机械焊接技术

机械焊接技术1

什么是焊接性？试述碳钢的焊接性。焊接性是指材料在限制的施工前提下焊接成按规定设计要求的构件，并知足预定服役要求的才能。焊接性受材料、焊接方法、构件类型及应用要求四个身分的阻碍。碳钢是以铁元素为差不多的，铁碳合金，碳为合金元素，其碳的质量分数不跨过1%，此外，锰的质量分数不跨过1.2%，硅的质量分数不跨过0.5%，后两者皆不作为合金元素。其它元素如Ni、Cr、Cu等均操纵在残存量的限度以内，更不作为合金元素。杂质元素如S、P、O、N等，依照钢材品种和等级的不合，均有严格限制。是以，碳钢的焊接性重要取决于含碳量，跟着含碳量的增长，焊接性逐步变差，个中以低碳钢的焊接性最好，见表1。表1

碳钢焊接性与含碳量的关系名

称碳的质量分数（%）典范硬度典范用处焊接性低碳钢≤0.1560HRB专门板材和型材薄板、带材、焊丝优0.15～0.2590HRB构造用型材、板材、棒材良中碳钢0.25～0.6025HRC机械部件和对象

中（需预热、后热，举荐应用低氢焊接方法）高碳钢≥0.6040HRC弹簧，模具，钢轨

劣（需预热、后热，必须应用低氢焊接方法）2

什么是碳当量？碳钢的碳当量若何运算？把钢中合金元素（包含碳）的含量按其感化换自成碳的相当含量，称为该种钢材的碳当量，可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。碳钢中的元素除C外，主假如Mn和Si，它们的含量增长，焊接性变差，但其感化不及碳强烈。国际焊接学会举荐的碳当量公式为

Mn

Cu+Ni

Cr+Mo+V

CE（IIW）=C+──

+────+──────

（质量分数）（%）

6

15

5跟着碳当量值的增长，钢材的焊接性会变差。当CE值大年夜于0.4%～0.6%时，冷裂纹的敏锐性将增大年夜，焊接时须要采取预热、后热及用低氢型焊接材料施焊等一系列工艺方法。3

应用碳当量值评判钢材焊接性有何局限性？碳当量值只能在必定范畴内，对钢材概括地、相对地评判其焊接性，这是因为：1）假如两种钢材的碳当量值相等，然则含碳量不等，含碳量较高的钢材在施焊过程中轻易产生淬硬组织，其裂纹偏向明显比含碳量较低的钢材来得大年夜，焊接性较差。是以，当钢材的碳当量值相等时，不克不及算作焊接性就完全雷同。2）碳当量运算值只表达了化学成分对焊接性的阻碍，没有推敲到冷却速度不合，能够获得不合的组织，冷却速度快时，轻易产生淬硬组织，焊接性就会变差。3）阻碍焊缝金属组织从而阻碍焊接性的身分，除了化学成分和冷却速度外，还有焊接轮回中的最高加热温度和在高温逗留时刻等参数，在碳当量值运算公式中均没有表示出来。是以，碳当量值的运算公式只能在必定的钢种范畴内，概括地、相对地评判钢材的焊接性，不克不及作为精确的评定指标。4

试述低碳钢的焊接性。因为低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，因此，平日情形下可不能因焊接而产生严峻硬化组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度优胜，焊接时，一样不需预热、操纵层间温度和后热，焊后也不必采取热处理改良组织，全部焊接过程不必采取专门的工艺方法，焊接性优良

。但在少数情形下，焊接时也会显现困难：1）采取旧冶炼方法临盆的转炉钢含氮量高，杂质含量多，从而冷脆性大年夜，时效敏锐性增长，焊接接头质量降低，焊接性变差。2）沸腾钢脱氧不完全，含氧量较高，P等杂质分布不均，局部地区含量会超标，时效敏锐性及冷脆敏锐性大年夜，热裂纹偏向也增大年夜。3）采取质量不相符要求的焊条，使焊缝金属中的碳、硫含量过高，会导致产生裂纹。如某厂采取酸性焊条焊接Q235－A钢时，因焊条药皮中锰铁的含碳量过高，会引起焊缝产生热裂纹。4）某些焊接方法会降低低碳钢焊接接头的质量。如电渣焊，因为线能量大年夜，会使焊接热阻碍区的粗晶区晶粒长得十分粗大年夜，引起冲击韧度的严峻降低，焊后必须进行细化晶粒的正火处理，以进步冲击韧度。总之，低碳钢是属于焊接性最好、最轻易焊接的钢种，所有焊接方法都能有用于低碳钢的焊接。5

低碳钢焊接时，若何精确地选用焊接材料？⑴手弧焊焊条的选用

常用低碳钢Q235的抗拉强度平均值为417.5MPa，依照等强度原则，与之匹配的焊条应为E43系列。几种不合钢号的低碳钢手弧焊时焊条的选用，见表2。表2

低碳钢手弧焊时焊条的选用钢

号一样构造选用的焊条型号动载荷、复杂、厚板构造，锅炉受压容器，低温焊接选用的焊条型号施

焊

条

件Q235E4313，E4303，E4301，E4320，E4311E4316，E4315（E5016，E5015）一样不预热Q255一样不预热Q275E4316，E4315E5016，E5015厚板构造预热150℃以上08、10、15、20E4303，E4301，E4320，E4311E4316，E4315（E5016，E5015）一样不预热25E4316，E4315E5016，E5015厚板构造预热150℃以上20g，22gE4303，E4301E4316，E4315（E5016，E5015）厚板构造预热100～150℃20RE4303，E4301E4316，E4315（E5016，E5015）一样不预热注：表中括弧内的焊条型号表示能够代用。⑵埋弧焊焊丝和焊剂的匹配选用

低碳钢埋弧焊时焊丝和焊剂的匹配选用，见表3。表3

低碳钢埋弧焊焊丝与焊剂的匹配选用钢

号焊

丝焊

剂Q234H08AHJ430HJ431Q255H08AQ275H08MnA15、20H08A，H08MnAHJ430HJ431HJ33025H08MnA，H10Mn220g，22gH08MnA，H08MnSi，h10Mn220RH08MnA⑶CO2焊丝的选用

实芯焊丝选用商标为H08Mn2Si和H08Mn2SiA两种，焊后熔敷金属强度偏高。药芯焊丝选用商标为YJ502-1、YJ506-2、YJ506-3、YJ506-4。⑷电渣焊焊丝和焊剂的匹配选用

电渣焊熔池温度比埋弧焊低，因此焊剂中的硅、锰还原感化弱，应选用含锰、含硅量较高的焊丝。常选用H10Mn2、H10MnSi焊丝合营焊剂HJ360或H10MnSi焊丝合营焊剂HJ431。6

