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常用鋼材的焊接
; g  `6 r; o0 D% `, U% m0 R- B# ~) o% [英文詞條名：
( h, R- A+ U" c& o! Y+ s" G' f1 Q. C& S一,、鋼材的焊接性
; }7 t: E4 o* c# q; |3 B焊接性：采用一定焊接方法、焊接材料,、工藝參數(shù)及結構形式的條件下,，獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度，即其對焊接加工的適應性,。
（一） 焊接性一般包括兩個方面：
工藝焊接性：主要指在給定的焊接工藝條件下,，形成完好焊接接頭的能力，特別是接頭對產生裂紋的敏感性,，也稱抗裂性,；
使用焊接性：在給定的焊接工藝條件下，焊接接頭在使用條件下安全運行的能力,，包括焊接接頭的力學性能和其它特殊性能（如耐高溫,、耐腐蝕、抗疲勞等）,。
8 e) M  {$ w4 z$ \2 ~   焊接性是金屬的工藝性能在焊接過程中的反映,，了解及評價金屬材料的焊接性，是焊接結構設計,、確定焊接方法,、制定焊接工藝的重要依據(jù)。
3 _$ }, d# k" w/ r（二）鋼的焊接性評定方法：
    鋼是焊接結構中最常用的金屬材料，因而評定鋼的焊接性顯得尤為重要,。由于鋼的裂紋傾向與其化學成分有密切關系,，因此，可以根據(jù)鋼的化學成分評定其焊接性的好壞,。
0 \# ]. c" x8 r' x    通常將影響最大的碳作為基礎元素,，把其它合金元素的質量分數(shù)對焊接性的影響折合成碳的相當質量分數(shù)，碳的質量分數(shù)和其它合金元素的相當質量分數(shù)之和稱為碳當量,，它是評定鋼的焊接性的一個參考指標,。
碳當量（CARBON EQUIVALENT)公式
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    碳當量越高，裂紋傾向越大,，鋼的焊接性越差,。一般認為：
7 u8 I5 ?4 D. ~& K6 W' GCEQ<0.4%時，鋼的淬硬和冷裂傾向不大,，焊接性良好
CEQ=0.4%～0.6%時,，鋼的淬硬和冷裂傾向逐漸增加，焊接性較差,，焊接時需要采取一定的預熱,、緩冷等工藝措施，以防止產生裂紋,；
' \: r2 f4 t4 nCEQ>0.6%時,，鋼的淬硬和冷裂傾向嚴重，焊接性很差,，一般不用于生產焊接結構,。
: T3 e$ E$ k4 X' r    碳當量公式僅用于對材料焊接性的粗略估算，在實際生產中,，應通過直接試驗（焊接性試驗）,，模擬實際情況下的結構、應力狀況和施焊條件,，在試件上焊接,，觀察試件的開裂情況，并配合必要的接頭使用性能試驗進行評定(焊接工藝評定),。
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二,、碳素鋼的焊接
( w2 ^9 f/ M, W: t      Q235、10,、15,、20等低碳鋼是應用最廣泛的焊接結構材料，由于其含碳量低于0.25%,，塑性很好,，淬硬傾向小,，不易產生裂紋，所以焊接性最好,。焊接時,，任何焊接方法和最普通的焊接工藝即可獲得優(yōu)質的焊接接頭。但由于施焊條件,、結構形式不同,，焊接時還需注意以下問題：
* n( V, e3 v6 N+ @5 a; `- y（1）在低溫環(huán)境下焊接厚度大、剛性大的結構時,，應該進行預熱,，否則容易產生裂紋。
