬傾向小，焊接性良好，焊接這類材料時一般不需預熱。只有在工件厚大或低溫下焊接時才考慮焊前預熱。CE=0.4%-0.6%時，鋼材的淬硬傾向

45、較大，焊接性較差，需要采用適當?shù)念A熱、緩冷等工藝措施。CE>0.6%時，鋼材的淬硬傾向嚴重，焊接性差，需要進展較高溫度的預熱和采取嚴格的工藝措施。利用碳當量法只能簡便粗略地評定鋼材的焊接性，因為鋼材的焊接性還要受許多因素的影響。鋼材的實際焊接性，還應根據(jù)焊件的詳細情況通過試驗確定。二、常用金屬材料的焊接一非合金鋼及合金鋼的焊接性1、低碳鋼的焊接由于低碳鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)不大于0.25%,有良好的塑性，也沒有淬硬傾向，所以，焊接性良好。幾乎所有的焊接方法都可適用于焊接低碳鋼，并能保證焊接接頭質(zhì)量。應用最多的方法是焊條電弧焊、埋弧、自動焊、電渣焊、氣體保護焊和電阻焊。2、中高碳鋼的焊接由于中碳

46、鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)在0.25%-0.6%之間，含碳量比較高，淬硬性比較嚴重，焊接接頭易形成淬硬組織、氣孔和裂紋，因此，焊接性比較差。對于碳的質(zhì)量分數(shù)大于0.6%的高碳鋼，其焊接性更差，有著與中碳鋼相似的焊接特點，這類鋼一般不用于制造焊接構造件，有時只用來修補工件。3、低合金高強度構造鋼的焊接在焊接消費中，由于低合金高強度構造鋼的含碳量屬于低碳鋼范圍，因此，應用較廣。但由于合金元素的種類和含量不同，其焊接性也有所不同，當碳當量越高，焊接性就越差。4、奧氏體不銹鋼的焊接性在不銹鋼焊接材料中，應用最廣泛的是奧氏體不銹鋼，其焊接時，一般不需采用特殊的工藝措施，焊接性能良好。奧氏體不銹鋼常用焊條電弧焊和鴇

47、極僦弧焊或埋弧自動焊進展焊接，焊條電弧焊時，焊條的化學成分必須與母材一樣；僦弧焊和埋弧自動焊時，應選用能保證焊縫化學成分與母材一樣的焊絲。第三節(jié)低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接一、低碳調(diào)質(zhì)鋼典型鋼種成分及性能熱扎和正火條件下，鋼中通過增加合金元素的含量來進步強度，其結(jié)果是塑性和韌性降低，而且隨著強度進步越多，塑性和韌性降低越多。當鋼中合金元素含量超過一定范圍后會出現(xiàn)韌性的大幅度下降。因此，抗拉強度大于600MPa的高強鋼一般都需要調(diào)質(zhì)處理。因此低碳調(diào)質(zhì)鋼進步強度不單純通過合金強化，還要通過熱處理一一調(diào)質(zhì)強化處理。鋼中一般參加MnCr、Ni、MoV、Nb>B、Ti等元素，目的是保證足夠的淬透性和馬氏體回火

48、穩(wěn)定性，使珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變推延，使馬氏體轉(zhuǎn)變的臨界冷卻速度下降大。常用的低碳調(diào)質(zhì)鋼為了獲得良好的綜合性能和焊接性，一般含碳量不大于0.18%,這樣通過淬火和回火（即調(diào)質(zhì)處理）得到回火索氏體和回火馬氏體組織，使之具有較高的強度和良好的塑性。另外，除了取決于化學成分外，還要執(zhí)行正確的熱處理制度。一般為奧氏體化一淬火一回火，也有少數(shù)鋼采用奧氏體化一正火一回火。低碳調(diào)質(zhì)鋼的特性是具有較高的強度（屈服強度490980MPa）,并有良好的塑性、韌性和耐磨性。鋼中強度級別不同參加的合金元素及其含量也不同。成分：抗拉強度bb：1.600MpaSi-Mn和Si-Mn根底上加少量Cr、Ni、MqV2.700MpaSi-Mn-Cr-Ni-Mo加少量V,合金元素參加量較600高具有較好的沖擊韌性，用于低溫服役的焊接構造，露天煤礦大型挖掘機3.800MpaSi-Mn-Cr-Ni-Mo-Cu-V系并參加一定的B工程機械、礦山機械。推土機、工程起重機、重型汽車4.1000Mpa同800Mpa合金參加較多，為保證韌性參加Ni較多工程機械高耐磨件，核動力裝置、航空航天裝備上二、低碳調(diào)質(zhì)鋼的可悍性分析低碳調(diào)質(zhì)鋼含碳量低，合金成分確實定也都考慮了材料的可焊性，其工藝要求根本與正火鋼相似.差異是這類鋼通過調(diào)質(zhì)強化，故在焊接接頭熱影響區(qū)除了脆化外還有軟化問題。一熱裂