钢铁的焊接性能

1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。

硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。

含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。

硅量增加，会降低钢的焊接性能。

3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。

锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。

5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。

使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。

硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。

在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。

铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。

常用金属材料的焊接性焊接是指将两个或多个金属材料通过加热或施加压力等方式连接在一起的工艺。

常用的金属材料包括钢铁、铝、铜、镍、钛等。

这些金属材料在焊接时拥有不同的特性和焊接性能。

下面将针对常见金属材料的焊接性进行详细介绍。

1.钢铁焊接性钢铁是最常见的金属材料之一，其焊接性能较好。

在钢铁焊接中常用的方法包括电弧焊、气焊、激光焊等。

其中，电弧焊是最常见的焊接方法，在焊接钢铁时通常使用熔化电极和熔化极性相同的焊条。

钢铁的焊接性能取决于其成分、组织结构以及焊接方法等因素。

2.铝焊接性铝是一种常见的轻金属，其焊接性能较差。

由于铝的氧化膜容易形成，这会降低焊接接头的强度和质量。

为了提高铝的焊接性能，可以采用预处理、焊接保护气体等方法。

常见的铝焊接方法有气焊、TIG焊等。

在气焊中需要使用钡剂等预处理剂来清除氧化膜，而TIG焊则可以通过惰性气体的保护来减少氧化膜的生成。

3.铜焊接性铜是一种良好的导电材料，其焊接性能较好。

常见的铜焊接方法有气焊、TIG焊、电弧焊等。

在铜焊接中，氧化膜的清除很重要，可以使用钝化剂等预处理剂来清除氧化膜。

TIG焊和电弧焊是常用的铜焊接方法，可以通过选择合适的焊接材料和控制焊接参数来获得理想的焊接接头。

4.镍焊接性镍是一种耐腐蚀性较好的金属材料，其焊接性能较好。

常见的镍焊接方法有电弧焊、TIG焊等。

镍焊接时，需要注意选择合适的焊接材料和适当的焊接参数来获得理想的焊接接头。

在镍焊接中，尤其需要注意焊接电缆和接地端之间的电气连接，以避免电弧腐蚀。

5.钛焊接性钛是一种重要的结构材料，其焊接性能较好。

常用的钛焊接方法有电弧焊、激光焊等。

在钛焊接中，需要注意选择合适的焊接材料和适当的焊接参数，以避免产生气泡和裂纹等缺陷。

此外，钛焊接还需要进行保护气体的控制，以避免氧化等不良影响。

综上所述，常用金属材料的焊接性能因成分、组织结构以及焊接方法等因素的不同而有所差异。

了解和掌握这些材料的焊接性能对于实际应用和工程设计具有重要意义，能够确保焊接接头的质量和可靠性。

碳当量计算小结主要描述了碳当量的定义和一些计算公式，自己编程实现，为以后应用提供方便。

并收集下载了 一些相关文献参考。

钢铁材料的焊接性能一般是指焊缝及热影响区是否容易形成裂纹，焊接接头是否出现脆性等等。

由于很多高压管、罐、船体、桥梁等重要结构件都是用焊接方式连接起来的，一旦出现质量问题，将造成灾难性的事故。

如1943年，美国一个电站的蒸气管道，在500摄氏度温度下工作了5年，突然发生爆炸，经检查发现，断裂发生于焊缝热影响区。

因此材料的焊接性能一直是一个非常重要的工艺指标。

人们通过大量的实验结果，发现钢的焊接性能与其成分关系很大，尤其是碳含量。

当碳含量高时，焊接区容易产生裂纹，合金元素含量增加也容易产生开裂现象，因此可以用合金成分的"碳当量"概念来表示焊接性能的好坏 ，常用的碳当量[C]的经验计算公式为：[C]=C + Mn/6 + (Ni+Cu)/15 + (Cr+Mo+V)/5式中的元素符号代表这些元素在钢中的重量百分比 。

