【组织教学】
1、点名检查学生出勤情况；
2、强调课堂纪律。
【作业点评】
1、上次作业质量情况；
2、对出现问题较多的进行课堂纠正。
【复习提问】
1、什么是焊接? 有哪些种类?
2、碳素钢按含碳量分为几种？
【相关工艺】
lCrl8Ni9Ti钢的焊接性概述
一、不锈钢简介
不锈钢在航空、化工和原子能等工业中，得到日益广泛的应用。各种不锈钢都具有优良的化学稳定性，但并不是绝对不会生锈，如在加工、使用和保养不当时，不锈钢仍会生锈。
不锈钢按空冷后室温组织不同可分为五大类：
(1)单相马氏体不锈钢1Crl3、3Cr13、4Crl3等。
(2)单相铁素体不锈钢1Crl7、1Crl7Ti、lCr28等。
(3)单相奥氏体不锈钢0Crl8Ni9Ti、lCrl8Ni9Ti、lCrl8Nil2M02Ti等。
(4)奥氏体一铁素体双相不锈钢0Cr21；Ni5Ti、1Cr21；Ni5Ti、1Crl8Mnl0Ni5M03N等。
(5)沉淀硬化型不锈钢0Crl7Ni4Cu4Nbo
在不锈钢中，奥氏体不锈钢比其他不锈钢具有更优良的耐腐蚀性、耐热性和塑性，且焊接性良好，因此，应用最广泛。
二、奥氏体不锈钢的焊接
1．奥氏体不锈钢的焊接性
由于奥氏体不锈钢含有较高的铬，可形成致密的氧化膜，故具有良好的耐蚀性能。当含铬量为18％，含镍量为8％时，基本上能得到均匀的奥氏体组织。含铬、镍量越高，奥氏体组织越稳定，耐蚀性能就越好。奥氏体不锈钢虽具有良好的耐蚀性、耐高温性、塑性和焊接性，但施焊中如焊接工艺选择不当，也会产生下列问题：
(1)晶间腐蚀问题晶间腐蚀是18—8型奥氏体钢(例如lCrl8Nil9)最危险的破坏形式之一。室温下碳元素在奥氏体中的溶解度很小，约0.02％～0.03％，而一般奥氏体钢中含碳量均超过O.02％～0.03％这一范围，因此只能在淬火状态下使碳固溶在奥氏体中，以保证钢材具有较高的化学稳定性。但是，这种淬火状态的奥氏体钢加热到450～850℃或在该温度下长期使用时，就会在腐蚀介质作用下产生晶间腐蚀。
奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀一般认为是由于晶粒边界的贫铬层造成的。其原因是在450～850℃温度下，碳在奥氏体中的扩散速度大于铬在奥氏体中的扩散速度。当奥氏体中含碳量超过它在室温的溶解度(0.02％～O.03％)后，碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并
和铬化合，析出碳化铬。由于铬的原子半径较大，扩散速度较小，来不及向边界扩散，而晶界附近大量的铬和碳化合成碳化铬，因此造成奥氏体边界贫铬。当晶界附近的金属含铬量低于12％时就失去了抗腐蚀的能力，在腐蚀介质的作用下，即产生晶间腐蚀。
晶间腐蚀的不锈钢，从表面上并没有什么特征，但在受到应力时即会沿晶界断裂，几乎完全丧失强度。奥氏体不锈钢如焊接不当，便会在焊缝和热影响区造成晶间腐蚀，有时在紧邻熔合线的过热区中还会有沿熔合线走向的深沟状似刀痕的腐蚀，称为刀状腐蚀。
在焊接奥氏体不锈钢时，可采用下列措施防止和减少焊件产生晶间腐蚀：
1)控制含碳量碳是造成晶间腐蚀的主要元素。碳含量在0．08％以下时，析出碳的数量较小；碳含量在0．08％以上时，析出碳的数量迅速增加。所以常控制基体金属和焊条的含碳量在0.08％以下，如采用0Crll8Ni9Ti钢板、E308-15(E0-19-10-15)、E347-16(E0-19-10Nb-16)焊条等。另外，若奥氏体钢中的含碳量在0.02％～0.03％范围时，则全部碳都溶解在奥氏体中，即使在450～850℃加热也不会形成贫铬层，故不会产生晶问腐蚀。通常所说的超低碳不锈钢含碳量小于0.03％，因此不会产生晶间腐蚀。
2)添加稳定剂在钢材和焊接材料中加入钛、铌等与碳的亲和力比铬强的元素，使之与碳结合成稳定的碳化物，从而避免在奥氏体晶界造成贫铬。常用的不锈钢
材和焊接材料均含有钛和铌焊条、焊丝等。
3)进行固溶处理将焊接接头进行固溶处理，方法是在焊后把焊接接头加热到1 050～1 100℃，使碳重新溶人奥氏体中，然后迅速冷却，稳定奥氏体组织。另外，也可以进行850～900℃下保温2 h的稳定化热处理。此时奥氏体晶粒内部的铬逐步扩散到晶界，晶界处的含铬量重新恢复到12％以上，避免了晶间腐蚀。
4)采用双相组织在焊缝中加入铁素体形成元素，如铬、硅、铝、钼等，使焊缝构成奥氏体加铁素体的双相组织。这样可破坏单一奥氏体柱状晶的方向性，从而避免贫铬层贯穿于晶粒之间构成腐蚀介质的通道。另外，由于铬在铁素体中的扩散速度比在奥氏体中快，因此铬在铁素体内可较快地向晶界扩散，从而减轻了奥氏体晶界的贫铬现象。一般控制焊缝金属中铁素体含量为5％～10％；如铁素体过多，会使焊缝变脆。
5)加快冷却速度因为奥氏体钢不会产生淬硬现象，所以在焊接过程中，可以设法增加焊接接头的冷却速度。如焊件下用铜垫板，或直接浇水冷却。在焊接工艺上，采用小电流、大焊速、短弧、多道焊等措施，缩短焊接接头在危险温度区停留的时间，均可防止或减小贫铬区。此外，还必须注意焊接次序，与腐蚀介质接触的焊缝应最后焊接，使其不受重复的焊接热循环作用。
(2)焊接热裂纹热裂纹是奥氏体不锈钢焊接时比较容易产生的缺陷，包括焊缝的纵向和横向裂纹、火口
裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等，特别是含镍量较高的奥氏体不锈钢更易产生。奥氏体不锈钢产生热裂纹的倾向要比低碳钢大得多，主要原因如下：
1)奥氏体不锈钢的导热系数大约只有低碳钢的一半，而线膨胀系数比低碳钢约大50％，所以焊后在接头中会产生较大的焊接应力。
2)奥氏体不锈钢中的成分如碳、硫、磷、镍等会在熔池中形成低熔点共晶体。例如，硫与镍形成的Ni：3s2熔点为645℃，而Ni—Ni3S2共晶体的熔点只有6250C。3)奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大，结晶时间较长，且结晶的枝晶方向性强，所以杂质偏析现象比较严重。
对于铬镍奥氏体不锈钢来说，防止热裂纹的常用措施是采用双相组织的焊条，使焊缝形成奥氏体和铁素体的双相组织。当焊缝中有5％左右的铁素体时，奥氏体的晶粒长大便受到阻碍，柱状晶的方向打乱，因而细化了晶粒，并可防止杂质的聚集。由于铁素体可比奥氏体溶解更多的杂质，因此还减少了低熔点共晶体在奥氏体晶格边界上的偏析。在焊接工艺上一般采用碱性焊条、小电流、快焊速，以及焊接结束或中断时收弧慢且填满弧坑或采用氩弧焊打底等措施来防止热裂纹。
【课后小结】
1、不锈钢简介；
2、奥氏体不锈钢的焊接性。
【布置作业】
1、不锈钢是如何分类的? ‘
2、奥氏体不锈钢的焊接性如何?