6 \2 J% g# I+ x' [3 ^6 K) ~, I（2）重要結構焊后要進行去應力退火以消除焊接應力,。
      低碳鋼對焊接方法幾乎沒有限制,，應用最多的是手工電弧焊、埋弧焊,、氣體保護電弧焊和電阻焊,。采用電弧焊時,，焊接材料的選擇參見表,。
低碳鋼焊接材料的選擇

中碳鋼的焊接
! A) O1 }# _( C8 N含碳量在0.25%～0.60%之間的中碳鋼，有一定的淬硬傾向,，焊接接頭容易產生低塑性的淬硬組織和冷裂紋,，焊接性較差。中碳鋼的焊接結構多為鍛件和鑄鋼件,，或進行補焊,。
焊接方法：手工電弧焊。
焊條選用：抗裂性好的低氫型焊條（如J426,、J427,、J506、J507等）,，焊縫有等強度要求時,，選擇相當強度級別的焊條。對于補焊或不要求等強度的接頭,，可選擇強度級別低,、塑性好的焊條，以防止裂紋的產生,。
$ j8 A, T8 a: X/ H6 q焊接時,，應采取焊前預熱、焊后緩冷等措施以減小淬硬傾向,，減小焊接應力,。接頭處開坡口進行多層焊,，采用細焊條小電流，可以減少母材金屬的熔入量,，降低裂紋傾向,。
高碳鋼的焊接
7 |& \  T5 }9 d% m$ M) V6 H* M5 j高碳鋼的含碳量大于0.60%，其焊接特點與中碳鋼基本相同,，但淬硬和裂紋傾向更大,，焊接性更差。一般這類鋼不用于制造焊接結構,，大多是用手工電弧焊或氣焊來補焊修理一些損壞件,。焊接時，應注意焊前預熱和焊后緩冷,。
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7 j; l; v0 u$ n$ d8 [2 G2 A三,、低合金鋼的焊接
% p$ [0 q, C3 N, y6 m; p+ P低合金鋼焊接經(jīng)常出現(xiàn)的問題
（1） 熱裂紋 熱裂紋指焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產生的焊接裂紋,。其原因在于低合金鋼的焊接過程中銅,、硼、氮等元素成為形成裂紋的敏感元素,。
（2） 冷裂紋 焊接接頭冷卻到較低溫度下（對于鋼來說在MS溫度以下）時產生的焊接裂紋稱為冷裂紋,。冷裂紋常發(fā)生在高強度鋼的厚板結構中。其原因是接頭的剛度大,，造成的局部應力大,，或在冷卻過程中氫析出后聚集造成局部應力超過了鋼的強度極限。
（3） 白點 在焊縫金屬拉斷面上,，出現(xiàn)的如魚目狀的一種白色圓形斑點稱為白點,。其產生原因是焊接過程中吸收了過量的氫，故又稱氫白點,。
: }5 V& c* K; g+ E5 `   低合金鋼焊接主要根據(jù)不同鋼號的屈服點等級選擇焊接材料,，應遵守等強度（某些鋼號應考慮成分相同或相近）原則。對于厚度大,、剛度大的構件或在低溫下焊接時應考慮使用低氫型焊條,，焊前進行預熱等，嚴格按照焊接工藝規(guī)范施焊,。
低合金結構鋼的焊接
低合金結構鋼按其屈服強度可以分為九級：300,、350、400,、450,、500、550,、600,、700,、800MPA。
強度級別≤400MPA的低合金結構鋼,，CEQ<0.4%,，焊接性良好，其焊接工藝和焊接材料的選擇與低碳鋼基本相同,，一般不需采取特殊的工藝措施,。只有焊件較厚、結構剛度較大和環(huán)境溫度較低時,，才進行焊前預熱,，以免產生裂紋。
強度級別≥450MPA的低合金結構鋼,，CEQ>0.4%,，存在淬硬和冷裂問題，其焊接性與中碳鋼相當,，焊接時需要采取一些工藝措施,，如焊前預熱（預熱溫度150℃左右）可以降低冷卻速度，避免出現(xiàn)淬硬組織,；適當調節(jié)焊接工藝參數(shù),，可以控制熱影響區(qū)的冷卻速度，保證焊接接頭獲得優(yōu)良性能,；焊后熱處理能消除殘余應力,，避免冷裂。