低碳钢在低温下若何施焊？严冬前提下焊接低碳钢构造时，因为焊接接头的冷却速度快，使裂纹偏向增大年夜，专门是厚大年夜构造的第一道焊缝轻易开裂，为此必须采取如下工艺方法：1）焊前预热，焊接过程中严格保持层间温度不该低于预热温度。2）采取低氢或超低氢焊接材料。3）定位焊时加大年夜焊接电流，减慢焊接速度，恰当增长定位焊缝的截面积和长度，须要时进行预热。4）整条焊缝应尽量连续焊完，幸免中断。5）不该坡口面以外的母材长进行引弧，熄弧时需填满弧坑。6）尽可能不在低温前提下进行弯板、改正和装配焊件。各类金属构造低温焊接时的预热温度见表4。管道、压力容器低温焊接时的预热温度见表5。表4

低碳钢金属构造低温焊接的预热温度焊件厚度（mm）在各类气温下的预热温度＜3031～5051～70不低于－30℃时不预热；低于－30℃时预热100～150℃不低于－10℃时不预热；低于－10℃时预热100～150℃不低于0℃时不预热；低于0℃时预热100～150℃表5

低碳钢管道、压力容器低温焊接的预热温度焊件厚度（mm）在各类气温下的预热温度＜1617～3031～4041～50不低于－30℃时不预热；低于－30℃时预热100～150℃不低于－20℃时不预热；低于－20℃时预热100～150℃不低于－10℃时不预热；低于－10℃时预热100～150℃不低于0℃时不预热；低于0℃时预热100～150℃7

试述中碳钢的焊接性。中碳钢的碳的质量分数为0.25%～0.60%。当碳的质量分数接近0.25%而含锰量不高时，焊接性优胜。跟着含碳量的增长，焊接性逐步变差。假如碳的质量分数为0.45%阁下而仍按焊接低碳钢常用的工艺施焊时，在热阻碍区可能会产生硬脆的马氏体组织，易于开裂，即形成冷裂纹。焊接时，相当数量的母材被熔化进入焊缝，使焊缝的含碳量增高，促使在焊缝中产生热裂纹，专门是当硫的杂质操纵不严时，更易显现。这种裂纹在弧坑处更为敏锐，分布在焊缝中的热裂纹因此与焊缝的鱼鳞状波浪线相垂直，见图1。8

中碳钢焊接时，若何精确地选用焊条？中碳钢的焊接今朝大年夜都采取手弧焊。为进步焊接接头的抗裂性，应选用低氢型焊条。个别情形下，也可采取钛钙型和钛铁矿型酸性焊条，但现在应采取严格的工艺方法，如焊前预热、削减熔合比（降低焊缝含碳量）等。中碳钢手弧焊时焊条的选用，见表6。表6

中碳钢手弧焊时焊条的选用钢

号焊件含碳量（%）焊接件焊件力学机能（≥）选用焊条型号σs（MPa）σb（MPa）δ（%）ф（%）αK（J）不要求等强度要求等强度35ZG270～5000.32～0.400.31～0.40一样一样315270530500201845255522E4303，E4301E4316，E4315E5016，E501545ZG310～5700.42～0.500.41～0.50较差较差355310600570161540213915E4303，E4301E4316，E4315E5016，E5015E5016，E501555ZG340～3400.52～0.600.51～0.60专门差专门差38034064564013103518—10E4303，E4301E4316，E4315E5016，E5015E5016，E5015专门情形下，中碳钢焊接时可采取铬镍不锈钢焊条，如E0-19-10-16（A102）、E0-19-10-5（A107）、E1-23-13-16（A302）、E1-23-13-15（A307）、E2-26-21-16（A402）、E2-26-21-15（A407）等，因奥氏体焊缝金属的塑性优胜，能够减小焊接接头应力，即使焊件焊前不预热，也可幸免热阻碍区产生冷裂纹。9

试述中碳钢的焊接工艺要点。⑴预热

预热有利于减低中碳钢热阻碍区的最高硬度，防止产生冷裂纹，这是焊接中碳钢的重要工艺方法，预热还能改良接头塑性，减小焊后残存应力。平日，35和45钢的预热温度为150～250℃含碳量再高或者因厚度和刚度专门大年夜，裂纹偏向大年夜时，可将预热温度进步至250～400若焊件太大年夜，整体预热有困难时，可进行局部预热，局部预热的加热范畴为焊口两侧各150～200mm。⑵焊条

前提许可时优先选用碱性焊条。⑶坡口情势

将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。假如是铸件缺点，铲挖出的坡口外形应油滑，其目标是削减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

因为母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%阁下，因此第一层焊缝焊接时，应尽量采取小电流、慢焊接速度，以减小母材的熔深。⑸焊后热处理

焊后最好对焊件急速进行清除应力热处理，专门是关于大年夜厚度焊件、高刚性构造件以及严格前提下（动载荷或冲击载荷）工作的焊件更应如斯。清除应力的回火温度为600～650℃若焊后不克不及进行清除应力热处理，应急速进行后热处理。10

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年夜于0.60%时，焊后的硬化、裂纹敏锐偏向更大年夜，是以焊接性极差，不克不及用于制造焊接构造。常用于制造须要更硬度或耐磨的部件和零件，其焊接工作主假如焊补修复。⑵焊条选用

因为高碳钢的抗拉强度大年夜都在675MPa以上，因此常用的焊条型号为E7015、E6015，对构件构造要求不高时可选用E5016、E5015焊条。此外，亦可采取铬镍奥氏体钢焊条进行焊接。⑶焊接工艺1）因为高碳钢零件为了获得高硬度和耐磨性，材料本身都需经由热处理，因此焊前应先辈行退火，才能进行焊接。2）焊件焊前应进行预热，预热温度一样为250～350℃3）焊后焊件必须保温缓冷，并急速送入炉中在650℃11

低合金高强钢的碳当量若何运算？低合金高强钢碳当量的运算公式今朝以国际焊接学会（IIW）所举荐的CE和日本JIS标准所规定的Ceq应用最为广泛，其运算公式为Mn

Cr+Mo+v

Cu+Ni

CE（IIW）=C+──+─────+───

（质量分数）（%）6

5

15

Mn

Si

Ni

Cr

Mo

V

Ceq（JIS）=C+───+───+───+───+───+───

（质量分数）（%）

6

24

40

5

4

14式中，化学元素都表示该元素在钢中的质量分数，运算时，元素含量均取其成分范畴的上限。CE重要有用于文艺报非调质量低合金高强钢（σb=500～900MPa）焊接性的估算；Ceq重要有用于低碳钢调质钢和低合金高强钢（σb=500～1000MPa），但均有用于含碳量偏高的钢种（C的质量分数≥0.18%），这类钢化学成分的范畴如下C的质量分数为≤0.2%、Si≤0.55%、Mn≤1.5%、Cu≤0.5%、Ni≤2.5%、Cr≤1.25%、Mo≤0.7%、V≤0.1%和B≤0.006%。12