3、什么叫晶间腐蚀?奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的原因是什么?防止晶间腐蚀的措施有哪些？
4、奥氏体不锈钢产生热裂纹的原因是什么?防止热裂纹的措施有哪些?
【技能教学组织】
1、点名,检查学生出勤情况；
2、检查学生的劳保穿戴情况，并给与指正；
3、准备实习设备及材料。
1)电弧焊机ZX7--400型弧焊逆变器。
2)焊条A302，直径为3.2 mm及4.0 ㎜，焊条使
用前经150℃烘干并保温2 h。
3)焊件为奥氏体不锈钢。
【示范指导】
1、通过焊接示例进一步了解钢的焊接性；
2、掌握奥氏体不锈钢的焊接性。
【巡回指导】
1、分组布置任务；
2、掌握奥氏体不锈钢的焊接性。
【结束指导】
1、课题技能掌握训练情况：
2、安全操作情况：
3、纪律情况：
4、卫生情况：
5、应注意的问题：
1.试述低碳钢的焊接性。 由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。焊接低碳钢时可采取哪些措施消除应力裂纹? （1）降低消应力退火温度。（2）控制母材中V、B的含量。
⑶坡口形式将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷，铲挖出的坡口外形应圆 滑，其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例，以降低焊缝中的含碳量，防止裂纹产生。 ⑷焊接工艺参数由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右，所以第一层焊 缝焊接时，应尽量采用小电流、慢焊接速度，以减小母材的熔深。 ⑸焊后热处理焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理，特别是对于大厚度焊件、高刚性结 构件以及严厉条件下（动载荷或冲击载荷）工作的焊件更应如此。消除应力的回火温度为600～650℃。 若焊后不能进行消除应力热处理，应立即进行后热处理。 4.试述高碳钢的焊接工艺要点。 ⑴焊接性当高碳钢的碳的质量分数大于0.60%时，焊后的硬化、裂纹敏感倾向更大，因此 焊接性极差，不能用于制造焊接结构。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补修复。 ⑵焊条选用由于高碳钢的抗拉强度大都在675MPa以上，所以常用的焊条型号为E7015、 E6015，对构件结构要求不高时可选用E5016、E5015焊条。此外，亦可采用铬镍奥氏体钢焊条进行焊接。 ⑶焊接工艺1）由于高碳钢零件为了获得高硬度和耐磨性，材料本身都需经过热处理，所 以焊前应先进行退火，才能进行焊接。 2）焊件焊前应进行预热，预热温度一般为250～350℃以上，焊接过程中必需保持层间温度不低于预热温度。 3）焊后焊件必需保温缓冷，并立即送入炉中在650℃进行消除应力热处理。 5.试述低合金高强钢的焊接性。 强度级别较低的低合金高强钢，如300～400MPa级，由于钢中合金元素含量较少，其焊接性良好，接近于低碳钢。随着钢中合金元素的增加，强度级别提高，钢的焊接性也逐渐变差，出现的主要问题是： ⑴热影响区的淬硬倾向含碳时较少、强度级别较低的钢种，如09Mn2、09Mn2Si、09MnV 钢等，淬硬倾向很小。随着强度级别的提高，淬硬倾向也开始加大，如16Mn、15MnV钢焊接时，快速度冷却会导致在热影响区出现马氏体组织。 ⑵冷裂纹低合金高强钢焊接时，热影响区的冷裂纹倾向加大，并且这种冷裂纹往往具有延迟 的性质，危害性很大。例如，材料为18MnMoNb钢壁厚115mm的一大型容器，由于预热温度不够，焊后在热影响区形成大量冷裂纹。 低合金高强钢的定位焊缝很容易开裂，其原因是由于焊缝尺寸小、长度短、冷却速度快，这种开裂属于冷裂纹性质。 ⑶热裂纹一般情况下，强度等级为294～392MPa的热轧、正火钢，热裂倾向较小，但在厚 壁压力容器的高稀释率焊道（如根部焊道或靠近坡口边缘的多层埋弧焊焊道）中也会出现热裂纹。电渣焊时，若母材的含碳量偏高并含镍时，电渣焊缝中可能会出现呈八字形分布的热裂纹。 强度等级为800～1176MPa的中碳调质钢（如30CrMnSiA钢），焊接时热裂的敏感性较大。 ⑷粗晶区脆化热影响区中被加热至1100℃以上的粗晶区，当焊接线能量过大时，粗晶区的 晶粒将迅速长大或出现魏氏组织而使韧性下降，出现脆化段。 6.试述低合金高强钢焊接时的主要工艺措施。 ⑴预热预热是防止裂纹的有效措施，并且还有助于改善接头性能。但预热会恶化劳动条件， 使生产工艺复杂化，过高的预热温度还会降低接头韧性。因此，焊前是否需要预热以及预热温度的确定应根据钢材的成分（碳当量）、板厚、结构形状、刚度大小以及环境温度等决定。
金属材料的焊接性能 （2014.2.27） 摘要：对各种常用金属材料的焊接性能进行研究，通过参考各类焊接丛书及焊接前辈多年的经验总结，对常用金属材料的焊接工艺可行性起指导作用。 关键词：碳当量；焊接性；焊接工艺参数；焊接接头 1 前言 随着中国特种设备制造业的不断发展，我们在制造产品时所用到的金属材料种类也在不断增加，相应地所必须掌握的各种金属材料的焊接性能也在不断研究和更新中，为了实际产品制造的焊接质量，熟悉金属材料的焊接性能，以制定正确的焊接工艺参数，从而获得优良的焊接接头起到至关重要的指导作用。 2 金属材料的焊接性能 2.1 金属材料焊接性的定义及其影响因素 2.1.1 金属材料焊接性的定义 金属材料的焊接性是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的能力。一种金属，如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头，则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优良，无缺陷焊接接头的能力。它不是金属固有的性质，而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行的评定。所以金属材料的工艺焊接性与焊接过程密切相关。 使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技术要求。通常包括力学性能、抗低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨性能等。例如我们常用的S30403，S31603不锈钢就具有优良的耐蚀性能，16MnDR，09MnNiDR低温钢也有具备良好的抗低温韧性性能。
