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第二章 非合金钢（碳钢）的焊接 碳钢：含碳量不超过1.3%，含Mn量不超过 1.2%，含Si量不超过0.5%，其他合金元 素的含量都在限度范围内，对杂质元素 也有严格控制的铁碳合金。 应用：船舶、车辆、压力容器、矿山设备、家 用电器、工具等。产量为钢材总量80%。 也是钢材中经受焊接加工量最大、覆盖 面最广的钢种。 低碳钢ωc≦0.3% 含碳量 中碳钢0.3% ωc≦ 0.6% 高碳钢ωc 0.6% 沸腾钢 脱氧程度 半镇静钢 镇静钢 分类 用途 结构钢 工具钢 普通 质量 优质 高级优质 钢的编号 碳素结构钢 Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号 质量等级符号为A、B、C、D、E。由A到E，其P、S 含量依次下降，质量提高。 脱氧方法符号: 沸腾钢—F；镇静钢—Z；半镇静 钢—b；特殊镇静钢—TZ。 优质碳素结构钢 两位数字 焊接性决定:含碳量 Mn、Si含量 冷却速度 第一节 低碳钢的焊接性 一、低碳钢的焊接性 合金元素含量少，不容易出现焊接缺陷，接头 性能良好，不用采取特殊的工艺，焊接性好。 少数时候焊接，焊接会出现困难： 1、旧的冶炼方法或非正规小型钢厂生产的转炉钢。 2、沸腾钢脱氧不完全 3、低碳钢母材成分不合格 4、焊条质量不好 5、焊接方法选择不恰当 二、低碳钢焊接工艺 1、焊条电弧焊 ①焊接材料（焊条） 大多使用E43XX系列焊条，一般条件下使用酸性 焊条，焊接大厚度、大刚度及低温环境下选用 碱性焊条。 ②焊前清理 酸性焊条：进行简单清理 碱性焊条：严格清理 1 ③焊前预热 一般不预热，大厚度、有拘束和低温焊接时需要预热。 ④焊接工艺参数 选择合适的焊接电流和焊条直径 ⑤焊后热处理 刚性大的结构件进行消除应力处理 2、埋弧焊 ①焊接材料（焊丝 焊剂） 焊丝和焊剂匹配：高锰高硅焊剂+含锰焊丝 （抗热裂和抗气孔能力强） 无锰高硅/低锰中硅焊剂+高锰焊丝 （低温韧性好） ②焊前准备 ③焊接参数 ④焊后热处理 刚度大的进行焊后热处理 焊后600-650℃回火，保温板厚1mm保温1- 2min计算（30min-3h之间）。 如果晶粒粗大，要进行正火或退火 3、二氧化碳气体保护焊 ①焊接材料 实芯焊丝和药芯焊丝 ②焊前清理 可不用清理 ③焊接参数 焊丝直径 干伸长度 焊接电流 电弧电压 气体流量 焊接速度 4、低温条件下焊接 接头冷却快，增加了裂纹倾向。 焊接厚板角焊缝和多层焊时开裂倾向很大。 为了避免裂纹的产生采取以下措施;\ 1、焊前预热并保证层间温度 2、采用低氢或超低氢焊接材料 3、点固焊时加大电流降低焊速 4、保持焊缝连续性 5、不再坡口外打弧 6、弯板、矫正和装配时尽量不在低温下进行 7、改善工作环境 8、焊后缓冷 第二节 中碳钢的焊接 一、中碳钢的焊接性 含锰量不高时，焊接性好。当合金元素增加淬 硬倾向增加，易产生热裂纹、气孔和冷裂 二、中碳钢的焊接工艺要点 1、焊条电弧焊 ①焊接材料（焊条） 尽量选用抗裂性好的低氢型焊条 焊前焊条加热到250℃烘干并保温1-2h，要求高 则加热到350-400℃ 个别情况下可选用钛钙和钛铁矿焊条，但要减 小熔深并缓冷 为了减少应力还可使用铬镍不锈钢焊条 1 ②焊前准备 尽量选用U型或V型坡口，减少熔合比，降低冷 却速度。 ③焊接工艺参数 采用直流反接，用小直径、小电流、慢速焊 ④焊接热处理 消除应力处理，保温时间10mm厚度为1h左右 2、埋弧焊 ①焊接材料 焊丝含碳量大于0.1% 常用H08A+HJ431 ②焊前准备 用小熔合比焊接并先在坡口上焊一层过渡层 ③焊接工艺参数 小直径、小电流焊接 ④焊后热处理 可不进行焊后热处理 第三节 高碳钢的焊接 一、高碳钢的焊接性 含碳量大于0.6%，容易产生高碳马氏体，焊接 性差。 二、高碳钢的焊接工艺 1、焊接材料 选择低氢型焊条 ②焊前准备 为了减小裂纹，焊前一般要经过退火处理。 为了避免出现淬硬性组织，焊条要250-350℃预 热，并保证层间温度。 其他和中碳钢相似 ③焊接工艺参数 选用焊接电流小、焊接速度小、减小熔合比、 锤击焊道，连续施焊 ④焊后热处理 焊后送入650 ℃保温，消除应力 焊接举例 适合碳钢的焊接方法有很多，如埋弧焊、焊条 电弧焊、CO2焊、电阻焊等。 机轴焊接（45钢） 直径为75mm的机轴 主要焊接方法焊条电弧焊 焊接材料：E5015 J507 先进行烘焙 焊前准备：接头处开坡口，并预热200℃ 焊接：第一层I 170-180A 第二层I 180-190A 保证层间温度 焊后热处理：进行消除应力处理，温度为650±5℃,保温2.5h，缓冷，24h后取出 * * 260-300 200-270 160-210 100-130 50