经验表明 ，当[C]小于0.4%时，钢材焊接冷裂倾向不大，焊接性良好 ；[C]在0.4%~0.6 %之间时，钢材焊接冷裂倾向较显著 ，焊接性较差，焊接时需要预热钢材和采取其它工艺措施来防止裂纹；当[C]大于0.6%时，钢材焊接冷裂严重，焊接性能很差，基本上不适合于焊接，或者只有在严格的工艺措施下和较高的预热温度下才能进行焊接操作。

为了得到较高的强度，一个最有效的办法就是提高钢中的碳含量，但由于碳含量高导致焊接性能降低，因此低合金高强钢必须是低碳的（一般小于含碳0.25%），如16Mn, 15MnVN ，20CrMnTi 等。

一些高碳的工具钢，如 T7~T13（含碳0.7~1.3%）和铸铁零件，通常是不能焊接的。

开发和使用高强度钢铁材料，用于制造工程结构件，必须考虑焊接性能 。

以下内容摘自[第14 卷第1期 材料开发与应用1999 年2月 经验交流]钢的碳当量就是把钢中包括碳在内的对淬硬、冷裂纹及脆化等有影响的合金元素含量换算成碳的相当含量。

16Mn 钢板与 Q235钢板焊接的实践刘金辉(邢台钢铁公司炼钢厂河北邢台 054027摘要 :分析了 16MN 钢板及其与 Q235钢板的焊接性能、异种金属焊接特点。

产生焊接缺陷的原因,从选材和焊接工艺上找出了控制焊接缺陷的方法。

关键词 :钢板:焊接:缺陷PRACTICE OF WELDING 16Mn AND Q235 STEEL PLATESHI Jian-qiang , WANG HUA, ZHAO Zhi-gang , LIU Jin-hui , HU Wei (steelworks , Xingtai Iron and Steel Company, hebei , 054027 Abstract :The welding properties of 16Mn and Q235 plate, the features of welding between different kingds of metal and the reason to bring the welding defects are analyzed , the method to control the defects found out from material selection and welding ptocess。

Key Words:steel plate; welding ; defect1、前言:16Mn 为 345Mpa 合金结构钢,是低合金钢中使用最广泛、生产量很大的钢种之一,这种钢具有良好的综合机械性能和工艺性能,与 A3、 15钢相比除具有同样好的塑性与焊接性外,屈服强度可提高 50%左右、耐大气腐蚀能力约提高 20— 35%,以及更高的低温冲击韧性。

这类钢在石油化工工业中被广泛应用于压力容器、石油储罐、锅炉管道。

邢钢炼钢厂在检修应用条件比较苛刻的设备构件时,往往用 16Mn 钢板替代普通 Q235钢板。

45号钢参数1. 化学成分：C：0.42-0.50%Si：0.17-0.37%Mn：0.50-0.80%S：≤0.035%P：≤0.035%2. 机械性能：屈服强度（σs）：≥450MPa抗拉强度（σb）：≥600MPa伸长率（δ）：≥14%断面收缩率：≥45％冲击韧性（岛氏V型）：≥63J（J/cm2）硬度：≤217HBW3. 焊接性能：45号钢具有良好的焊接性能，可以使用大部分常规的焊接方法，如电弧焊、气保焊、埋弧焊、激光焊等。

4. 用途：由于45号钢具有较高的屈服强度和抗拉强度，适用于生产高要求的轴类、受力件以及各种承压部件。

45号钢还广泛应用于机械制造、汽车制造、船舶制造等领域。

45号钢是一种常见的优质钢材，其机械性能和焊接性能都很优秀，适用范围广泛，受到了广泛的应用和认可。

除了前面提到的机械制造、汽车制造、船舶制造领域，45号钢在建筑材料、管道、金属制品等方面也有广泛的应用。

下面我们就一一介绍：1. 建筑材料将45号钢进行冷拔、冷轧、热轧等加工后，可以生产各种规格和形状的钢材，如板材、管材、角钢、梁等。

这些钢材广泛应用于建筑物的承重和支撑结构中，例如建筑柱、梁、桥梁和隧道结构等。

2. 管道45号钢的高强度和优良的焊接性能，使其成为制造管道的优质原材料。

45号钢制造的管道可用于输送天然气、石油和水等液体和气体。

3. 金属制品由于45号钢具有优良的机械性能和耐腐蚀性能，可以生产各种结构和形状的金属制品，如锻件、齿轮、螺丝、螺母、轴承、销、卡簧等，这些金属制品广泛应用于机械、汽车、机床和船舶等领域。