金属材料的焊接性能 （1）焊接性能良好的钢材主要有： 低碳钢（含碳量<0.25）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量<0.20）；不锈钢（合金元素含量>3、含碳量<0.18）。 （2）焊接性能一般的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.25～0.35）；低合金钢（合金元素含量<3、含碳量<0.30）；不锈钢（合金元素含量13～25、含碳量￡0.18） （3）焊接性能较差的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.35～0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量0.30～0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.20）。 （4）焊接性能不好的钢材主要有： 中、高碳钢（合金元素含量<1、含碳量>0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量>0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.30～0.40）。 焊条和焊丝选择的基本要点如下： 同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素： 考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能； 考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。 异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况： 一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。 焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980～984-76）等有关国家标准。 ###15CrMoR的换热器的热处理工艺 ***当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理。 *** 15CrMoR焊接性能良好。手工焊用E5515-B2（热307）焊条，焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热），焊后650-700℃回火处理。自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。 ###压力容器用钢的基本要求 压力容器用钢的基本要求：较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。 改善钢材性能的途径：化学成分的设计,组织结构的改变,零件表面改性。 本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。 一、化学成分 钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。 1、碳:碳含量增加时，钢的强度增大，可焊性下降，焊接时易在热影响区出现裂纹。 因此压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。 2、钒、钛、铌等：在钢中加入钒、钛、铌等元素，可提高钢的强度和韧性。
低合金高强钢的焊接性 钢铁研究总院田志凌 1 前言 低合金高强（HSLA）钢的焊接性主要包括两个方面，其一是裂纹敏感性，其二是焊接热影响区的力学性能。过去40年，在钢材焊接性的研究方面，我国几代科技工作者进行了卓有成效的工作[1-5]。 在过去的40年，HSLA钢取得了显著进展，精炼技术、微合金钢技术、控轧控冷技术、形变热处理（TMCP）等一些先进技术的应用，使得现代HSLA钢的焊接性大大改善，尤其是HAZ冷列裂纹敏感性大大降低，粗晶区韧性大幅度提高，高效率、大线能量焊接工艺得以应用。然而，新的问题也伴随着出现，如母材的低碳当量高强度化使得冷裂纹从HAZ转移到焊缝金属中，多层焊接头中的局部脆性区问题等。本文将论述HSLA钢制造技术的进步给焊接性带来的变化，以及技术发展趋势。 2 HSLA钢的技术进步及其对焊接性的改善 过去40年，低成本、高性能是钢铁行业技术进步的主要发展方向，从焊接性的角度来看，影响最大的是精炼技术和轧制技术。 2.1 精炼技术的影响 焊接热裂纹、液化裂纹曾经是低碳钢、低合金钢焊接的一个重要问题，随着铁水预处理、碱氧炉炼钢、钢包精炼、真空精炼等精炼技术的采用，钢中S、P等杂质元素的含量越来越低，热裂纹、液化裂纹发生的频率已降得非常低。 以管线钢为例，目前的超纯净冶炼技术能够达到如下水平： P≤20ppm, S≤5ppm, N≤20ppm, O≤10ppm, H≤1.0ppm 此外，上世纪80年代以来，模铸已逐渐被连铸所代替，2001年我国的连铸比已超过90%，高均匀性连铸技术的应用，大大降低了铸坯中间偏析。 一方面，S、P等杂质元素的含量越来越低，另一方面，杂质元素的偏析程度越来越小，因此，HSLA钢焊接性评定中已不再进行热裂纹、液化裂纹敏感性评定。 2.2 轧钢技术和微合金化的影响 在上世纪五、六十年代，最广泛应用的结构钢就是C-Mn钢，钢材的强度主要靠提高C 的含量和合金元素的含量来实现，强度越高，冷裂纹敏感性就越大。 控制轧制的应用始于六、七十年代，控制轧制与正火处理相结合，能够降低钢的碳当量，提高钢材的抗裂性能，同时HAZ的韧性也得到了一定程度的提高。然而，生产力的发展要求采用大线能量焊接，如造船业，焊接效率是加快制造进度、降低成本的关键因素，而对于轧制原有状态和正火状态钢而言，大线能量焊接使得HAZ晶粒变得粗大，同时在粗晶区形成韧性很差的上贝氏体组织，针对这一技术问题，确立了Ti处理技术（1975年之前）：根据钢中存在的氮（N）量，适当加入Ti，使TiN成细粒状均匀分布，TiN能够抑制奥氏体晶粒长大，促进晶内铁素体的形核。基于同一机理，微合金化技术得以发展，利用Nb, V, Ti 等微量元素形成细小的碳氮化物生产的细晶粒钢，能够适应较大线能量焊接，图1为Nb, V, Ti三种微合金元素形成的第二相粒子的溶解曲线，由此可见TiN对晶粒长大的阻力最大，Nb(CN)次之，VC最小。
碳钢的焊接性