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，因为钢中合金元素含量较少，其焊接性优胜，接近于低碳钢。跟着钢中合金元素的增长，强度级别进步，钢的焊接性也逐步变差，显现的重要问题是：⑴热阻碍区的淬硬偏向

含碳时较少、强度级别较低的钢种，如09Mn2、09Mn2Si、09MnV钢等，淬硬偏向专门小。跟着强度级其余进步，淬硬偏向也开端加大年夜，如16Mn、15MnV钢焊接时，快速度冷却会导致在热阻碍区显现马氏体组织。⑵冷裂纹

低合金高强钢焊接时，热阻碍区的冷裂纹偏向加大年夜，同时这种冷裂纹往往具有延迟的性质，损害性专门大年夜。例如，材料为18MnMoNb钢壁厚115mm的一大年夜型容器，因为预热温度不敷，焊后在热阻碍区形成大年夜量冷裂纹。低合金高强钢的定位焊缝专门轻易开裂，其缘故是因为焊缝尺寸小、长度短、冷却速度快，这种开裂属于冷裂纹性质。⑶热裂纹

一样情形下，强度等级为294～392MPa的热轧、正火钢，热裂偏向较小，但在厚壁压力容器的高稀释率焊道（如根部焊道或接近坡口边沿的多层埋弧焊焊道）中也会显现热裂纹。电渣焊时，若母材的含碳量偏高并含镍时，电渣焊缝中可能会显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），焊接时热裂的敏锐性较大年夜。⑷粗晶区脆化

热阻碍区中被加热至1100℃13

试述低合金高强钢焊接时的重要工艺方法。⑴预热

预热是防止裂纹的有效方法，同时还有助于改良接头机能。但预热会恶化劳动前提，使临盆工艺复杂化，过高的预热温度还会降低接头韧性。是以，焊前是否须要预热以及预热温度切实事实上定应依照钢材的成分（碳当量）、板厚、构造外形、刚度大年夜小以及情形温度等决定。⑵焊接线能量的选择

含碳低的热轧钢（09Mn2、09MnNb钢等）以及含碳量偏下限的16Mn钢焊接时，因为这些钢的冷裂淬硬、脆化等偏向小，因此对焊接线能量没有严格的限制。焊接含碳量偏高的16Mn钢时，为降低淬硬偏向，焊接线能量应偏大年夜一点。关于含V、Nb、Ti的钢种，为降低热阻碍区粗晶脆化所造成的晦气阻碍，应选择较小的焊接线能量。如15MnVN钢的焊接线能量应操纵在40～45kJ/cm以下。关于碳及合金元素含量较高而屈从点为490MPa的正火钢（如18MnMoNb钢等），因淬硬偏向大年夜，应选择较大年夜的焊接线能量，但当采取焊前预热时，为了幸免过热偏向，能够适本地削减线能量。⑶后热及焊后热处理

后热是指焊接停止或焊完一条焊缝后，将焊件急速加热至150～250℃关于厚壁容器、高刚性的焊接构造以及一些在低温、耐蚀前提下工作的构件，焊后应及时进行清除应力的高温回火，其目标是清除焊接残存应力，改良组织。焊后急速进行高温回火的焊件，无需再进行后热处理。14

低合金高强钢焊接时，若何精确地选用焊接材料？总的原则是依照等强度的要求，即熔敷金属的强度等级应与母材在同一档次来选用焊接材料，具体选用，见表7。表7

低合金高强钢焊接材料的选用钢

号强度级别（MPa）手弧焊埋

弧

焊电

渣

焊CO2焊焊丝焊条焊剂焊丝焊剂焊丝09Mn209Mn2Si09MnV294E43HJ430HJ431SJ301H08AH08MnAH10MnSiH08Mn2SiH08Mn2SiA16Mn16MnCu14MnNb343E50SJ501薄板：H08A

H08MnAHJ431HJ360H08MnMoAH08Mn2SiH08Mn2SiAYJ502-1YJ502-3YJ506-4HJ431HJ430SJ301中板开坡口对接开I形坡口对接H08MnAH10Mn2HJ350厚板深坡口H10Mn2H08MnMoA15MnV15MnVCu16MnNb392E50E55HJ430HJ431开I形坡口对接H08MnA中板开坡口对接H10Mn2H10MnSiHJ431HJ360H10MnMoH08Mn2MoVAH08Mn2SiH08Mn2SiAHJ250HJ350SJ101厚板深坡口H08MnMoA15MnVN15MnVNCu15MnVTiRe441E55E60SJ431H10Mn2HJ431HJ360H10MnMoH08Mn2MoVAH08Mn2SiH08Mn2SiAHJ350HJ250SJ101H08MnMoAH08Mn2MoA18MnMoNb14MnMoV14MnMoVCu490E60E70HJ250HJ350SJ101H08Mn2MoAH08Mn2MoVAH08Mn2NiMoHJ431HJ360H10Mn2MoAH10Mn2MoVAH10Mn2NiMoAH08Mn2SiMoA15

试述16Mn钢的焊接工艺。16Mn钢属于碳锰钢，碳当量为0.345%～0.491%，屈从点等于343MPa（强度级别属于343MPa级）。16Mn钢的合金含量较少，焊接性优胜，焊前一样不必预热。但因为16Mn钢的淬硬偏向比低碳钢稍大年夜，因此在低温下（如冬季露天功课）或在大年夜刚性、大年夜厚度构造上焊接时，为防止显现冷裂纹，需采取预热方法。不合板厚及不合情形温度下16Mn钢的预热温度，见表8。16Mn钢手弧焊时应选用E50型焊条，如碱性焊条E5015、E5016，关于不重要的构造，也可选用酸性焊条E5003、E5001。对厚度小、坡口窄的焊件，可选用E4315、E4316焊条。表8

焊接16Mn钢的预热温度焊件厚度

（mm）不合气温下的预热温度计（℃）16以上16～2425～4040以上不低于－10℃不预热，－10℃以下预热100～150℃不低于－5℃不预热，－5℃以下预热100～150℃不低于0℃不预热，0℃以下预热100～150℃均预热100～150℃16Mn钢埋弧焊时H08MnA焊丝合营焊剂HJ431（开I形坡口对接）或H10Mn2焊丝合营焊剂HJ431（中板开坡口对接），当需焊接厚板深坡口焊缝时，应选用H08MnMoA焊丝合营焊剂HJ431。16Mn钢是今朝我国应用最广的低合金钢，用于制造焊接构造的16Mn钢均为16MnR和16Mng钢。16

