中碳钢的焊接特点

1、中碳钢的焊接特点中碳钢一般是指含碳量在0.25~0.60%左右的碳钢。中碳钢手工电弧焊接及其铸件补焊的主要特点如下：（1）母材近缝区容易产生低塑性的淬硬组织。含碳量越高，板壁厚，这种淬硬倾向也越大。焊件刚度较大，冷却速度较快和焊条选用不当时，容易产生冷裂纹。（2）由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例为30%左右，所以焊缝的含碳量较高，其结果是焊缝金属容易产生热裂纹和冷裂纹。2、焊接中碳钢采取的措施（1）尽可能选用碱性低氢型焊条。这类焊条的抗冷裂及抗热裂能力较高。个别情况下，通过严格控制预热温度和尽量减少母材熔深即减少焊缝中的含碳量等工艺措施，采用钛铁钙型焊条也可能得到满意效果。当焊接接头的强度不要求和母材相等时，应选用强度低的碱性低氢焊条，如J426、H427。这类焊条焊接的焊缝塑性好、产生冷裂及热裂的危险性更小。表12-11列出中碳钢焊接及补焊用焊条的选择。在特殊情况下，可采用铬镍不锈钢焊条焊接或补焊中碳钢。其特点是在焊前不预热的情况下，也不容易产生近缝区冷裂纹。用于焊接中碳钢的铬镍不锈钢焊条有A302、A307、A402、A407等。采用这类焊条焊接时，电流要小，焊接层数要多，操作时母材熔深要浅。但成本高，一般不宜采用。（2）预热是焊接和补焊中碳钢的主要工艺措施，尤其是焊件的厚度、刚度较大时，预热有利于减低热影响区最高硬度，防止产生冷裂纹，并能改善接头的塑性。整体预热和恰当的局部预热还能减小焊后残余应力。含碳量不同的中碳钢的焊接和补焊的预热温度没有统一规定。这是因为选择预热温度不仅由焊条的含碳量来决定，而且还受其他因素的影响，例如焊件的大小及厚度、焊条类型、焊接参数以及结构的刚度等。一般情况下，35号钢和45号钢（包括铸钢）预热温度可选用150~250℃。含碳量再高或者因厚度和刚度很大，裂纹倾向大时，可将预热温度提高到250~400℃。表12-11中碳钢焊接及补焊用焊条的选择钢号母材含碳量（%）焊接性母材机械性能（不小于）选用焊条牌号屈服强度бs（MPa）抗拉强度бb（MPa）伸长率δ5（%）断面收缩率ψ（%）冲击值（J/cm2）不要求强度或不要求等强度要求等强度局部预热的加热范围为焊口两侧150~200mm左右。预热不仅需要一定的物质条件，而且劳动条件差。国内在生产实践基础上，创造了不预热焊接和补焊中碳钢大型工件的丰富经验（详见本章补焊实例）。（3）除以上主要措施外，还应注意以下事项：1）焊接坡口尽量开成U型。如果是铸件缺陷，铲挖出的坡口外形应圆滑，其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例，有利于防止裂纹。2）可以用风铲、气割、碳弧气刨等方法开坡口。但采用热加工法时，如果有产生切割裂纹危险时，应采取局部预热或放慢切割速度等措施。坡口及其附近的油锈要清除干净。3）焊条使用前要烘干。碱性焊条烘干温度为350~400℃，时间1~2h；钛钙型等酸性焊条烘干温度一般为150℃，时间1~2h。4）第一层焊缝焊接时，尽量采用小电流、慢焊速，以减小母材的熔深。但必须注意将母材熔透，避免产生夹渣及未熔合等缺陷。5）焊后尽可能缓冷。6）有时可采用锤击焊缝的方法减小焊接残余应力。