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第三节 常用金属材料焊接 一、结构钢的焊接 二、不锈钢的焊接 三、有色金属的焊接 一、结构钢的焊接 1．碳钢的焊接 (1)低碳钢的焊接 (2)中碳钢的焊接 2．合金结构钢的焊接 (1)高强钢的焊接 1)热轧钢及正火钢的焊接 2)低碳调质纲的焊接 3)中碳调质钢的焊接 (2)珠光体耐热钢的焊接 1．碳钢的焊接 (1)低碳钢的焊接 低碳钢含碳量低，硅、锰含量少，其焊接性优良。 目前，手工电弧焊、埋弧焊、电渣焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、电阻焊、气焊及钎焊都是焊接低碳钢的成熟焊接方法。 (2)中碳钢的焊接 当含碳量接近wc＝0．30％，而含锰量不高时，焊接性良好。但随含碳量的增加，焊接性变差。大多数情况下，中碳钢焊接需要预热和控制层间温度(指在多层焊中，在焊后续焊道时，其前一相邻焊道所保持的最低温度)，以降低焊缝和热影响区冷却速度，从而防止产生马氏体，引起开裂。 采用手工电弧焊时，若要求焊缝与母材等强，应尽量选用与母材强度级别相等的低氢焊条。若不要求等强时，则可以选用强度级别比母材低一档的低氢焊条。例如母材为490MPa级．则焊条可用J426或J427。 2．合金结构钢的焊接 合金结构钢所含合金元素总量(质量分数)低于5％，但它的类型很多，各类钢的合金系统也不尽相同，按合金钢的应用场合来分，可分为强度用钢和特殊用钢两种。强度用钢合金化主要目的是提高钢材强度，并保证钢材有足够的塑性和韧性。特殊用钢是具有高温性能、低温性能和耐蚀性能等特殊使用性能的可焊钢。 (1)高强钢的焊接 这类钢按屈服点的高低以及热处理状态又分为： 1. 热轧钢及正火钢 2. 低碳调质钢 3. 中碳调质钢。 1)热轧钢及正火钢的焊接 热轧钢及正火钢是非热处理强化钢。屈服强度为294 ~ 490MPa。典型热轧钢有：09MnV、09MnNb、16Mn、15MnV等。典型正火钢有15MnVN、14MnMoV、18MnMoNb等。 热轧、正火钢按其用途还可分为： 压力容器用钢，如16MnR、15MnVR、16MnVNR、18MnMoNbR等； 锅炉用钢，如16Mng、18MnMoNbg、14MnMoVg； 焊接气瓶用钢 桥梁用钢等。 热轧钢及正火钢的焊接要点是： ①抗热裂性比较好。 ②有一定的冷裂倾向，且随强度级别的升高(或淬硬倾向的增加)而增大。③沉淀强化的钢种(如15MnTi、15MnVN、14MnMoV、18—MnMoNb等)有产生再热裂纹的倾向，在消除应力热处理时，应注意避免在600℃左右保温。④热轧钢在制造厚大件时，有层状撕裂的危险。⑤这类钢不存在热影响区软化问题，但有过热区脆化问题。热轧钢含碳量越高脆化程度越严重。正火钢随焊接线能量的增大或钢中含钛量的增加，脆化程度严重。 热轧钢及正火钢可采用手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊及压力焊。 2)低碳调质纲的焊接 调质钢除合金元素强化外，还须进行调质热处理强化。低碳调质钢的屈服强度为441~980MPa。典型钢号有14MnMoVN、14MnMoNbB、WEL—TEN62CF(日本)、WEL—TEN 70(日本)、T—1(美国)、HY—80(美国)等。 低碳调质纲的焊接的焊接性要是： ①一般含碳量低，而含锰量高，因此热裂倾向小。高镍低锰类低合金高强钢对液化裂纹比较敏感。②冷裂纹倾向比较大，但只要工艺合适，冷裂纹是呵以避免的。③有一定的再热裂纹敏感性(如14MnMoNbB钢中碳化物形成元素Mo、Nb、B共同作用结果使其易产生再热裂纹)。④对层状撕裂不敏感。⑤有过热区脆化和热影响区软化问题。 为防止冷裂纹的产生，必须严格堆确地选用预热温度。如有可能，采用低温预热加后热，或不预热只采用后热的办法既可以防止低碳调质钢产生冷裂纹，又能减轻或消除过高的预热温度对其热影响区(产生粗大马氏体)韧性的过度损害。焊接这类钢应避免采用过大的焊接线能量，以避免过度降低焊接热影响区的韧性。为此不推荐采用大直径焊条或焊丝。只要可能，应采用多层小焊道焊缝。最好采用窄焊道，而不采用横向摆动的焊接。 低碳调质钢可采用手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、药芯焊丝气体保护焊。 3