试述18MnMoNb钢的焊接工艺。18MnMoNb钢的屈从点等于490MPa（属于490MPa级钢），因为碳及合金钢元素的含量都较高，因此淬火硬偏向及冷裂偏向均比16Mn钢大年夜。焊接工艺要点：1）除电渣焊外，焊前对焊件应采取预热方法，预热温度操纵在150～180℃。关于刚度较大年夜的接头，预热温度应进步至180～230℃。焊后或中断焊接时，应急速进行250～2）焊接材料的选用，见表7。3）为包管接头机能和质量，应恰当操纵焊接线能量，如手弧焊时，焊接线能量应操纵在24kJ/cm以下；埋弧焊时，焊接线能量应操纵在35kJ/cm以下。但焊接线能量不克不及过小，不然焊接接头易显现淬硬组织和降低韧性。同时，层间温度应操纵在预热温度和300℃4）焊后应进行热处理。电渣焊接头热处理的方法是900～980℃正火加630～670℃回火。手弧焊及埋弧焊接头进行清除焊接残存应力的高温回火处理，回火温度比一样钢材回火温度低17

试述低温用钢的焊接工艺。工作温度等于或低于－20℃的低碳素构造钢和低合金钢称为低温用钢，其商标及成分，见表9。对低温用钢的重要要求是应包管在应用温度下具有足够的塑性及抗击脆性破坏的才能。表9

低温容器用钢的商标及成分钢

号化学成分（质量分数）（%）CMnSiVTi16MnDR09MnTiCuREDR09Mn2VDR06MnNbDR≤0.20≤0.12≤0.12≤0.071.20～1.601.40～1.701.40～1.701.20～1.600.20～0.60≤0.400.20～0.050.17～0.370.04～0.100.03～0.08钢

号化学成分（质量分数）（%）CuNbRESP≤16MnDR09MnTiCuREDR09Mn2VDR06MnNbDR0.20～0.400.02～0.050.15(参加量)0.0350.0350.0350.0300.0350.0350.0350.030低温用钢因为含碳量低,淬硬偏向和冷裂偏向小，因此焊接性优胜。焊接时，为幸免焊缝金属及热阻碍区形成粗晶组织而降低低温韧性，要求采取小的焊接线能量，焊接电流不宜过大年夜，宜用快速多道焊以减轻焊道过热，并经由过程多层焊的重热感化细化晶粒，多道焊时要操纵层间温度不得过高，如焊接06MnNbDR低温用钢时，层间温度不得大年夜于300℃。焊接低温用钢的焊条，见表10。表10

焊接低温用钢焊条焊

条

牌

号焊条型号主

要

用

途J506GJ507GRW707W707NiW907NiW107NiE5016GE5015GTW70-7CuE5515C1E5515C2TW10-7Cu焊接－40℃工作的16MnDR钢焊接－70℃工作的09Mn2V及09MnTiCuRe钢焊接－70℃工作的低温钢及2.5%Ni钢焊接－90℃工作的3.5%Ni钢焊接－100℃工作的06MnNb、06AINbCuN及3.5%Ni钢低温用钢焊后可进行清除应力热处理，以降低焊接构造的脆断偏向。18

试述珠光体耐热钢的焊接工艺。高温下具有足够的强度和抗氧化性的钢称为耐热钢，以Cr、Mo为重要合金元素的低合金耐热钢，基体组织是珠光体（或珠光体+铁素体）称为珠光体耐热钢，常用钢号有15CrMo、12CrMoV、12Cr2MoWVTiB、14MnMov、18MnMoNb、13MnNiMoNb。因为珠光体耐热钢中含有必定量的Cr、Mo和其它一些合金元素，因此热阻碍区会产生硬脆的马氏体组织，低温焊接或焊接刚性较大年夜的构造时，易形成冷裂纹。是以在焊接时应采取以下几项工艺方法：⑴预热

预热是焊接珠光体耐热钢的重要工艺方法。为了确保焊接质量，不论在定位焊或正式施焊过程中，焊件都应预热并保持为80～150℃用氩弧焊打底和CO2⑵焊后缓冷

焊后应急速用石棉布覆盖焊缝及热阻碍区，使其迟缓冷却。⑶焊后热处理

焊后应急速进行高温回火，防止产生延迟裂纹、清除应力和改良组织。焊后热处理温度应幸免在350～500℃温度区间内进行，因珠光体耐热钢在该温度区间内有强烈的加火脆性现象。几种常用珠光体耐热钢的焊后热处理温度见表11表11

珠光体耐热钢焊后热处理温度钢

号需热处理厚度（mm）焊后高温回火温度（℃）15CrMo12Cr1MoV20CrMo12Cr2MoWVB12Cr3MoVSiTiB＞10＞6任何厚度任何厚度任何厚度680～700720～760720～760760～780740～78019

珠光体耐热钢焊接时，若何精确地选用焊接材料？总的原则是依照化学成分的要求，即熔敷金属的化学成分应与母材相当来选用焊接材料。具体选用，见表12。表12

珠光体耐热钢焊接材料的选用钢

号手

弧

焊埋

弧

焊气体爱护焊焊条商标焊条型号焊丝与焊剂匹配焊丝商标15CrMoR307E5515-B2H08CrMoA+IIJ350H08CrMnSiMo12CrMoVR317E5515-B2-VH08CrMoV+HJ350H08CrMnSiMoVCr2MoR407E6015-B3H08Cr3MoMnA+hJ350H08Cr3MoMnSi12CrMoWV-TiBR347E5515-B3-VWBH08Cr2MoWVNbB+HJ250H08Cr2MnWVNbB14MnMoV18MnMoNbJ606J607E6016-D1E6015-D1H08Mn2MoA+HJ350H08Mn2SiMo13MnNiMoNbJ607NiE6015GH08Mn2NiMo+HJ350H08Mn2NiMoSi原则上，各类金属都能进行焊接，但金属本身固有的差不多机能，还不克不及直截了当注解它在焊接时会显现什么问题以及焊接后接头机能是否能知足应用要求，因此，金属材料对焊接加工的适应性用焊接性来衡量。

1．焊接性概念

金属的焊接性是指在必定的焊接工艺前提下，获得优质焊接接头的难易程度。其内容包含两个方面：一是金属在经受焊接加工时对缺点的敏锐性，即工艺焊接性；二是焊成的接头在应用前提下靠得住运行的才能，即应用焊接性。

1）工艺焊接性

工艺焊接性是一个相对的概念，假如一种金属能够在专门简单的工艺前提下焊接而获得无缺的接头，能够或许知足应用要求，就能够说是焊接性优胜。反之，假如必须包管专门复杂的工艺前提，如高温预热、焊后复杂热处理等，或所焊的接头在机能上不克不及专门好地知足要求，就能够认为焊接性差。工艺焊接性确实是指金属在必定的工艺前提下，能获得优质焊接接头的才能。它不是金属本身固有的机能，而是随焊接前提的变更而变更。