- ~0 f# c" l0 h- ]9 x3 d- |    低合金結構鋼含碳量較低,，對硫、磷控制較嚴,，手工電弧焊,、埋弧焊、氣體保護焊和電渣焊均可用于此類鋼的焊接,，以手工電弧焊和埋弧焊較常用,；
+ `, m2 L7 q# ]& z$ `* o6 F    選擇焊接材料時，通常從等強度原則出發(fā),，為了提高抗裂性,，盡量選用堿性焊條和堿性焊劑，對于不要求焊縫和母材等強度的焊件,，亦可選擇強度級別略低的焊接材料,，以提高塑性，避免冷裂,。
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四,、不銹鋼的焊接
不銹鋼中都含有不少于12%的鉻,，還含有鎳、錳,、鉬等合金元素,，以保證其耐熱性和耐腐蝕性。
    按組織狀態(tài),，不銹鋼可分為奧氏體不銹鋼,、鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼等，其中以奧氏體不銹鋼的焊接性最好,，廣泛用于石油,、化工、動力,、航空,、醫(yī)藥、儀表等部門的焊接結構中,，常見牌號有：1CR18NI9,、1CR18NI9TI、0CR18NI9等,。
（一）奧氏體不銹鋼的焊接性
6 Q& R; c. f' s9 I1 \1 u奧氏體不銹鋼焊接件容易在焊接接頭處發(fā)生晶間腐蝕,，其原因是焊接時，在450～850℃溫度范圍停留一定時間的接頭部位,，在晶界處析出高鉻碳化物（CR23C6）,，引起晶粒表層含鉻量降低，形成貧鉻區(qū),，在腐蝕介質的作用下,，晶粒表層的貧鉻區(qū)受到腐蝕而形成晶間腐蝕。這時被腐蝕的焊接接頭表面無明顯變化,，受力時則會沿晶界斷裂,，幾乎完全失去強度。
為防止和減少焊接接頭處的晶間腐蝕,，應嚴格控制焊縫金屬的含碳量,，采用超低碳的焊接材料和母材。采用含有能優(yōu)先與碳形成穩(wěn)定化合物的元素如TI,、NB等,，也可防止貧鉻現(xiàn)象的產生。
$ i5 v, O& f0 }4 C& z' y5 k9 b& s% ]奧氏體不銹鋼焊接的另一個問題是熱裂紋,。
產生的主要原因是焊縫中的樹枝晶方向性強,，有利于S、P等元素的低熔點共晶產物的形成和聚集,。另外,，此類鋼的導熱系數(shù)�,。�約為低碳鋼的1/3），線脹系數(shù)大（比低碳鋼大50%）,，所以焊接應力也大,。
防止的辦法是選用含碳量很低的母材和焊接材料，采用含適量MO,、SI等鐵素體形成元素的焊接材料,，使焊縫形成奧氏體加鐵素體的雙相組織，減少偏析,。
' w7 h- M" M8 V6 |) c; H（二）奧氏體不銹鋼的焊接工藝
# `* F; {. w4 i$ i% ^一般熔焊方法均能用于奧氏體不銹鋼的焊接,，目前生產上常用的方法是手工電弧焊、氬弧焊和埋弧焊,。在焊接工藝上,，主要應注意以下問題：
（1）采用小電流、快速焊,，可有效地防止晶間腐蝕和熱裂紋等缺陷的產生,。一般焊接電流應比焊接低碳鋼時低20%；
（2）焊接電弧要短,，且不作橫向擺動,，以減少加熱范圍。避免隨處引弧,，焊縫盡量一次焊完,，以保證耐腐蝕性。
（3）多層焊時,，應等前面一層冷至60℃以下,，再焊后一層。雙面焊時先焊非工作面,，后焊與腐蝕介質接觸的工作面,。
（4）對于晶間腐蝕，在條件許可時,，可采用強制冷卻。必要時可進行穩(wěn)定化處理,，消除產生晶間腐蝕的可能性,。

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