碳素钢的焊接性随含碳量增加而恶化，因为含碳量较高的钢从焊接温度快速冷却下容易被淬硬。被淬硬的焊缝和热影响区因其塑性下降，在焊接应力容易产生裂纹。碳素钢被淬硬主要是在马氏体组织形成而引起，马氏体的数量受冷却速度影响，非常快的冷却速度可以产生100%的马氏体，从而可达到最高硬度。因此，焊接含砚较高的碳素钢时，就应当注意减缓冷却速度，使马氏体的数量减至最少。 焊接的冷却速度受焊接热输入、母材板厚和环境温度的影响。厚板或在低温条件下焊接，其冷却速度加快；预热或加大焊接线能量，可以降低冷却速度，减少裂纹产生。 碳素钢的碳含量增加到约0.15%以上时，对氢致裂纹尤其敏感。因此，焊接碳含量高于0.15%的碳素钢时，须注意减少氢的来源。例如大气中的水分，焊前对待焊部位及附近须清除油污、铁锈等。手弧焊时宜选用低氢焊条，在其它焊接方法中应制造低氢环境，以减少焊缝周围环境中的氢含量。 焊接碳素钢时产生裂纹的力学原因是结构的拘束力和不均衡的热应力。即使是不易淬硬的低碳钢，在受拘束力条件下采用了不正确的焊接程序，也会因这些应力过大而产生裂纹。 总之，对碳素钢的焊接，应针对其碳含量不同而采取相应的工艺措施。当含碳较低时，如低碳钢，应着重注意防止结构拘束应力和不均衡的热应力所引起的裂纹；当含碳量较高时，如高碳钢，除了防止因这些因为应力所引起的裂纹外，还要特别注意防止因淬硬而引起的裂纹。 焊接特点 低碳钢的含碳量低（≤0.25%），其它合金元素含量较少，故是焊接性最好的钢种。采用通常的焊接方法后，接头中不会产生淬硬组织或冷裂纹。只要焊接材料选择适当，便能得到满意的焊接接头。 用电弧焊焊接低碳钢时，为了提高焊缝金属的塑性、韧性、和抗裂性能，通常都是使焊缝金属的碳含量低于母材，依靠提高焊缝中的硅、锰含量和电弧所具有较高的冷却来达到与母材等强度。因此，焊缝金属会随着冷却速度的增加，其强度会提高，而塑性和韧性会下降。当厚板单层角焊缝时，焊角尺寸不宜过小；多层焊时，应尽量连续施焊；焊补表面缺陷时，焊缝应具有一定的尺寸，焊缝长度不得过短，必要时应采用100-150℃的局部预热。
碳的质量分数不超过0.21％，加入适量的合金元素Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu ,经过奥氏体化—淬火—回火热处理的钢称为低碳调质钢，常用牌号有WCF60、62、HQ70A、HQ70B、15MnMoVN、15MnMoVNRE 和14MnMoNbB等。 低碳调质钢具有高的屈服点(490-980MPa)、良好的塑性、韧性、耐磨、及耐腐蚀性。 低碳调质钢由于含碳量不高，虽含有一定量的合金元素，但焊接性较好，主要特点是：在焊接热影响区、特别是焊接热影响区的粗晶区有一定的冷裂倾向并有韧性下降的现象；在焊接热影响区受热时未完全奥氏体化的区域，以及受热时其最高温度低于Ac1、高于钢调质处理的回火温度的那个区域有软化或脆化的倾向。 常用的各种熔焊方法,都可以适用焊接低碳调质钢。 (1)焊前预热—当板厚较小或接头拘束度也较小时,焊前可不进行预热。15MnMoVN、14MnMoNbB钢。当板厚小于13mm时，通常采用不预热施焊。随着板厚的增加，为了防止产生冷裂纹，必须进行预热，但是必须严格控制预热温度，因为过高的预热温度会使热影响区的冷却速度过于缓慢,使热影响区强度下降，韧性变坏。 低碳调质钢的最低预热温度 焊件厚度15MnMoVN 14MnMoNbB <13 不预热不预热 13-16 50-100 100-150 16-19 100-150 150-200 19-22 100-150 150-200 22-25 150-200 200-250 25-35 150-200 200-250 允许的最高预热温度与表中最低值相比,不得大于65C。若有可能，可采用低温预热加后热或不预热，只采用后热的方法来防止低碳调质钢产生冷裂纹，可以减轻或消除过高的预热温度对热影响区韧性的损害。 (2)焊接材料—为防止产生冷裂纹,因此必须严格控制焊接材料的含氢量,要求所使用的焊条必须是低氢型或超低氢型的,焊前应严格按规定进行烘干、贮存。用于CO2气体保护焊的CO2气体应符合GB6052-85中规定的I级气体或II级1类气体的要求。 焊接低碳调质钢推荐用的焊接材料 钢号手弧焊焊条(熔化极气体保护焊)焊丝保护气体％ HQ70A CO2 HQ70B 或 E7015 H08Mn2NiMo Ar+CO220 15MnMoVN 或 15MnMoVNRE Ar+O21-2 15MnMoVNRE(QJ-70) E7515/E8515 H08Mn2NiMo Ar+CO220 14MnMoNbB E7515/E8515 H08Mn2NiMo Ar+O21-2 (3)焊接技术—为避免过度损伤热影响区的韧性,应避免使用过大的线能量,因此,不推荐使用大直径的焊条或焊丝。只要可能，应采用多层小焊道焊缝,最好采用窄焊道，而不采用横向摆动的运条技术。 (4)焊后热处理—大多数低碳调质钢的焊接构件都是在焊态下使用，只有在下述条件下才进行焊后热处理： 1)焊后或冷加工后的韧性过低。 2)焊后需进行高精度加工，要求保证结构尺寸的稳定性。 3)焊接结构承受应力腐蚀。 焊后热处理的温度必须低于母材调质处理的回火温度。
常用金属焊接性之高温合金的钎焊 高温合金是在高温下具有较好的力学性能、抗氧化性和抗腐蚀性的合金。这类合金可分为镍基、铁基和钴基三类；在钎焊结构中用得最多的是镍基合金。镍基合金按强化方式分为固溶强化、实效沉淀强化和氧化物弥散强化三类。固溶强化镍基合金为面心立方点阵的固溶相，通过添加铬、钴、钨、钼、铝、钛、铌等元素提高原子间结合力，产生点阵畸变，降低堆垛层错能，阻止位错运动，提高再结晶温度来强化固溶体。沉淀强化镍基合金钢是在固溶强化的基础上添加较多的铝、钛、铌、钽等元素而形成的。这些元素除形成强化固溶体外，还与镍形成Ni3(Al、Ti)γ’或Ni3(NbAlTi)γ”金属间化合物相；同时钨、铜、硼等元素与碳形成各种碳化物。TD-Ni和TD-NiCr合金是在镍或镍铬基体中加入2%左右弥散分布的ThO2颗粒，产生弥散强化效果的新型高温合金。 一：钎焊性 高温合金均含有较多的铬，加热时表面形成稳定的Cr2O3，比较难以去除；此外镍基高温合金均含铝和钛，尤其是沉淀强化高温合金和铸造合金的铝和钛含量更高。铝和钛对氧的亲和力比铬大得多，加热时极易氧化。因此，如何防止或减少镍基高温合金加热时的氧化以及去除其氧化膜是镍基高温合金钎焊时的首要任务。镍基高温合金钎焊时不建议用钎剂来去除氧化物，尤其是在高的钎焊温度下，因为钎剂中的硼砂或硼酸在钎焊温度下与母材起反应，降低母材表面的熔化温度，促使钎剂覆盖处的母材产生溶蚀；并且硼砂或硼酸与母材发生反应后析出的硼可能渗入母材，造成晶间渗入。对薄的工件来说是很不利的。所以镍基高温合金一般都在保护气氛，尤其是在真空中钎焊。母材表面氧化物的形成和去除与保护气氛的纯度以及真空度密切相关。对于含铝和钛低的合金，热态真空度不应低于10-2Pa；对于含铝钛较高的合金，表面氧化物的去除不仅与真空度有关，而且还与加热温度有关。 无论是固溶强化，还是沉淀强化的镍基高温合金，都必须将其合金元素及其化合物充分固溶于基体内，才能取得良好的高温性能。沉淀强化合金固溶处理后还必须进行时效处理，已达到弥散强化的目的。因此钎焊热循环应尽可能与合金的热处理相匹配，即钎焊温度尽量与热处理的加热温度相一致，以保证合金元素的充分溶解。钎焊温度过低不能使合金元素完全溶解；钎焊温度过高将使母材的晶粒长大，这些均对母材