2）应用焊接性

应用焊接性是指全部焊接接头或整体构造知足技巧前提规定的应用机能的程度。包含力学机能、缺口敏锐性、耐腐化性等。

2．焊接性实验方法

评判焊接性的方法是多种多样的，每一种实验方法差不多上从某一特定的角度来考察或说明焊接性的某一方面。是以，往往须要进行一系列的实验才可能较周全地说明焊接性，从而有助于确信焊接方法、焊接材料、工艺规范及须要的工艺方法等。

焊接性实验的内容重要有：热裂纹实验、冷裂纹实验、脆性实验、应用机能实验等。事实上施的方法分仿照、实焊、理论运算三大年夜类。最常用的是斜Y坡口裂纹实验、插销实验、刚性固定对接裂纹实验、可变拘谨裂纹实验、碳当量法等。金属材料的可焊性是指被焊金属在采取必定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及构造型式前提下，获得优质焊接接头的难易程度。

钢材可焊性的重要身分是化学成分。在各类元素中，碳的阻碍最明显，其它元素的阻碍可折合成碳的阻碍，是以可用碳当量方法来估算被焊钢材的可焊性。硫、磷对钢材焊接机能阻碍也专门大年夜，在各类合格钢材中，硫、磷都要受到严格限制。

钢材塑性优胜，淬硬偏向不明显，可焊性优胜。钢材塑性降低，淬硬偏向明显，可焊性较差。钢材塑性较低，淬硬偏向专门强，可焊性不行。

常用钢材的可焊性一样为低碳及低合金钢较好，中碳及中合金钢较差，高碳及高合金钢最差铸铁含碳量高，组织不平均，塑性专门低，属于可焊性专门差的金属材料，是以不该该推敲铸铁的焊接构件。铸铁的焊接主假如焊补工作。铸铁焊补时熔合区易产生白口组织，易产生裂缝，易产朝气孔。

焊前将铸铁工件整体或局部预热到600～700℃

焊补之前，工件不预热或只进行400℃

钢芯铸铁焊条焊丝为低碳钢，一种是药皮有强氧化性成分能使熔池中的硅、碳大年夜量烧损，以获得塑性较好的低碳钢焊缝。另一种是在药皮中参加大年夜量钒铁，能使焊缝金属成为高钒钢，是以具有较好的抗裂性及加工性，可用于高强度铸铁及球墨铸铁的补焊。

镍基铸铁焊条焊丝是纯镍或镍铜合金，焊补后，焊缝为塑性好的镍基合金。

铜基铸铁焊条用铜丝作焊芯或用铜芯铁皮焊芯，外涂低氢型涂料。有色金属可焊性较差，一样用氩弧焊方法焊接。异种金属焊接性也较差，经由过程增长过渡层金属和堆焊隔离层的方法解决熔合和母材金属稀释问题研究在熔化焊接过程中所产生的“气体-熔渣-金属”之间的物理、化学变更，熔化金属的结晶凝固，以及因为焊接热轮回造成的焊接热阻碍区内金属的组织和机能的变更。应用冶金学的常识研究焊接过程，促进了焊接的成长；同时焊接冶金的成长也促使显现了新的冶金工艺──二次重熔。

焊接化学冶金

焊接化学冶金反响的特点是温度高而时刻短促；相间反响界面的比别处积大年夜；是以，反响极为猛烈。焊接化学冶金过程是分区域（或时期）连续进行的；以手工电弧焊为例，可分为药皮反响区、熔滴反响区和熔池反响区（图1）。

焊接熔渣是在焊接过程中，重要由焊条药皮或焊剂形成的，起冶金处理、机械爱护金属和改良焊接工艺机能的感化。焊接熔渣的重要构成是各类氧化物，还有氟化物、氯化物和硼酸盐类。氧化物有酸性的、中性的和碱性的。衡量熔渣的碱性强弱采取碱度，最常用和简便的运算方法是碱性氧化物的重量总和同酸性氧化物的重量总和之比（见炉渣）。碱度大年夜于1.3的焊渣称为碱性渣，反之称为酸性渣。焊渣碱度对焊接冶金过程有专门大年夜阻碍。采取碱性焊渣时，焊缝金属具有较好的综合机械机能，抗裂机能进步，同时焊缝的脱氧及脱硫也较好。

完美的脱氧可进步焊缝金属（如钢）的综合机械机能。焊接时的脱氧过程可分为两类：①先期脱氧，即焊条药皮或焊剂中的脱氧剂(Mn、Si、Al、Ti等)与高价氧化物和碳酸盐类在焊接的熔池中早期产生还原反响。②沉淀脱氧，溶于液态金属（如钢液）中的脱氧剂直截了当与金属液体中的FeO产生脱氧反响；各类钢焊接时,应用Si、Mn结合脱氧能取得较好的脱氧后果。沉淀脱氧在脱氧过程中起最后的决定性感化。

焊缝金属的凝固

焊接熔池的凝固前提不合于一样铸锭。焊接熔池体积小、温度高而不平均，中间温度近于沸点，而四周差不多上未熔化的被焊接金属（母材），是以温度梯度大年夜、冷却速度快。焊缝凝凝集晶始于熔池边沿的最低温度处，以半熔化的母材金属晶粒为非自发晶核，开端结晶进展，即所谓“联生结晶”。另一特点为因为冷却速度快，因此结晶从半熔化的晶粒别处开端后，沿着与散热相反的偏向，以柱状晶的形状向熔池中间灵敏进展，直到柱状晶互相接触为止。同时，因为柱状晶的进展速度专门快，熔池中即使存在着难熔质点，也专门难作为晶核长大年夜成等轴晶粒。如许，焊缝就具有柱状晶特点（图2）。

焊接热感化特点

焊接热源的局部集中，导致不平均的温度场。离焊缝越远，被加热达到的峰值温度越低，如图3所示。不平均的温度场将引起不平均的应力和变形，并造成不平均的组织和机能变更。此外，焊接热源始终处于活动状况之中，焊接区中任何一点的温度变更差不多上准稳态，热源移近时灵敏升温，热源移开时则灵敏降温。这就决定了焊接过程中所产生的各类冶金学变更都无法达到均衡状况。

焊接热轮回特点

焊接区某点的温度随时刻的变更过程称为焊接热轮回。图4为单道焊接的热轮回特点。温度专门快地升高到峰值温度(Tmax，例如低合金钢手弧焊时在4秒内即可升到1100℃。而高温逗留时刻tH专门短,例如在Ac3（见铁碳均衡图）以上只有几秒到十几秒钟。冷却速度ωc相昔时夜，往往会引起淬火。决定焊接热轮回特点的重要身分是材料的热物理机能、焊件尺寸、焊件初始温度以及焊接工艺参数。

