鋼材知識(shí):低碳鋼和中碳鋼的焊接
瀏覽： 發(fā)布日期：2016-12-30
低碳鋼包括普通低碳鋼、優(yōu)質(zhì)低碳鋼、低碳鍋爐鋼，以及低碳容器用鋼、橋梁用鋼等。含碳量低于0.25％。由于低碳鋼含碳量低，焊接性好，通常不需要采取特殊的工藝措施，就可以獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。低碳鋼焊接性的主要特點(diǎn)如下：
1．塑性好，淬火傾向小，焊縫近縫區(qū)不易產(chǎn)生冷裂紋。
2．一般焊前不需要預(yù)熱，但對(duì)于大厚度的結(jié)構(gòu)或在寒冷地區(qū)焊接時(shí)，需要將焊件預(yù)熱至150℃左右。
3．在焊接沸騰鋼時(shí)，由于鋼中雜質(zhì)硫、磷含量較多，有輕微產(chǎn)生裂紋的傾向。
4．如果火焰能率過大或焊接速度過慢等，會(huì)出現(xiàn)熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大的現(xiàn)象。
厚度1～3mm的低碳鋼薄板件的焊接，氣焊是首選的焊接方法。對(duì)于一般結(jié)構(gòu)，焊絲可用H08、H08A；對(duì)于重要結(jié)構(gòu)，焊絲可采用H08MnA、H15Mn。焊絲直徑應(yīng)根據(jù)板厚按表4—2選擇。低碳鋼的焊接，一般情況下不用氣焊熔劑，焊接時(shí)采用中性焰，要求乙炔的純度應(yīng)在94％以上，氧氣采用工業(yè)氧即可。乙炔消耗量可根據(jù)焊件厚度∮，按Q=(100～120)∮(L／h)計(jì)算。焊炬的型號(hào)和焊嘴號(hào)碼應(yīng)根據(jù)乙炔消耗量或焊接厚度按表1—6選擇。
二、中碳鋼的焊接
中碳鋼的含碳量在0.25％～0.60％之間，由于含碳量比低碳鋼高，因而焊接性較差。中碳鋼焊接性的主要特點(diǎn)如下：
1．含碳量越高、板厚越大，淬火的敏感性也越大，在焊縫金屬中容易產(chǎn)生熱裂紋，在熱影響區(qū)容易產(chǎn)生淬硬組織。
2．由于熔池中含碳量較高，在焊接過程中產(chǎn)生的一氧化碳(CO)就較多，因此焊縫容易產(chǎn)生氣孔。
3．如果焊件剛度較大，焊接工藝參數(shù)和焊接材料選用不當(dāng)，就容易產(chǎn)生冷裂紋。
對(duì)于中碳鋼的氣焊，預(yù)熱是焊接的主要工藝措施。尤其在焊接厚度、剛度較大的焊件時(shí)，更需要預(yù)熱，以避免產(chǎn)生冷、熱裂紋，從而改善焊接接頭的塑性。
通常厚度大于3mm的中碳鋼焊件，預(yù)熱溫度為250~350℃。在氣焊時(shí)，可直接用氣焊火焰進(jìn)行預(yù)熱。焊后要逐漸抬高焊嘴使其緩冷。
氣焊中碳鋼用的焊絲，要求其含碳量不得超過0.20％~0.25％。如果要求焊縫金屬具有較高的強(qiáng)度，可采用合金鋼焊絲，如H08Mn、H08MnA、H15MnA、H10MnNi、H12CrMoA及H18CrMoA等。
中碳鋼的熔點(diǎn)與低碳鋼相比較低，所以在焊接中碳鋼時(shí)的火焰能率要比焊接低碳鋼時(shí)小10％～15％，并且火焰焰芯末端與熔池的距離應(yīng)保持在3～5mm為宜，以避免母材過熱。施焊一般采用左焊法。焊后可用小錘錘擊焊縫，以提高焊縫的機(jī)械性能。
下面以焊接Φ38×2.5mm中碳鋼管為例說明其焊接工藝過程：
1．焊前準(zhǔn)備，將管子端部制成坡口角度為70°左右的V形坡口，并做好焊接接頭處的清理工作。
2．選用Φ3mm、H08MnA的焊絲，H01～6型焊炬、2號(hào)焊嘴、中性焰。
3．焊前預(yù)熱，用氣焊火焰將管子待焊處周圍稍加預(yù)熱，再進(jìn)行焊接。
4．操作要點(diǎn)，焊接時(shí)采用左焊法。火焰焰芯距離熔池保持3～4mm。焊嘴沿坡口間隙作輕微的往復(fù)擺動(dòng)前移，不作橫向擺動(dòng)。在開始焊接時(shí)，焊嘴傾角可大些，約45°。形成熔池后焊嘴傾角減小至30°左右，保持這一角度向前旋焊。焊絲應(yīng)快速均勻填加，以減少母材熔化。焊接速度要求盡量快些，多層焊，每層焊縫應(yīng)連續(xù)焊完，注意中間盡量不要停頓。
5．焊完后，用氣焊火焰將接頭周圍均勻加熱至暗紅色(600～680℃)，再慢慢抬高焊嘴，用外焰烘烤接頭使其緩冷，以減少焊接殘余應(yīng)力