1.金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2.工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3.使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4.影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5.评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6.实验方法应满足的原则：1、可比性2、针对性3、再现性4、经济性 7.常用焊接性试验方法 A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法 一问答：“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合？了解其主要实验步骤，分析影响实验结果稳定性的因素有哪些？ 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小雨20%时。用于一般焊接结构是安全的） 三合金结构钢的焊接 低碳调质钢的焊接性分析 低碳调质钢主要是作为高强度的焊接结构用钢，因此含碳量限制的较低，在合金成分的设计上考虑了焊接性的要求。低碳调质钢碳的质量分数不超过0.18%，焊接性能远优于中碳调质钢。由于这类钢的焊接热影响区是低碳马氏体，马氏体转变温度Ms较高，所形成的马氏体具有“自回火”特性，使得焊接冷裂纹倾向比中碳调质钢小。 焊缝强韧性匹配： 焊缝强度匹配系数S=（σb）w/（σb）b,是表征接头力学非均质性的参数之一，（σb）w为焊缝强度，（σb）b为母材强度。当（σb）w/（σb）b>1时，为高强匹配;=1为等强匹配。<1为低强匹配低碳调质钢热影响区获得细小的低碳马氏体（ML）组织或下贝氏体（B L）组织时，韧性良好，而韧性最佳的组织为ML与低温转变贝氏体组织（B L）的混合组织下贝氏体的板条间结晶位相差较大，有效晶粒直径取决于板条宽度，比较微细，韧性良好，当ML与B L混合生成时，原奥氏体晶粒被先析出的B L有效地分割，促使ML有更多的形核位置，且限制了ML的生长，因此ML+B L混合组织有效晶粒最为细小。 Ni是发展低温钢的一个重要元素。为了提高钢的低温性能，可加入Ni元素，形成含Ni的铁素体低温钢，如1.5Ni钢等在提高Ni的同时，应降低含碳量和严格限制S、P的含量及N、H、O的含量，防止产生时效脆性和回火脆性等。这类钢的热处理条件为正火、正火+回火和淬火+回火等。 ○1在低温钢中由于含碳量和杂质S、P的含量控制的都很严格，所以液化裂纹在这类钢中不是很明显。○2另一个问题是回火脆性，要控制焊后回火温度和冷却速度。 低温钢焊接的工艺特点：除要防止出现裂纹外，关键是要保证焊缝和热影响区的低温韧性，这是制定低温钢焊接工艺的一个根本出发点。 9Ni钢具有优良的低温韧性但用与9Ni钢相似的铁素体焊材时所得焊缝的韧性很差。这除了与铸态焊缝组
钢材焊接施工方案内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
钢材焊接施工方案 我单位承建的全区供电工程中，存在大量电缆桥架。电缆桥架制作过程中存在大量焊接工作，施工中主要采用手工电弧焊连接方法。为了规范施工工艺，确保焊接质量，满足设计要求，必须按照此方案操作。 一、手工电弧焊 1、材料及主要机具： （1）主材：各种满足使用要求的槽钢、角钢、工字钢。主材必须有出场质量证明书。 （2）焊条：焊条的牌号应符合设计规定。如设计无规定时，应符合表4-14的要求，焊条质量应符合以下要求： A、药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷，并不得有肉眼有看得出的偏心度。 B、焊接过程中，电弧应燃烧稳定，药皮熔化均匀，无成块脱落现象。 C、焊条必须根据焊条说明书的要求烘干后才能使用。 D、焊条必须有出厂合格证。 钢筋电弧焊使用的焊条牌号表4-14 注：不含25MnSi钢筋。
（3）弧焊机、焊接电缆、电焊钳、面罩、堑子、钢筋丝刷、锉刀、榔头、钢字码等。 2、作业条件： （1）焊工必须持有考试合格证。 （2）帮条尺寸、坡口角度、钢筋端头间隙、接头位置以及钢筋轴线应符合规定。 （3）电源应符合要求。 （4）作业场地要有安全防护设施、防火和必要的通风措施，防止发生烧伤、触电、中毒及火灾等事故。 （5）熟悉图纸，做好技术交流。 四、操作工艺： 1、工艺流程 检查设备——选择焊接参数——试焊作模拟试件——送试——确定焊接参数——施焊——质量检验 2、检查电源、焊机及工具。焊接地线应与钢筋接触良好，防止因起弧而烧伤钢筋。 3、选择焊接参数。根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置，选择适宜的焊条直径、焊接层数和焊接电流，保证焊缝与钢筋熔合良好。 4、试焊、做模拟试件。在每批主材正式焊接前，应焊接3个模拟试件做拉力试验，经试验合格后，方可按确定的焊接参数成批生产。 5、施焊操作：
金属材料焊接性知识要 点 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