多道焊时，其焊接热轮回具有更为复杂的特点。后一焊道对前一焊道起后热感化，产生热处理后果；而前一焊道对后一焊道具有预热的感化。

焊接热阻碍区的范畴和组织变更

加热峰值温度低于材料的熔化温度(Ts)而又高于材料能产生组织变更的临界温度(Tcr)的母材区域,即为热阻碍区。对大年夜多半非调质钢常取其Ac1为其Tcr；而对调质钢，事实上际回火温度即为其Tcr。在焊接热轮回的感化下,热阻碍区内本质上在进行着一种专门情势的热处理，其成果往往是使焊前的热处理后果受到破坏，在不合的局部地位会产生各种组织变更，从而引起硬化、软化以及脆化现象，甚至还会产生焊接裂纹。

一样说来，对调质钢而言,凡跨过Ac1的部位可能产生淬火组织,而温度介于Ac1和原始温度之间的部位将进行回火过程。对非调质钢而言,在跨过Ac1的部位因为产生相变,随温度不合而使其晶粒粗细差别专门大年夜。例如图5为正火处理的15MnVNb钢埋弧主动焊时的热阻碍区组织变更特点。

关于沉淀强化合金，在热阻碍区内将产生相的消融和析出过程，常可见到粗晶粒的局部固溶区和因为过时效而产生的软化。关于冷作强化的金属，在热阻碍区内因为产生答复和再结晶过程，而可显现软化区域。

第四节常用金属材料的焊接

金属材料的焊接性，俗称可焊性，是指金属材料对焊接加工的适应性。重要指在必定的焊接工艺前提下，获得优质焊接接头的难易程度。

焊接奥氏体不锈钢时，专门轻易获得无缺点的焊接接头，即接合机能好。

金属材料的焊接性重要决定于焊接接头的组织及其机能。一样说来，焊接同种金属材料时，接头组织与焊件雷同或邻近，焊接性较好；焊接异种金属材料时，接头组织至少与某一焊件不合，焊接性较差。不管采取何种材料焊接，假如焊接接头中形成又脆又硬的组织，则焊接性就差。

一样说来，锻造要产生锻造热应力，锻造要产生形变应力，热处理要产生组织应力。熔焊和钎焊的焊缝金属能够近似算作是经历了锻造过程；压焊接头能够近似算作是经历了锻造过程。焊接时局部加热后冷却能够近似算作是焊接接头经历了热处理过程。是以，焊接过程中焊件内将产生热应力、形变应力和组织应力，它们的矢量和确实是焊策应力。焊策应力将导致焊接接头产生裂纹的偏向和焊件的变形。假如被焊材料具有优胜的塑性，将可能经由过程塑性变形减缓应力，从而削减热裂纹、冷裂纹产生的偏向性。是以，材料的塑性也是阻碍其焊接性的一个重要身分。

一、金属材料的焊接性

钢材焊接性评定的最简便方法确实是碳当量法。在钢材的成分中，阻碍最大年夜的是碳。其次是锰、铬、钒等，平日把钢中合金元素（包含碳）的含量按其感化换算成碳的相当含量，称为碳当量，用符号CE来表示。碳当量可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。国际焊接学会举荐碳素构造钢、低合金高强度构造钢按下面公式运算其碳当量。

式中化学元素符号表示该元素在钢中质量分数的上限。实践证实，碳当量越大年夜，钢材的焊接性就越差。

依照体会，当：

CE＜0.4%时，钢材的淬硬偏向小，焊接性优胜，焊接这类材料时一样不需预热。只有在工件厚大年夜或低温下焊接时才推敲焊前预热。

CE＝0.4%-0.6%时，钢材的淬硬偏向较大年夜，焊接性较差，须要采取恰当的预热、缓冷等工艺方法。

CE＞0.6%时，钢材的淬硬偏向严峻，焊接性差，须要进行较高温度的预热和采取严格的工艺方法。

应用碳当量法只能简便粗略地评定钢材的焊接性，因为钢材的焊接性还要受专门多身分的阻碍。钢材的实际焊接性，还应依照焊件的具体情形经由过程实验确信。

二、常用金属材料的焊接

（一）非合金钢及合金钢的焊接性

1、低碳钢的焊接因为低碳钢中碳的质量分数不大年夜于

0.25%，有优胜的塑性，也没有淬硬偏向，因此，焊接性优胜。

几乎所有的焊接方法都可有用于焊接低碳钢，并能包管焊接接头质量。应用最多的方法是焊条电弧焊、埋弧、主动焊、电渣焊、气体爱护焊和电阻焊。

２、中高碳钢的焊接因为中碳钢中碳的质量分数在0.25%-

0.6%之间，含碳量比较高，淬硬性比较严峻，焊接接头易形成淬硬组织、气孔和裂纹，是以，焊接性比较差。

关于碳的质量分数大年夜于0.6%的高碳钢，其焊接性更差，有着与中碳钢类似的焊接特点，这类钢一样不消于制造焊接构造件，有时只用来修补工件。

3、低合金高强度构造钢的焊接在焊接临盆中，因为低合金高强度构造钢的含碳量属于低碳钢范畴，是以，应用较广。但因为合金元素的种类和含量不合，其焊接性也有所不合，当碳当量越高，焊接性就越差。

4、奥氏体不锈钢的焊接性在不锈钢焊接资估中，应用最广泛的是奥氏体不锈钢，其焊接时，一样不需采取专门的工艺方法，焊接机能优胜。

奥氏体不锈钢常用焊条电弧焊和钨极氩弧焊或埋弧主动焊进行焊接，焊条电弧焊时，焊条的化学成分必须与母材雷同；氩弧焊和埋弧主动焊时，应选用能包管焊缝化学成分与母材雷同的焊丝。第三节

低碳调质钢的焊接一、低碳调质钢典范钢种成分及机能

热扎和正火前提下，钢中经由过程增长合金元素的含量来进步强度，其成果是塑性和韧性降低，同时跟着强度进步越多，塑性和韧性降低越多。当钢中合金元素含量跨过必定范畴后会显现韧性的大年夜幅度降低。是以，抗拉强度大年夜于600MPa的高强钢一样都须要调质处理。

是以低碳调质钢进步强度不纯真经由过程合金强化，还要经由过程热处理——调质强化处理。钢中一样参加Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti等元素，目标是包管足够的淬透性和马氏体回火稳固性，使珠光体和贝氏体改变推迟，使马氏体改变的临界冷却速度降低大年夜。常用的低碳调质钢为了获得优胜的综合机能和焊接性，一样含碳量不大年夜于0.18％，如许经由过程淬火和回火(即调质处理)获得回火索氏体和回火马氏体组织，使之具有较高的强度和优胜的塑性。别的，除了取决于化学成专门，还要履行精确的热处理轨制。一样为奥氏体化—淬火—回火，也有少数钢采取奥氏体化—正火—回火。

