碳素結(jié)構(gòu)鋼焊接概述.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除碳素結(jié)構(gòu)鋼焊接概述一、低碳鋼的焊接 1低碳鋼的焊接特點(diǎn)（ 1）低碳鋼的含碳量，含其它合金元素較少，因而焊接性好。幾乎適于用各種焊接方法進(jìn)行焊接，一般不需采用特殊工藝措施即可得到優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。（ 2）選用填充金屬時(shí)應(yīng)考慮母材金屬的稀釋，應(yīng)保證接頭與母材等強(qiáng)度。（ 3）當(dāng)母材含碳量偏高，或母材、焊接材料成分（如S、P）不合格時(shí)，焊接時(shí)有可能產(chǎn)生熱裂紋，應(yīng)調(diào)整焊縫成型系數(shù)或采用堿性低氫焊條加以防止。（ 4）一般不需要預(yù)熱，但如板厚及構(gòu)件剛度較大或焊接環(huán)境溫度較低，仍需考慮預(yù)熱。例如焊接母材板厚大于30mm，焊接溫度低于10，需要預(yù)熱100150，如試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)焊道下裂紋，還應(yīng)采用后熱處理去除接頭中的氫。 （ 5）有的低碳鋼，以回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨，應(yīng)采用堿性低氫焊接材料或低氫焊接工藝焊接這類鋼，以使焊縫和熱影響區(qū)的韌性大致與母材相同，焊接線能量不要太大，預(yù)熱與層間溫度不應(yīng)過高，以免晶粒過于粗大影響韌性。有時(shí)還用后熱處理來恢復(fù)塑性、超導(dǎo)韌性。 二、中碳鋼的焊接 1中碳鋼的焊接特點(diǎn) 中碳鋼由于含碳量較高，有較大的淬硬傾向，焊接性比低低碳鋼差。其主要焊接特點(diǎn)是： （1）熱影響區(qū)易產(chǎn)生低塑性、高硬度的淬硬組織 含碳量越高，板厚越大，淬硬傾向越大。當(dāng)焊接工件的剛性大，或所選擇的焊接材料與工藝規(guī)范不當(dāng)，則易在淬硬區(qū)產(chǎn)生冷裂紋。 （2）易產(chǎn)生熱裂紋 由于母材含碳量較高，焊接時(shí)有一部分母材會(huì)溶化到焊縫中去，使焊縫增碳，加之硫等雜質(zhì)的影響，易在焊縫中引起熱裂紋，在弧坑處更為敏感。 （3）氣孔 由于含碳量高，會(huì)增加對(duì)氣孔的敏感性，因此對(duì)焊接材料要求脫氧性好，烘干和坡口清理要求嚴(yán)格。 此外，接頭的塑性韌性及疲勞強(qiáng)度不高。 2中碳鋼的焊接工藝 （1）焊條 選用抗冷裂紋和熱裂紋能力較強(qiáng)的堿性低氫焊條，如E5015（結(jié)507），E6015D1（結(jié)607）等。如不要求焊縫與母材等強(qiáng)，則可選強(qiáng)度較低的堿性低氫焊條。如E4316（結(jié)426），E4315D1（結(jié)427）等。這類焊條的塑性好，抗熱裂紋和冷裂紋能力更強(qiáng)。 對(duì)于一些不重要的結(jié)構(gòu)件，也可選用非堿性低氫焊條。如采用鈦鐵礦型或鈦鈣型焊條，但需要控制好預(yù)熱溫度,盡量降低母材的稀釋率減少焊縫中的含碳量，也有可能得到合格的焊接接頭。 在工件不允許預(yù)熱的特殊情況下，可選用鉻、鎳奧氏體不銹鋼，如E0191016（奧102），E0191015（奧107），E1231316（奧302），E1231315（奧307）或奧707（Cr17Mn13MoN不銹鋼），焊條等。此類焊條塑性好，焊前不預(yù)熱也不易產(chǎn)生冷裂紋，但應(yīng)采用小電流，多層焊。由于這類焊條成本高，一般不宜采用。 （2）預(yù)熱 大多數(shù)中碳鋼焊前應(yīng)預(yù)熱以降低冷卻速度，控制近縫區(qū)馬氏體的形成，降低淬硬傾向，以有效地防止冷裂紋的產(chǎn)生。此外，預(yù)熱還可以改善接頭的塑性，減少焊接殘余應(yīng)力。預(yù)熱溫度根據(jù)碳當(dāng)量、接頭厚度、結(jié)構(gòu)剛性和焊條類型及焊接規(guī)范而定。