金属材料焊接性知识要点 1.金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2.工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3.使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4.影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5.评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6.实验方法应满足的原则：1可比性2针对性3再现性4经济性 7.常用焊接性试验方法： A:斜Y坡口焊接裂纹试验法:此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。B:插销试验C:压板对接焊接裂纹试验法D:可调拘束裂纹试验法 一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合了解其主要实验步骤，分析 影响实验结果稳定性的因素有哪些 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。用于一般焊接结构是安全的） 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：影响因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。 （2）设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。 （3）工艺因素对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。 （4）服役环境焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 答：金属材料使用焊接性能是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种使用性能主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。 比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。
钢材的可焊性 一、低碳钢可焊性为良好时 1.合金元素含量(评定可焊性的概略指标,%):0 2.含碳量( 评定可焊性的概略指标,%):＜0.25 3.常用钢号: Q195 Q215 Q235 Q245 Q345 ZG200-400 ZG230-450 08 10 15 20 15Mn 20Mn 4.特点: 在普通条件下可焊接,环境温度低于(-5℃)时需预热.板厚大于20mm,结构刚度大时,需预热并在焊后进行消除应力热处理 沸腾钢是在不完全脱氧情况下获得,含氧量较高,硫磷等杂质分布不均匀,时效敏感性及冷脆倾向大,焊接时热裂倾向大,一般不宜于承受动载或严寒下(-20℃)工作的重要焊接结构. 镇静钢的杂质分布很均匀,含氧量承受动载或低温条件下(-40℃)工作的重要焊接结构 二、低合金钢 （一）. 可焊性为良好时 1.合金元素含量(评定可焊性的概略指标,%):1-3 2.含碳量(评定可焊性的概略指标,%):＜0.20 3.常用钢 号:09MnV 09MnNb 12Mn 18Nb 09MnCuPTi 10MnSiCu 12MnV 12MnPRE 1 4MnNb 16Mn 16MnRE 10MnPNbRE 15MnV 15MnTi 16MnNb 14MnVTiRE 15 MnVN 4.特点: 在普通条件下可焊接,环境温度低于(-5℃)时需预热.板厚大于20mm,结构刚度大时,需预热并在焊后进行消除应力热处理沸腾钢是在不完全脱氧情况下获得,含氧量较高,硫磷等杂质分布不均匀,时效敏感性及冷脆倾向大,焊接时热裂
倾向大,一般不宜于承受动载或严寒下(-20℃)工作的重要焊接结构.镇静钢的杂质分布很均匀,含氧量承受动载或低温条件下(-40℃)工作的 重要焊接结构 （二）、可焊性为一般时 1.合金元素含量(评定可焊性的概略指标,%):＜3 2.含碳量(评定可焊性的概略指标,%):＜0.3 3.常用钢号: 12CrMo 15CrMo 20Cr1MoV 12Cr1MoV 12Cr2Mo1VR 30Cr 20CrV 20CrMnSi 20CrNiMo 4.特点: 形成冷裂倾向小,采用适当的焊接规范,可以得到满意的结果.在结构复杂或零件较厚时,必须预热150℃以上,并在焊后进行热处理以消除应力 （三）、可焊性为较差时 1.合金元素含量(评定可焊性的概略指标,%):＜1-3 2.含碳量(评定可焊性的概略指标,%):＜0.3-0.4 3.常用钢 号:30CrMo 35CrMo 35CrMoVA 25Cr2MoVA 40CrNiMoA 30CrMnSi 3 0Mn2 40Mn2 40Cr 4.特点 一般情况下,有形成裂纹的倾向.焊前应预热,焊后应消除应力热处理 （四）、可焊性为不好 1.合金元素含量(评定可焊性的概略指标,%):1-3 2.含碳量(评定可焊性的概略指标,%):＜0.4 3.常用钢号:45Mn2 50Mn2 50Cr 38CrSi 38CrMoAlA 4.特点:
常用焊接方法手册 一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？ 钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。 依照钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。 （1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。 （2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。 钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采纳搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。 二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？
利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体爱护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体爱护焊具有爱护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。 三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？ （1）焊接接头由焊缝金属和热阻碍区组成。 1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。 2）热阻碍区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。
