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介绍一下低碳钢、中碳钢的焊接参数,这个很关键~

 茶香飘万里 2018-04-26

1.低碳钢焊接

低碳钢的化学成分和机械性能见表

钢号化学成分(%)机械性能
CSiMnPS屈服强度 (MPa)抗拉强度 (MPa)延伸率 (%)收缩率 (%)冲击值 (J/cm2)
A20.09~0.150.35~0.50≤0.05≤0.055≥220340~420≥31
A30.14~0.220.12~0.150.40~0.65≤0.05≤0.055≥240380~47025~27
080.05~0.120.17~0.370.35~0.65≤0.035≤0.0402003303360
10F0.07~0.14≤0.070.25~0.50≤0.040≤0.0401903203355
100.07~0.140.17~0.370.35~0.65≤0.035≤0.0402103403155
15F0.12~0.19≤0.070.25~0.50≤0.040≤0.0402103602955
150.12~0.190.17~0.370.35~0.65≤0.040≤0.0402303802755
20F0.17~0.24≤0.070.25~0.50≤0.040≤0.0402303902755
200.17~0.240.17~0.370.35~0.65≤0.040≤0.0402504202555
250.22~0.300.17~0.370.50~0.80≤0.040≤0.0402804602350
A3g0.14~0.220.15~0.300.35~0.65≤0.040≤0.045220380~47025~27≥60
15g0.10~0.200.15~0.300.35~0.65≤0.040≤0.045210~230360~46025~2870~80
20g0.16~0.240.15~0.300.35~0.65≤0.040≤0.045230~250410~50023~2660~70
22g0.19~0.260.17~0.370.70~0.90≤0.040≤0.045270430~53024≥60

(1)低碳钢的焊接特点低碳钢由于含碳量及合金元素低、强度不高、塑性好,具有优良的焊接性。几乎能用各种工艺方法进行焊接,不需要采用特殊工艺措施即可获得优质焊接接头。

焊缝产生裂纹、气孔的倾向性小,只有当母材、焊接材料成分不合格,如硫、磷含量偏高时,焊缝中才可能产生热裂纹。

低碳钢焊接通常不需要焊前预热,只是在环境温度较低或结构刚性过大时,才考虑预热措施。

(2)焊条选择按照焊接接头与母材等强的原则,选用强度级别相当的焊条。几种常规低碳钢焊接的焊条选用见表

钢号焊条牌号
普通结构件重要结构件
A3、A3F、08、10、15、20结421、结422、结423、结424、结425结426、结427、结506、结507
A3R、25、20g、22g结426、结427结506、结507

(3)焊接工艺要点

① 焊前清除焊件表面铁锈、油污、水分等杂质,焊条必须烘干。

② 角焊缝、对接多层焊的第一层焊缝及单道焊焊缝要避免深而窄的坡口形式,以防出现未焊透和夹渣缺陷;

③ 为了防止空气侵入焊接区而引起气孔,降低接头性能,宜尽量采用短弧焊;

④ 焊件的刚性增大,焊缝的裂纹倾向性也增大,因此焊接刚性大的结构件时,宜采取焊前预热和焊后清除应力热处理的措施,预热及回火温度见表

钢号材料厚度 (mm)预热温度和层间温度(℃)回火温度(℃)
A3、A3F、08、10、15、20~50
>50~100>100600~650
25、20g、22g~25>50600~650
>25>100600~650

⑤ 在环境温度低于-10℃下焊接厚壁构件是地,应采用低氢碱性焊条,并对焊件进行预热。预热温度见表

环境温度焊件壁厚(㎜)温度(℃)
梁柱、桁架管道、容器
-30℃以下<30<16100~150
-20℃以下17~30100~150
-10℃以下35~5031~40100~150
0℃以下51~7041~50100~150

2.中碳钢焊

中碳钢化学成分及机械性能

钢号化学成分(%)机械性能
CSiMnSPCrNiσb (MPa)σs(MPa)σ5(MPa)
300.27~0.350.17~0.370.50~0.80≤0.04≤0.040.0250.02550030021
350.32~0.400.17~0.370.50~0.80≤0.04≤0.040.0250.02554032020
400.37~0.450.17~0.370.50~0.80≤0.04≤0.040.0250.02558034019
450.42~0.500.17~0.370.50~0.80≤0.04≤0.040.0250.02561036016
500.47~0.550.17~0.370.50~0.80≤0.04≤0.040.0250.02564038014
ZG350.32~0.400.20~0.450.50~0.80≤0.05≤0.0550028016
ZG450.42~0.520.20~0.450.50~0.80≤0.05≤0.0558032012
ZG550.52~0.620.20~0.450.50~0.80≤0.05≤0.0564038014

(1)中碳钢的焊接特点 中碳钢含碳量较高,焊接性比低碳钢差。中碳钢焊接的主要问题是焊接热影响区容易产生低塑性淬硬组织。这种淬硬倾向随着钢中含碳量增加而增大。当焊件刚性较大或焊接材料、焊接规范选择不当时,容易产生冷裂纹。多层焊的第一层焊缝,由于母材金属熔合到焊缝中的比例较高,使焊缝金属含碳量及硫、磷杂质含量增高,容易产生热裂纹。

(2)焊接工艺要点

① 在要求焊缝与母材等强度时,应选用强度级别相当的低氢碱性焊条焊接。在不要求强度相等时,可以选用强度级别低于母材的低氢碱性焊条,以提高焊缝的塑性和抗冷裂纹、热裂纹的能力。某些情况下,甚至可以选用非碱性低氢焊条(如结422、结423)进行焊接,只要控制预热温度和降低母材熔合比,也能获得合格的焊接接头。当工件不允许预热时,为了防止产生冷裂纹,也可以选用塑性优良的铬镍奥氏体不锈钢焊条。常用中碳钢焊接时的焊条选用见表

钢号焊条牌号
要求等强的构件不要求等强的构件塑性好的焊条
35ZG35结506、结507、结556、结557结422、结423、结426、结427奥102、奥302、奥307、奥402及奥407等
45ZG45结556、结557、结606、结607结422、结423、结426、结427结506、结507
55ZG55结606、结607结422、结423、结426、结427结506、结507

② 预热可以降低热影响区的淬硬倾向,防止产生冷裂纹,是中碳钢焊接行之有效的工艺措施。

③ 为了减少母材金属熔入焊缝中的比例,焊接接头最好开U形或V型坡口。

④ 焊接时宜采用直流反极性及小规范参数。多层焊时,第一道焊缝易出现裂纹,应选用小直径焊条,小电流、低焊速。

⑤ 焊接过程中,宜采用锤击焊缝金属的方法,以减小焊件残余应力。

⑥ 焊后进行回火以消除应力,如果没有条件,则设法使焊件缓冷。

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