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金属焊接介绍
金属焊接是指被焊金属在采用一定的焊接工艺方法、焊接材料、工艺参
数及结构型式的条件下进行连接。
1.金属焊接原理
钢材料的焊接性主要取决于钢材料中的化学成分，主要是碳的含量，可
以通过碳当量来估算钢材料的焊接性。
碳钢和低合金钢的碳当量公式如下：
公式里的C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu为钢中该元素的含量百分数。
通过不同碳含量的钢材料焊接后，进行拉伸、弯曲、射线探伤等一系列
的试验验证：CE＜0.4%时，钢材料的塑性良好，淬硬倾向不明显，可焊性优
良，焊接前一般不需要预热；CE0.4%~0.6%时，钢材料的塑性下降，淬硬倾
向明显，可焊性较差，焊接前需要进行预热，常用钢材料的预热温度如下表；
CE＞0.6%时，钢材料塑性较低，淬硬倾向很强，可焊性不好，焊接前必须预
热到较高温度。
常用钢材料最低预热温度表
常用接头最厚部件的板厚t（mm）
钢材牌号20≤t20≤t20≤t
t＜20t＞80
≤40≤40≤40
Q235、
//405080
Q295
Q345/406080100
Q390、
206080100120
Q420
Q4602080100120150
注：1、“/”表示可以不进行预热；2、当母材施焊处温度低于0℃时，
应将表中母材预热温度增加20℃，且应在焊接过程中保持这一最低道间温
度；3、焊接接头板厚不同时，应按接头中较厚板的板厚选择最低预热温度
和道间温度；4、焊接接头材质不同时，应按接头中较高高强度、较高碳当
量的钢材选择最低预热温度。
2.金属焊接分类
金属材料的焊接又可以分为同种金属材料焊接和异种金属材料焊接。
同种金属材料的焊接：碳钢焊接、不锈钢焊接、铝及铝合金焊接、铜及
铜合金焊接等；
异种金属材料的焊接：碳钢与不锈钢焊接、碳钢与铜合金焊接、不锈钢
与铜合金焊接、低合金钢与铜合金等；
2.1碳钢焊接
碳钢分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。
低碳钢的碳当量低，塑性好，焊接性能也好，焊接时一般不需要预热，
焊后也不需要热处理；中碳钢的碳当量较高，焊接时在靠近焊缝区容易产生
淬硬组织和冷裂纹，因此焊接时应尽量选用低氢型焊条，并对焊件进行预热；
高碳钢的碳当量最高，可焊性更差，一般不用于制作焊接结构件。
2.2不锈钢焊接
不锈钢分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢，
不锈钢的焊接可以采用氩弧焊。
奥氏体不锈钢的焊接性是最好的，但是奥氏体不锈钢容易在焊接接头处
产生热裂纹。产生热裂纹的主要原因是奥氏体不锈钢的热导率较小，焊接时
的热量没法很快的传导出去，导致热量聚积；线膨胀系数大，焊接后冷却收
缩量大，导致拉伸应力集中；防止热裂纹的措施，尽量采用同材质的焊缝金
属，选择含杂质较低的焊接材料。
为了防止焊接接头在450~850℃温度范围内停留时间过长而产生晶间腐
蚀，防止接头过热而产生热裂纹，焊接时要采用快速焊接以减少焊接热输入。
针对不锈钢管道焊接，尽量采用氩弧焊打底，焊接电弧长度以1~3mm最
佳。
铁素体不锈钢的线膨胀系数较奥氏体小，因此其焊接热裂纹的问题不突
出，但铁素体不锈钢在焊接过程中其塑性、韧性会降低导致脆化问题；铁素
体不锈钢焊接一般采用预热措施，在100~150℃预热，使母材在富有塑韧性
的状态焊接，含铬元素越高，预热温度也应
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