低合金高强度钢的焊接性分析 低合金高强钢的焊接性主要包括两个方面，其一是裂纹敏感性，其二是焊接热影响区的力学性能。 众所周知，扩散氢、脆性组织和残余应力是冷裂纹产生的三要素，碳当量公式（如IIW的CEN公式）、热影响区最大硬度等都被用来评价钢材的冷裂敏感性。 （1）冷裂纹问题 对于现代低合金高强度钢，由于热机械控制工艺技术和微合金化技术的广泛应用，碳含量和碳当量都大幅度降低，因此，其冷裂敏感性不明显，除非在极端情况下（很大的拘束度或扩散氢含量很高），一般不会遭遇冷裂纹。 值得注意的是焊缝金属冷裂纹问题。 冷裂纹倾向 低合金高强钢随着强度等级的增高，焊接接头冷裂纹倾向增大。冷裂纹又叫氢致裂纹或延迟裂纹，是指焊接接头冷却到较低温度（Ms温度以下）时产生的焊接裂纹冷裂纹一般产生在热影响区，有时也产生在焊缝金属内。产生冷裂纹的三个主要因素是：裂缝金属内残留的扩散氢、热影响区或焊缝金属硬组织、焊接残余应力。 焊接低合金高强度钢时，氢的主要来源是焊条药皮中的水分和破口表面的水分、油污等杂质。这些物质在电弧高温作用下分解出氢，溶解在熔池金属内，熔池冷却凝时氢来不及逸出，残留在焊缝内。另外，焊接低合金高强度钢的一个重要特点是热影响区有较大的淬硬倾向，随强度等级的提高、含碳元素或合金元素含量增多，其淬硬性也增大。当焊接浮大焊件或冷却速度过快时，热影响区或焊缝金属更容易产生淬硬组织。焊接时由于不均匀的加热和冷却以及构件本身的拘束作用，在焊缝内仍然会产生很大的残余应力。所以，低合金高强度钢焊接时有较大的冷裂倾向。 为防止冷裂纹的产生，焊前应严标按照说明书的规定烘干焊条，将坡口清理干净，并采取焊前预热、焊后保温缓冷及热处理等措施。 母材强度的提高和焊接性的改善，促使冷裂纹发生的位置从热影响区转移到焊缝。基于焊后随时间变化氢对局部临界开裂应力的影响，国际焊接联合会提出了判别高强钢冷裂纹位置的基本方法，焊后焊缝中的氢含量随时间单调减少，而
常用钢材的焊接 英文词条名： 一、钢材的焊接性 焊接性：采用一定焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即其对焊接加工的适应性。 （一）焊接性一般包括两个方面： 工艺焊接性：主要指在给定的焊接工艺条件下，形成完好焊接接头的能力，特别是接头对产生裂纹的敏感性，也称抗裂性； 使用焊接性：在给定的焊接工艺条件下，焊接接头在使用条件下安全运行的能力，包括焊接接头的力学性能和其它特殊性能（如耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等）。 焊接性是金属的工艺性能在焊接过程中的反映，了解及评价金属材料的焊接性，是焊接结构设计、确定焊接方法、制定焊接工艺的重要依据。 （二）钢的焊接性评定方法： 钢是焊接结构中最常用的金属材料，因而评定钢的焊接性显得尤为重要。由于钢的裂纹倾向与其化学成分有密切关系，因此，可以根据钢的化学成分评定其焊接性的好坏。 通常将影响最大的碳作为基础元素，把其它合金元素的质量分数对焊接性的影响折合成碳的相当质量分数，碳的质量分数和其它合金元素的相当质量分数之和称为碳当量，它是评定钢的焊接性的一个参考指标。 碳当量（CARBON EQUIV ALENT)公式 碳当量越高，裂纹倾向越大，钢的焊接性越差。一般认为： CEQ<0.4%时，钢的淬硬和冷裂倾向不大，焊接性良好 CEQ=0.4%～0.6%时，钢的淬硬和冷裂倾向逐渐增加，焊接性较差，焊接时需要采取一定的预热、缓冷等工艺措施，以防止产生裂纹； CEQ>0.6%时，钢的淬硬和冷裂倾向严重，焊接性很差，一般不用于生产焊接结构。 碳当量公式仅用于对材料焊接性的粗略估算，在实际生产中，应通过直接试验（焊接性试验），模拟实际情况下的结构、应力状况和施焊条件，在试件上焊接，观察试件的开裂情况，并配合必要的接头使用性能试验进行评定(焊接工艺评定)。 二、碳素钢的焊接 Q235、10、15、20等低碳钢是应用最广泛的焊接结构材料，由于其含碳量低于0.25%，塑性很好，淬硬倾向小，不易产生裂纹，所以焊接性最好。焊接时，任何焊接方法和最普通的焊接工艺即可获得优质的焊接接头。但由于施焊条件、结构形式不同，焊接时还需注意以下问题： （1）在低温环境下焊接厚度大、刚性大的结构时，应该进行预热，否则容易产生裂纹。（2）重要结构焊后要进行去应力退火以消除焊接应力。 低碳钢对焊接方法几乎没有限制，应用最多的是手工电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊和电阻焊。采用电弧焊时，焊接材料的选择参见表。 低碳钢焊接材料的选择 中碳钢的焊接 含碳量在0.25%～0.60%之间的中碳钢，有一定的淬硬倾向，焊接接头容易产生低塑性的淬
碳素钢的焊接性随含碳量增加而恶化，因为含碳量较高的钢从焊接温度快速冷却下容易被淬硬。被淬硬的焊缝和热影响区因其塑性下降，在焊接应力容易产生裂纹。碳素钢被淬硬主要是在马氏体组织形成而引起，马氏体的数量受冷却速度影响，非常快的冷却速度可以产生100%的马氏体，从而可达到最高硬度。因此，焊接含砚较高的碳素钢时，就应当注意减缓冷却速度，使马氏体的数量减至最少。 焊接的冷却速度受焊接热输入、母材板厚和环境温度的影响。厚板或在低温条件下焊接，其冷却速度加快；预热或加大焊接线能量，可以降低冷却速度，减少裂纹产生。 碳素钢的碳含量增加到约0.15%以上时，对氢致裂纹尤其敏感。因此，焊接碳含量高于0.15%的碳素钢时，须注意减少氢的来源。例如大气中的水分，焊前对待焊部位及附近须清除油污、铁锈等。手弧焊时宜选用低氢焊条，在其它焊接方法中应制造低氢环境，以减少焊缝周围环境中的氢含量。 焊接碳素钢时产生裂纹的力学原因是结构的拘束力和不均衡的热应力。即使是不易淬硬的低碳钢，在受拘束力条件下采用了不正确的焊接程序，也会因这些应力过大而产生裂纹。 总之，对碳素钢的焊接，应针对其碳含量不同而采取相应的工艺措施。当含碳较低时，如低碳钢，应着重注意防止结构拘束应力和不均衡的热应力所引起的裂纹；当含碳量较高时，如高碳钢，除了防止因这些因为应力所引起的裂纹外，还要特别注意防止因淬硬而引起的裂纹。 焊接特点 低碳钢的含碳量低（≤0.25%），其它合金元素含量较少，故是焊接性最好的钢种。采用通常的焊接方法后，接头中不会产生淬硬组织或冷裂纹。只要焊接材料选择适当，便能得到满意的焊接接头。 用电弧焊焊接低碳钢时，为了提高焊缝金属的塑性、韧性、和抗裂性能，通常都是使焊缝金属的碳含量低于母材，依靠提高焊缝中的硅、锰含量和电弧所具有较高的冷却来达到与母材等强度。因此，焊缝金属会随着冷却速度的增加，其强度会提高，而塑性和韧性会下降。当厚板单层角焊缝时，焊角尺寸不宜过小；多层焊时，应尽量连续施焊；焊补表面缺陷时，焊缝应具有一定的尺寸，焊缝长度不得过短，必要时应采用100-150℃