45号钢在众多工业领域中都有着广泛的应用，这种优质钢材的机械性能和耐腐蚀性能也得到了广泛的认可和使用。

由于45号钢适用性广泛，其生产和加工工艺也具有较高的技术要求。

我们需要继续对45号钢从材料设计、生产加工、质量控制等不同方面进行深入研究和优化，以更好地满足不同行业对于钢材的需求和要求。

我们也应该加强与其他国家的交流和合作，引进先进技术，提高我国的钢材生产和加工水平，推动钢材行业的发展和繁荣。

兰州工业学院毕业设计（论文）题目Q235钢的焊接性分析及焊接工艺评定系别材料工程学院专业焊接技术及自动化班级焊接11-2姓名学号指导教师（职称）日期2014年3月目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)1.1 碳钢简述 (3)1.2 Q235钢的化学成分分析 (4)1.3 Q235的机械性能 (4)1.4 本次设计实验技术路线图 (5)第二章Q235钢板的焊接 (6)2.1 板材厚度的选择 (6)2.2 焊接材料的选择 (6)2.3 焊接方法和焊接设备的选定 (6)2.4 焊焊前准备 (7)2.4.1 焊接接头形式及坡口准备 (7)2.4.2 工件共建表面的清理 (7)2.5 焊接工艺参数的制定 (8)2.5.1 焊条直径 (8)2.5.2 焊接电流 (8)2.5.3 焊接电压 (9)2.5.4 焊接层数 (9)2.6 焊接及焊后热处理 (10)2.6.1 防止裂纹的产生 (10)2.6.2 结晶裂纹的产生原因 (11)2.6.3 冷裂纹的防止措施 (12)2.6.4 严格控制氢的来源 (12)2.7 焊后热处理 (13)2.8 焊接时应注意的要点 (13)第三章Q235金属试样的制备 (15)3.1 取样 (15)3.2 粗磨 (15)3.3 细磨 (16)3.3.1 手工磨 (16)3.3.2 机械磨 (17)3.4 抛光 (17)3.5 浸蚀 (19)第四章试样组织观察及分析 (20)4.1 焊接接头组织 (20)4.2 试样的观察 (20)4.3 试样的分析 (21)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)外文文献及译文 28兰州工业学院毕业设计（论文）任务书材料工程系2014届焊接技术及自动化专业毕业设计（论文）任务书摘要Q235低碳钢在现代工业上应用十分广泛，本文主要针对Q235低碳钢板材的焊接工艺进行设计，通过经济和操作性两个方面的考虑，选用手工电弧焊进行焊接，焊接后变形小，缺陷少，焊接质量良好，当然最重要的是焊接工艺参数设计正确。

建筑钢材概述金属材料一般包括黑色金属和有色金属两大类。

在建筑工程中应用最多的钢材属于黑色金属。

建筑钢材包括钢结构用型钢（如钢板、型钢、钢管等）各钢筋混凝土用钢筋（如钢筋、钢丝等）。

钢材是在严格的技术控制条件下生产的，与非金属材料相比，具有品质均匀稳定、强度高、塑性韧性好、可焊接和铆接等优异性能。

钢材主要的缺点是易锈蚀、维护费用大、耐火性差、生产能耗大。

一、钢材的冶炼钢是由生铁冶炼而成。

生铁的冶炼过程是；将铁矿石、熔剂（石灰石）、燃料（焦炭）置于高炉中，约在1750℃高温下，石灰石志铁矿石中的硅、锰、硫、磷等经过化学反应，生成铁渣，浮于铁水表面。

