中碳钢的焊接.pptx

材料成型与控制技术专业群Professional Group of Material Shaping and Control Technology金属材料焊接中碳钢的焊接主讲人：宋丽平陕西工业职业技术学院碳钢的成分特点与焊接性中碳钢碳的质量分数为0.25％～0.60％。强度和硬度较高，塑性和韧性较差，淬硬性较大。当Wc接近下限时焊接性良好，随着Wc的增加焊接性严重恶化。中碳钢碳钢的成分特点与焊接性中碳钢在物理性能方面，中碳钢比低碳钢线胀系数略大，热导率稍低，这也就增加了中碳钢焊接时的热应力和过热倾向。中碳钢碳钢的成分特点与焊接性当钢中碳的质量分数大于0.15%时，碳本身的偏析以及它促进硫等其它元素的偏析都明显起来，如果钢中的硫较多，则会因形成低熔点硫化物而导致热裂纹倾向增加，因此用于焊接的中碳钢必须严格控制硫的质量分数。由于碳的质量分数较大，在焊接冶金反应中，C和FeO反应生成的CO有可能产生CO气孔。碳的增加提高了钢材的淬硬性，焊接时如果冷速较快则会在热影响区产生马氏体组织，且中碳钢的马氏体组织有较大的脆性，因此在焊接应力作用下容易发生冷裂纹和脆断。 碳钢的成分特点与焊接性 中碳钢的焊接性较差，且随碳的质量分数增加而越来越差。 焊接时的主要问题：热裂纹、冷裂纹、气孔和脆断，有时还会存在热影响区强度降低，钢中杂质越多、结构刚性越大，问题就越严重。碳钢的成分特点与焊接性焊接时就要注意母材的热处理状态。焊接已经过热处理的部件，则必须采取措施防止裂纹产生；焊后进行热处理，要求热处理后接头与母材性能相匹配，则必须注意选择焊接材料。 中碳钢的焊接工艺要点1．焊接方法 中碳钢焊接性较差，一般用作机器部件，其焊接一般是修补性的，所以焊接中碳钢最合适的焊接方法是焊条电弧焊。中碳钢的焊接工艺要点2．焊接材料一般情况下选用去硫能力强，熔敷金属扩散氢含量低，塑、韧性较好的低氢型焊条；在要求焊缝金属与母材等强度时，选相应级别的低氢焊条；在不要求等强度时，选用强度级别低于母材的低氢焊条，例如焊接强度级别为490MPa的母材，可选择E4315、E4316焊条，切不可选择强度级别比母材高的焊条。中碳钢的焊接工艺要点2．焊接材料对强度不做要求的中碳钢工具、模具等，焊接时要考虑其焊前状态：如果是在退火状态下（热处理前）焊接，选用焊条则必须要使焊缝金属与母材化学成分接近，以使焊后经热处理的焊缝金属与母材性能相同；如果是在热处理后的部件上焊接，则要选择低氢型焊条，并采取相应的工艺措施，以防止裂纹和热影响区软化。中碳钢的焊接工艺要点3．坡口制备 焊接中碳钢时为了限制焊缝金属中碳的质量分数，应减小熔合比，所以一般采用U形或V形坡口，并注意将坡口及两侧20mm范围内的油污、铁锈等污物清理干净。中碳钢的焊接工艺要点4．预热与后热 焊接中碳钢时大多需要预热和控制层间温度，以降低焊缝金属和热影响区的冷却速度，抑制马氏体的形成，提高接头的塑性，减小残余应力。焊接中碳钢的焊条、预热温度及焊后热处理温度钢牌号焊接性选用焊条牌号预热温度/℃焊后热处理温度/℃不要求等强度要求等强度25好E4303、E4301E5015、E5016＞50600～65030较好E4315、E4316E5015、E5016＞10035ZG270-500较好E4303、E4301E4315、E4316E5015、E5016＞15045ZG310-570较差E4303、E4301、E4315、E4316、E5015、E5016E5015、E5016＞25055ZG340-640较差E4303、E4301、E4315、E4316、E5015、E5016E5015、E5016--中碳钢的焊接工艺要点5．施焊特点 焊接中碳钢，尤其是在不预热的情况下焊接时，应采取工艺措施来减小熔深，降低冷却速度，防止产生裂纹。选U形坡口减小熔合比；多层焊第一层焊道采用小直径焊条、小电流焊接；将焊件置于立焊或半立焊位置、焊条横向摆动（摆动幅度取焊条直径的5～8倍，这样就相当于短段连续多道多层焊），以使母材热影响区的任何一点都在短时间内多次重复受热以取得预热和保温效果。中碳钢焊接生产案例焊条电弧焊焊接法兰长轴。材料为35钢。焊接法兰长轴中碳钢焊接生产案例采用焊条电弧焊焊接，选用E5015低氢型焊条，焊前经300～350℃烘干保温1h；仔细清理焊件坡口两侧20mm范围内的油污、铁锈等杂质；焊件水平放置，预热150～200℃，焊固定焊缝4~5段，每段长50mm；圆周焊缝分成6段或4段，分段跳焊以减小应力和变形，第一道焊缝焊速要稍慢，熄弧时注意填满弧坑。总结中碳钢的焊接性较差，且随含碳量增加而越来越差，焊接时的主要问题是冷裂纹、热裂纹、气孔和脆断，有时还会存在热影响区强度降低。钢中杂质越多、结构刚度越大，问题就越严重。总结中碳钢一般不用作焊接