例如碳當(dāng)量達(dá)到0.45-0.60%時(shí)，則建議預(yù)熱溫度在100200之間。 （3）為減少熱裂紋和消除氣孔，采用U型坡口，也可用V型坡口，以降低母材熔化比。坡口附近的油、銹應(yīng)去除干凈。 （4）用小直徑焊條，小電流慢速度焊接第一層焊縫以防止出現(xiàn)裂紋，焊條進(jìn)行400，2h烘干。 （5）錘擊焊縫減少殘余應(yīng)力。 （6）采用直流反接，焊接電流較低碳鋼小10%15。 （7）焊后要注意保溫緩冷，條件允許時(shí)應(yīng)進(jìn)行整件消除應(yīng)力回火處理。如不可能，則可在焊后將接頭溫度維持在比規(guī)定預(yù)熱溫度稍高一些的溫度下保溫后熱（23h/25mm），使氫從接頭區(qū)擴(kuò)散出去，以防止出現(xiàn)冷裂紋。 三、高碳鋼的焊接 由于含碳量高，焊接性差，淬硬性強(qiáng)，因此焊縫與熱影響區(qū)的裂紋敏感性大。應(yīng)采用低氫焊接工藝，要求100或更高些的預(yù)熱溫度與層間溫度，以防止在焊縫與熱影響區(qū)中出現(xiàn)脆性的高碳馬氏體。對(duì)于高碳鋼焊件（特別對(duì)于板厚較大的構(gòu)件）建議均采用焊后消除應(yīng)力處理。在許多應(yīng)用場(chǎng)合，可選用低合金鋼焊接材料，此時(shí)應(yīng)防止母材的增碳。 高碳鋼一般用于制作高硬度與耐磨的零部件。應(yīng)在退火條件下焊接這類鋼，然后熱處理。例如修復(fù)斷裂的高碳鋼零、部件前，如條件許可，建議先將修復(fù)進(jìn)行退火。1、手工電弧焊時(shí),母材含碳量和厚度對(duì)預(yù)熱和層間溫度的影響預(yù)熱和層間溫度() 用低氫型焊條 A 10-38 10-38 B 38-93 10-38 C 93-149 38-93 D 121-204 66-149 E 149-260 93-204 F 177-316 121-260 G 204-371 149-316 H 232-427 204-427 2、低碳鋼焊接材料的選用手弧焊電焊條型號(hào)埋弧焊?jìng)渥?焊接動(dòng)載荷、復(fù)雜和厚板結(jié)構(gòu),受壓容器施焊條件焊絲牌號(hào)焊劑牌號(hào) Q235 E4313, E4303, E4301, E4320, E4311 E4303, E4301, E4320, E4311, E4316, E4315 一般不預(yù)熱 H08A HJ431 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊絲用H08Mn2-SiA Q255 厚板結(jié)構(gòu)預(yù)熱150以上 Q275 E4315,E4315 E5016,E5015 厚板結(jié)構(gòu)預(yù)熱150以上 08、10、15、20、25鋼 E4303, E4301, E4320, E4311 E4315, E4315, E5016, E5015 一般不預(yù)熱 H08A,H08MnA HJ430,HJ431 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊絲用H08Mn2-SiA 08、10、15、20、25鋼 不要求強(qiáng)度或不要求等強(qiáng)時(shí) 要求等強(qiáng)度 35鋼ZG270-500 E4303, E4316, E4301, E4315 E5016, E5015, E5516-G, E5515-G 焊前預(yù)熱150-250,焊后做600-650回火處理 45鋼ZG310-570 E4303, E4316, E4301, E4315, E5016, E5015 E6016-D1, E6015-D1 3、低碳鋼在低溫下焊接的預(yù)熱溫度板厚(mm)低溫()預(yù)熱措施() 梁、柱桁架 30 -30 不預(yù)熱 -30 預(yù)熱到100-150 31-50 -10 不預(yù)熱 -10 預(yù)熱到100-150 51-70 0 不預(yù)熱 0