低碳调质钢的特点是具有较高的强度(屈从强度490～980MPa)，并有优胜的塑性、韧性和耐磨性。钢中强度级别不合参加的合金元素及其含量也不合。

成分：

抗拉强度σb:1.600MpaSi-Mn和Si-Mn差不多上加少量Cr、Ni、Mo、V

2.700MpaSi-Mn-Cr-Ni-Mo加少量V，合金元素参加量较600高

具有较好的冲击韧性，用于低温服役的焊接构造，露天煤矿大年夜型挖掘机

3.800MpaSi-Mn-Cr-Ni-Mo-Cu-V系并参加必定的B

工程机械、矿山机械。推土机、工程起重机、重型汽车

4.1000Mpa同800Mpa合金参加较多，为包管韧性参加Ni较多

工程机械高耐磨件，核动力装配、航空航天设备上

二、低碳调质钢的可悍性分析

低碳调质钢含碳量低，合金成分切实事实上定也都推敲了材料的可焊性，其工艺要求全然与正

火钢类似．差别是这类钢经由过程调质强化，故在焊接接头热阻碍区除了脆化外还有软化问题。（一）热裂纹

低碳调质钢中S、P杂质操纵严，含C量低、含Mn量较高．是以热裂纹偏向较小。对一些高Ni低Mn型低合金高强调质钢（HY80），焊缝中的含Mn量可经由过程焊接材料加以调剂，焊接热裂纹是可不能产生的。

（一）

热阻碍区的液化裂纹

液化裂纹重要产生在高Ni低Mn的低合金高强钢中.这是因为含Mn量低，对脱S晦气，焊缝金属中的S和Ni、Fe形成低熔点共晶，低熔点共晶处于晶界上而产生液化裂纹。液化裂纹产生偏向与含C量及Mn／s有关，含C量越高，要求Mn/S也较高。如当W(C)＜0.2％，W(Mn)／W(s)＞30时，液化裂纹敏锐性较小。是以，幸免液化裂纹的关键在于操纵C和S含量,包管高数值的W(Mn)／W(S)。

例如HY-80

含Ni量较高

Mn／s=0.40/0.025=16

易裂

HY-130含Ni量高于HY-80

Mn／s=0.90/0.01=90

对裂纹不敏锐

此外，焊接线能量越大年夜，金属晶粒长得越大年夜．晶界熔化得越严峻．液态晶间层存在的时刻越长，液化裂纹产生的偏向越大年夜。

（二）

冷裂纹

低碳调质钢是经由过程参加进步

淬透性的合金元素，包管获得强度高、塑性和韧性好的低碳马氏体和部分下贝氏体。因为淬透性增长，使得CCT曲线大年夜大年夜右移，除非冷却速度专门缓

慢，高温改变一样可不能产生。然则，这类钢马氏体含碳量专门低，马氏体开端改变温度Ms较

高，在该温度下以较慢的速度冷却，形成的马氏体还能来得及进行一次“自回火”处理，因此实际上冷裂偏向并不必定专门大年夜。若马氏体改变时冷却速度较快，得不到“自回火”后果，冷裂偏向就会增大年夜。

例如HT-80：冷却速度小F+P、中速B+M、快冷M

马氏体开端改变温度Ms较高，大年夜于400℃，在该温度下，以较慢的速度冷却，形成的马氏体还能来得及进行一次“自回火”处理。

（三）

再热裂纹

从合金体系来说，为加强其淬透性和进步抗回火机能，参加的合金元素Cr、Mo、V、Ti、

Nb、B等，大年夜多半都能引起再热裂纹．个中V的阻碍最大年夜，Mo的阻碍次之。一样认为，Mo-V钢、(Cr-Mo-V钢对再热裂纹较敏锐；Cr-Mo钢、Mo-B钢有必定的再热裂纹偏向，焊接时都应当留意再热裂纹问题。多元化钢HT-80Si-Mn-Cr-Ni-Mo-Cu-V-B含有多种促使再热裂纹的元素。500～650℃加热2小时就显现再热裂纹。14MnMoNbB对再热裂纹也敏锐。

（五）层状扯破

低碳调质钢的临盆操纵较严，其杂质含量低,纯洁度高,层状扯破的敏锐性低，到今朝尚

来见这方面报导。

（六）热阻碍区机能的变更

l、过热区的脆化

低碳调质钢的合金化是经由过程合金元素的感化进步其淬透性，包管获得高强度、高塑性和

韧性的低碳马氏体和下贝氏体。凡是晦气形成低碳马氏体+下贝氏的缘故都邑引起组织塑

性和韧性降低——脆化，如因为过热造成奥氏体晶粒粗化引起的脆化；形成上贝氏体引起的

脆化；因为合金化程度增长进步了奥氏体的稳固性，在贝氏体中的铁素体之间形成M-A

组元引起的脆化等。

这类钢焊接时各自都有一个韧性最佳的t8-5(800～500℃冷却时刻)，在这时获得

低碳马氏体+(10～30％)贝氏体，韧性最好。冷却时刻小于该值时可获得100％低碳马氏体，

韧性虽较好，但不如前者。

例如：关于HT100（B）HT100（A）HT80

t8/5有个最佳值

HT100（B）t8/5大年夜约为90S时，组织为M+B下；大年夜于90时B上+B下；连续增长B上

HT100（A）t8/5大年夜约为25S，组织为M+B下；大年夜于25时B上+B下；连续增长B上；小于25为M

HT80t8/5大年夜约为12S，组织为M+B下；大年夜于12时B上+B下；连续增长B上；小于12为M

跟着t8/5增长，引起粗晶脆化外，重要缘故还有B上和M-A组元。

2、焊接热阻碍区的软化

调质钢是经由淬火+高温回火热处理，获得回火索氏体组织，渗碳体为球状。焊接时，

焊接接头热阻碍区受到不合热轮回的阻碍，组织产生了响应变更(变更水平和区域与焊接方

法及工艺参数有关)，致使焊接接头热阻碍区综合机械机能低于母材(也确实是说焊接调质钢，

焊接接头热阻碍区为焊接构造强度的脆弱处)，这种阻碍对焊后不再进行调质处理的低碳调

质钢优其明显，焊接时必须推敲到这一问题。

三、低碳调质钢的焊接工艺

低碳调质钢的组织为低碳马氏体+下贝氏体，强度和韧性都较高。这在一样电弧焊前提下就可获得与母材邻近的热阻碍区。然则，为了包管焊接接头的机能制订低碳调质钢焊接工艺的重要依照一是要求在马氏体改变时冷速不克不及太快，以免产生冷裂；二是要求在800℃～500℃之间的冷却速度大年夜于产生脆性混淆组织的临界温度。至于热阻碍区的软化问题在采取小线能量的焊接后就可全然解决。

（一）

焊接工艺方法和焊接材料的选择

1.焊接工艺方法

调质钢只要加热温度跨过其回火温度，它的机能(综合机械机能)就会降低，问题随调质钢强度级其余进步而变得加倍明显。平日解决方法是焊后从新调质处理，尽量限制焊接过程中的热量输入。