铁渣和铁水分别从出渣口和出铁口排出，铁渣排出时用水急冷得水淬矿渣；排出生铁中含有碳、硫、磷、锰等杂质。

生铁又分为炼钢生铁（白口铁）和铸造生铁（灰口铁）。

生铁硬而脆、无塑性和韧性，不能焊接、锻造、轧制。

炼钢就是将生铁进行精练。

炼钢过程中，在提供足够氧气的条件下，通过炉内的高温氧化作用，部分碳被氧化成一氧化碳气体而逸出，其他杂质则形成氧化物进入炉渣中被除去，从而使碳的含量降低到一定的限度，同时把其他杂质的含量也降低到允许范围内。

所以，在理论上凡是含碳量在2%以下，含有害杂质较少的Fe-C合金都可称为钢。

根据炼钢设备的不同，常用的炼钢方法有空气转炉法、氧气转炉法、平炉法、电炉法。

二、钢材的分类钢材的品种繁多，分类方法很多，通常有按化学成分、质量、用途等几种分类方法。

钢的分类见表一，目前，在建筑工程中常用的钢种是普通碳素钢和普通低合金结构钢。

建筑钢材的主要技术性能钢材的技术性质主要包括力学性能（抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳和硬度等）和工艺性能（冷弯和焊接）两个方面。

一、力学性能1.拉伸性能拉伸是建筑钢材的主要受力形式，所以拉伸性能是表示钢材性能和选用的钢材的重要指标。

将低碳钢（软钢）制成一定规格的试件，放在材料试验机上进行拉伸试验，可以绘出如图一所示的应力—应变关系曲线。

冶金流程试题及答案高中一、单选题（每题2分，共20分）1. 铁矿石中主要的铁矿物是：A. 赤铁矿B. 磁铁矿C. 菱铁矿D. 黄铁矿答案：B2. 炼钢过程中，用于脱碳的元素是：A. 硅B. 锰C. 铬D. 镍答案：B3. 炼铁过程中，高炉内发生的还原反应主要是：A. 碳还原铁矿石B. 氢还原铁矿石C. 一氧化碳还原铁矿石D. 氮还原铁矿石答案：C4. 钢的强度和硬度主要取决于：A. 碳含量B. 硅含量C. 锰含量D. 硫含量答案：A5. 以下哪种合金元素可以提高钢的耐腐蚀性？A. 镍B. 铬C. 铜D. 锌答案：B6. 炼钢过程中，吹入氧气的主要目的是：A. 提高炉温B. 加速碳的燃烧C. 促进铁矿石的还原D. 增加炉渣的流动性答案：B7. 钢铁材料的热处理中，淬火后通常需要进行的下一步处理是：A. 正火B. 回火C. 退火D. 时效答案：B8. 在钢铁材料中，马氏体的形成温度通常在：A. 低于室温B. 室温至200℃C. 200℃至500℃D. 500℃以上答案：A9. 钢铁材料的焊接过程中，焊缝金属的强度通常：A. 高于母材B. 低于母材C. 等于母材D. 无法确定答案：B10. 钢铁材料的腐蚀主要是由哪种类型的腐蚀造成的？A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 物理腐蚀D. 微生物腐蚀答案：B二、多选题（每题3分，共15分）1. 以下哪些因素会影响钢铁材料的焊接性能？A. 碳含量B. 合金元素C. 焊接方法D. 焊接环境答案：ABCD2. 钢铁材料的热处理过程中，常见的热处理方法包括：A. 淬火B. 正火C. 退火D. 时效答案：ABCD3. 钢铁材料的腐蚀防护措施包括：A. 涂层保护B. 阴极保护C. 阳极保护D. 牺牲阳极保护答案：ABCD4. 钢铁材料的表面处理技术包括：A. 电镀B. 喷砂C. 氧化D. 磷化答案：ABCD5. 钢铁材料的强化方法包括：A. 冷加工B. 热处理C. 合金化D. 表面处理答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分）1. 钢铁材料的热处理可以显著改善其力学性能。