中碳鋼的焊接

一、         中碳鋼的焊接特點(diǎn)

中碳鋼的碳含量只比低碳鋼提高0.2%~0.3%，但是這點(diǎn)變化卻引起了焊接性的嚴(yán)重惡化。同時(shí)在物理性能方面，中碳鋼比低碳鋼線膨脹系數(shù)略高，熱導(dǎo)率稍低，這也就增加了中碳鋼焊接的熱應(yīng)力和過(guò)熱傾向。

由于含碳量的提高，中碳鋼的強(qiáng)度增加，但保護(hù)碳免于燒損的難度加大。碳和FeO 的還原反應(yīng)，生成的CO可能促使氣孔的產(chǎn)生。

當(dāng)鋼中的Wc大于0.15%時(shí)，碳本身的偏析以及它促進(jìn)硫（S）等其他元素的偏析都明顯起來(lái)，這樣會(huì)導(dǎo)致鋼的熱裂紋傾向增大。為了避免低熔點(diǎn)硫化物形成膜狀分布而必須增大Mn 含量，這樣會(huì)使中碳鋼中國(guó)的Mn含量超過(guò)正常值，從而在冶金上產(chǎn)生一定困難，故用于焊接的中碳鋼需要嚴(yán)格限制S、P含量。

碳使鋼的焊接性變壞的主要原因是它提高了鋼的淬硬性，無(wú)論是焊縫區(qū)淬火或熱影響區(qū)淬火，尤其是過(guò)熱去淬火，中碳鋼的馬氏體由于有較大的脆性，在焊接應(yīng)力和擴(kuò)散氫的作用下就容易發(fā)生冷裂紋和脆斷。

總之，中碳鋼的焊接性較差，隨鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，焊接性會(huì)變差。主要的焊接缺陷是熱裂紋、冷裂紋、氣孔和接頭脆性，有時(shí)熱影響區(qū)里的強(qiáng)度還會(huì)下降。當(dāng)鋼中的雜質(zhì)較多，焊件剛性較大時(shí)，焊接問(wèn)題會(huì)更加突出。

二、         中碳鋼的焊接工藝

（1）       焊接方法  中碳鋼焊件焊接時(shí)，焊條電弧焊是最恰當(dāng)?shù)暮附臃椒?，?yīng)采用相應(yīng)強(qiáng)度級(jí)別的堿性低氫型焊條。

（2）       坡口制備  中碳鋼焊接時(shí)，為了限制焊縫中的含碳量、減少融合比，一般開(kāi)成帶鈍邊的U形或V形坡口，并將坡口兩側(cè)油、銹等污物清除干凈。

（3）       預(yù)熱  大多數(shù)情況下，中碳鋼焊接需要預(yù)熱和控制層間溫度以降低焊縫和熱影響區(qū)冷卻速度，防止產(chǎn)生馬氏體，預(yù)熱溫度取決于碳當(dāng)量、母材厚度、結(jié)構(gòu)剛度、焊條類型和工藝方法等。通常35鋼、45鋼預(yù)熱溫度可達(dá)150~250℃，碳含量再高，或厚度大，或韌性大，則預(yù)熱溫度可達(dá)250~400℃。

（4）       焊接電源  一般選用直流弧焊電源，反極接，這樣可以使熔深減少，起到降低裂紋傾向和氣孔敏感性的作用。

（5）       焊后熱處理  焊后盡量立即進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，特別對(duì)于厚度大或剛性大的工件。消除應(yīng)力回火溫度一般為600~800℃。

如果焊后不能立即進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，也要進(jìn)行后熱，即采取保溫、緩冷措施，使擴(kuò)散氫逸出，以減少裂紋的產(chǎn)生。