焊接σS＞980MPa的调质钢(如HP-9-4-20，10Ni-Cr-Mo-Co等调质钢)时．

必须采取钨极氩弧焊或电子束焊之类的焊接方法。

关于σS＜980MPa的凋质钢，手工电弧焊、埋弧主动焊、熔化极气体爱护焊和钨极氩弧焊都能够采取(但对σS＞686MPa的调质钢，熔化极气体爱护焊是最合适的主动焊法)。

关于输入热量多、冷却速度慢的多丝埋弧焊或电渣焊，假如必须采取就要进行焊后调质

处理。

2.焊接材料

低碳调质钢焊后—般不再进行热处理，要求焊缝金属在焊接状况具有与母材近似相等

的机械机能。专门情形(构造刚度专门大年夜)，为幸免裂纹可选择比母材强度稍低些的焊接材料。

几种调质钢的焊接材料见表

（二）焊接工艺参数的选择

重要推敲冷裂纹和脆化两方面。防止冷裂纹要求冷却速度慢些，脆化则要求冷却速度要快些为好（M+B下）见图P41HT-80钢冷速上限不产生冷裂纹，下限包管HAZ不产生脆化的混淆组织，见暗影部分，E应当包管过热区的冷却速度刚好在该区内。但关于大年夜厚板，即使采取大年夜线能量，冷速也专门大年夜，要预热来解决。

1．焊接线能量

在包管不出裂纹，知足热阻碍区塑性、韧性的前提下，线能量应当尽可能选择大年夜些。几

种钢材的最大年夜线能量见表

2．预热温度

当线能量的数值达到了最大年夜许可值时还不克不及幸免裂纹的产生，必须采取预热方法。预

热主假如为了防止冷裂，但从800℃～500℃区间的冷却速度来看，因为预热减缓了该区域

内的冷却速度，获得上贝氏体的可能性增长，热阻碍区的塑性和韧性会受到晦气的阻碍，预热温度一样低于200℃

。几种低碳调质钢的最低预热温度和层间温度见表

3．焊后热处理

低碳马氏体+下贝氏体组织的低碳调质钢能包管其焊接热阻碍区在快速冷却时获得高强度及塑性和韧性，为了防止焊件脆断的清除应力退火就没有须要。清除应力退火处理只用于要求耐应力腐化的焊件，为了包管材料的机能，清除应力退火的温度应比该钢材调质时的回火温度低30℃阁下。第五节

专用钢焊接的专门要求一、珠光体耐热钢焊接的专门要求

（一）

典范钢种及成分

（二）

这类钢的合金元素总含量一样不跨过5％～7％，正火后获得珠光体组织，在500℃～

600℃时具有优胜的热强性，冷加工、热加工和焊接机能也优胜，价格比较廉价。是以这种钢被广泛地应用于制造蒸汽动力发电设备，个中应用最多的是铬钼钢和铬钼钒钢。这类钢的含Cr量—般为0.5％～9％，含Mo量—般为0.5％～1％。跟着Cr和Mo含量的增长，这类钢的高温强度、抗氧化机能和抗硫化物腐化机能也随之进步。别的，这类钢中参加少量的合金元素V、W、Ti、Nb等，可进一步进步热强性。常用珠光体耐热钢及其化学成分如表

（二）

珠光体耐热钢的重要焊接性问题

与低碳调质高强钢专门类似，HAZ硬化、冷裂、软化、再热裂纹、回火脆化现象。

1．焊接接头产生冷裂纹

珠光体耐热钢焊接过程中最常见的焊接缺点之一确实是在热阻碍区的粗晶区产生冷裂纹，在实际临盆中，为了防止冷裂纹的显现，一样都采取焊前预热、操纵层间温度、焊后去氢处理、改良组织状况以及减小和清除应力等处理方法。

2.焊缝中产生热裂纹

在实际临盆中应用的珠光体耐热钢，专门少在热阻碍区产生热裂纹，而多半在焊缝中产牛，专门是弧坑处。热裂纹的产生与珠光体耐热钢的凝固温度区间的大年夜小有直截了当关系。凝固温度区间越大年夜产生热裂纹的偏向就越大年夜；反之，产生热裂纹的偏向就越小。这种热裂纹的产生部位一样都在柱状晶的交界处。出为柱状晶交界处往往是焊缝液相金属的最后凝固地位．也是杂质和低熔点共晶物的富集部位。研究注解，合金元素S、C、P、Cu和Ni等能促进热裂纹的产今，而Mn和Ca在必定程度上能克制热裂纹的产生。

3.热阻碍区的再热裂纹

这类钢中参加少量的合金元素Cr、Mo、V、Ti、Nb等，它们差不多上强烈碳化物形成元素，会增长钢的再热裂纹敏锐性。再热裂纹的产生部位一样都在工件较厚的处所。因此，在厚板构造的焊接过程中，当焊缝焊到必定厚度后，先辈行—次中心清除应力热处理，有利于防止再热裂纹的产生。

4.回火脆化现象

Cr-Mn钢产生回火脆化的重要缘故是因为在回火脆化温度范畴内经久加热后，杂

质元素P、As、Sn和Sb等在晶界上偏析而引起的晶界脆化现象，此外与促进回火脆化

元素Mn和Si也有—定关系。是以，对基休金属来说，严格操纵有害杂质元素的含量，

同时降低Mn和Si含量是解决脆化的有效方法。

（三）珠光休耐热钢焊接工艺特点

1.预热和层间温度的操纵

预热和层间温度的操纵是防止珠光体耐热钢产生冷裂纹的一种比较有效的工艺措

施。一样情形下，珠光体耐热钢的预热温度和层间温度应操纵在150～350℃之间。

2.焊接方法

焊接临盆中最常用的两种焊接方法是钨极氩弧焊封底手工电弧焊盖面和埋弧主动焊。

3.焊后回火处理

珠光体耐热钢一样情形下是经由热处理后供货应用的，针对这些钢种焊后大年夜多半要进行高温回火处理。

4.焊接材料的选择

珠光体耐热钢经久处于高温、高压前提下工作，对接头的质量的要求较高，不管是

常温机械机能，照样高温机能、抗氧化性及组织稳固性等方面都应知足产品运行的技巧

要求。是以焊接材料的选择是十分重要的。焊接材料的选择应力争焊缝金属成分和机械

机能与母材相匹配。假如焊缝金属成分与母材成分相差专门大年夜时，其接头经久在高温下工作或经焊后热处理，因成分不均勺，有些元素将产生扩散，成果导致接头的持久强度明显降低。但在实际焊接临盆中，为了防止焊缝金属热裂纹，焊缝金属的含碳量一样要比母材金属低—些(但一样不低于0.07％)，现在的焊缝金属机能有时要低于母材，但若焊接材料选择恰当，焊缝金属的机能是完全能与母材相匹配的。别的，在焊补缺点或者焊