钢材焊接施工方案 我单位承建的全区供电工程中,存在大量电缆桥架。电缆桥架制作过程中存在大量焊接工作,施工中主要采用手工电弧焊连接方法。为了规范施工工艺，确保焊接质量，满足设计要求，必须按照此方案操作。 一、手工电弧焊 1、材料及主要机具: （１）主材：各种满足使用要求的槽钢、角钢、工字钢。主材必须有出场质量证明书。 (2）焊条：焊条的牌号应符合设计规定。如设计无规定时,应符合表4-1４的要求，焊条质量应符合以下要求: A、药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷，并不得有肉眼有看得出的偏心度。 B、焊接过程中，电弧应燃烧稳定，药皮熔化均匀，无成块脱落现象。 C、焊条必须根据焊条说明书的要求烘干后才能使用。 D、焊条必须有出厂合格证。 钢筋电弧焊使用的焊条牌号表4-１4 (3)弧焊机、焊接电缆、电焊钳、面罩、堑子、钢筋丝刷、锉刀、榔头、钢字码等。
2、作业条件： （1）焊工必须持有考试合格证。 (2）帮条尺寸、坡口角度、钢筋端头间隙、接头位置以及钢筋轴线应符合规定。 (3)电源应符合要求。 (4）作业场地要有安全防护设施、防火和必要的通风措施,防止发生烧伤、触电、中毒及火灾等事故。 （5）熟悉图纸，做好技术交流。 四、操作工艺: 1、工艺流程 检查设备——选择焊接参数——试焊作模拟试件——送试——确定焊接参数——施焊——质量检验 2、检查电源、焊机及工具。焊接地线应与钢筋接触良好,防止因起弧而烧伤钢筋。 3、选择焊接参数。根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置,选择适宜的焊条直径、焊接层数和焊接电流,保证焊缝与钢筋熔合良好。 4、试焊、做模拟试件。在每批主材正式焊接前，应焊接3个模拟试件做拉力试验，经试验合格后，方可按确定的焊接参数成批生产。 ５、施焊操作: (1）引弧:带有垫板或帮条的接头，引弧应在钢板或帮条上进行。无钢筋垫板或无帮条的接头，引弧应在形成焊缝的部位,防止烧伤主筋。 （2）定位：焊接时应先焊定位点再施焊。 （3)运条：运条时的直线前进、横向摆动和磅进焊条三个动作要协调
低碳钢的焊接性与焊接缺陷分析 低碳钢焊接性好，几乎可以选择所有的焊接方法，并能保证焊接接头的良好质量，但也存在一些缺陷。本文分析了低碳钢的焊接性和常见焊接缺陷，并针对各种焊接缺陷提出了预防措施。 标签：低碳钢;焊接性;焊接缺陷 引言：低碳钢的碳含量较低，合金元素锰和硅的含量亦不高。总的来说，其焊接性良好，不会因焊接热周期的快速冷却，引起淬硬而使组织脆化。因此，在焊接板厚小于70mm的焊件时，焊前不需预热，不必严格保持层间温度。除了锅炉、压力容器等重要的焊接结构外，焊后不必作消除应力处理，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性能优良。当采用高热输入焊接法焊接低碳钢时，也会出现各种问题。 一、关于低碳钢的焊接性 一是焊接方法多样。低碳钢焊接性好，几乎可以选择所有的焊接方法，并能保证焊接接头的良好质量，例如氧乙炔、焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、电渣焊、等离子弧焊、电阻焊、摩擦焊和钎焊等。近年来新开发的一些高效、高质量的焊接方法和焊接工艺也在低碳钢焊接中得到了广泛应用，例如高效率铁粉焊条和重力焊条电弧焊、氩弧焊封底-快速焊剂埋弧焊、窄间隙埋弧焊、药芯焊丝气体保护焊等。 二是焊接材料选用范围多。低碳钢焊接时选择材料应遵循等强度匹配的原则，也就是根据母材强度等级及工作条件来选择焊接材料。低碳钢结构通常使用抗拉强度平均值为420MPa的钢材，而E43xx系列焊条熔敷金属的抗拉强度不低于420MPa，在力学性能上正好与之相互匹配。这一系列焊条有多种型号，可根据具体情况选用。 二、低碳钢施焊工艺要点 低碳钢焊接时一般不需要特殊的工艺措施，但在工件厚度较大或环境温度较低（T≤0℃）时，会因冷却速度加快而导致接头裂纹倾向增加，例如在焊接直径大于3000mm且壁厚不小于50mm的结构，焊接壁厚不小于90mm的第一道焊道，受壓容器壁厚不小于20mm时的焊缝等均有可能产生裂纹，因此焊接时应采取如下工艺措施： 1）焊前预热，焊接时保持道间温度。预热温度根据实践经验和实验结果来确定，不同产品的预热温度有所不同。 2）采用低氢或超低氢型焊接材料。
【组织教学】 1、点名检查学生出勤情况； 2、强调课堂纪律。 【作业点评】 1、上次作业质量情况； 2、对出现问题较多的进行课堂 纠正。 【复习提问】 1、什么是焊接? 有哪些种类? 2、碳素钢按含碳量分为几种？【相关工艺】 钢的焊接性 1．焊接性概念 金属的焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性。主要是指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 它包括两方面的内容：
（1）接合性能即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性。 (2)使用性能即在一定的焊接工艺条件下，一定金属的焊接接头对使用要求的适应性。 2．影响焊接性的因素 金属材料焊接性的好坏主要决定于材料的化学成分，而且与结构的复杂程度、刚性、焊接方法、采用的焊接材料、焊接工艺条件及结构的使用条件也有密切关系。 (1)材料因素材料因素包括焊件本身和使用的焊接材料，如手工电弧焊时的焊条，埋弧焊时的焊丝和焊剂，气体保护焊时的焊丝和保护气体等。它们在焊接时都参与熔池或半熔化区内的冶金过程，直接影响焊接质量。母材或焊接材料选用不当时，会使焊缝金属化学成分不合格，力学性能和其他使用性能降
低，还会出现气孔、裂纹等缺陷。由此可见，根据焊件正确选用焊接材料是保证焊接性良好的重要环节，必须十分重视。 (2)工艺因素对于同一焊件，当采用不同的焊接工艺方法和工艺措施时，所表现的焊接性也不同。例如，钛合金对氧、氮、氢极为敏感，用气焊和手工电弧焊不可能焊好，而用氩弧焊或真空电子束焊，由于能防止氧、氮、氢等侵入焊接区，比较容易焊接。 焊接方法对焊接性的影响，首先表现在焊接热源能量密度大小、温度高低及热输入量的多少。如对于有过热敏感的高强钢，从防止过热出发，适宜选用窄间隙焊接、等离子弧焊接、电子束焊接等方法，以改善焊接性。相反，对于焊接时容易产生白口组织的灰铸铁，从防止白口出发，应选用气焊、电渣焊等方法。