中碳鋼的焊接性問題有哪些
⑴ 中碳鋼焊接時可能會出現哪些問題應如何解決
中碳鋼的焊接性
中碳鋼的碳的質量分數為0.25%~0.60%。當碳的質量分數接近0.25%而含錳量不高時,焊接性良好。隨著含碳量的增加,焊接性逐漸變差。如果碳的質量分數為0.45%左右而仍按焊接低碳鋼常用的工藝施焊時,在熱影響區可能會產生硬脆的馬氏體組織,易於開裂,即形成冷裂紋。
焊接時,相當數量的母材被熔化進入焊縫,使焊縫的含碳量增高,促使在焊縫中產生熱裂紋,特別是當硫的雜質控制不嚴時,更易出現。這種裂紋在弧坑處更為敏感,分布在焊縫中的熱裂紋於是與焊縫的魚鱗狀波紋線相垂直。
中碳鋼的焊接工藝要點
1、預熱有利於減低中碳鋼熱影響區的最高硬度,防止產生冷裂紋,這是焊接中碳鋼的主要工藝措施,預熱還能改善接頭塑性,減小焊後殘余應力。通常,35和45鋼的預熱溫度為150~250℃含碳量再高或者因厚度和剛度很大,裂紋傾向大時,可將預熱溫度提高至250~400℃。
若焊件太大,整體預熱有困難時,可進行局部預熱,局部預熱的加熱范圍為焊口兩側各150~200mm。
2、條件許可時優先選用鹼性焊條。
3、將焊件盡量開成U形坡口式進行焊接。如果是鑄件缺陷,鏟挖出的坡口外形應圓滑,其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例,以降低焊縫中的含碳量,防止裂紋產生。
4、參數 由於母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達30%左右,所以第一層焊縫焊接時,應盡量採用小電流、慢焊接速度,以減小母材的熔深。
5、焊後熱處理 焊後最好對焊件立即進行消除應力熱處理,特別是對於大厚度焊件、高剛性結構件以及嚴厲條件下(動載荷或沖擊載荷)工作的焊件更應如此。消除應力的回火溫度為600~650℃。
若焊後不能進行消除應力熱處理,應立即進行後熱處理。
⑵ 高碳鋼有什麼大的焊接缺陷,為什麼焊接性能差
高碳鋼由於含碳量高,焊接性能很差。其焊接有如下特點:(1)導熱性差,焊接區和未加熱部分之間產生顯著的溫差,當熔池急劇冷卻時,在焊縫中引起的內應力,很容易形成裂紋。
(2)對淬火更加敏感,近縫區極易形成馬氏體組織。由於組織應力的作用,使近縫區產生冷裂紋。
(3)由於焊接高溫的影響,晶粒長大快,碳化物容易在晶界上積聚、長大,使焊縫脆弱,焊接接頭強度降低。
(4)高碳鋼焊接時比中碳鋼更容易產生熱裂紋。
⑶ 中碳鋼的焊接中的應用
⑴預熱預熱有利於減低中碳鋼熱影響區的最高硬度,防止產生冷裂紋,這是焊接中碳內鋼的主要容工藝措施,預熱還能改善接頭塑性,減小焊後殘余應力。通常,35和 45鋼的預熱溫度為150~250℃含碳量再高或者因厚度和剛度很大,裂紋傾向大時,可將預熱溫度提高至250~400℃。
若焊件太大,整體預熱有困難時,可進行局部預熱,局部預熱的加熱范圍為焊口兩側各150~200mm。
⑵焊條條件許可時優先選用鹼性焊條。
⑶坡口形式將焊件盡量開成U形坡口式進行焊接。如果是鑄件缺陷,鏟挖出的坡口外形應圓滑,其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例,以降低焊縫中的含碳量,防止裂紋產生。
⑷焊接工藝參數由於母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達30%左右,所以第一層焊縫焊接時,應盡量採用小電流、慢焊接速度,以減小母材的熔深。
⑸焊後熱處理焊後最好對焊件立即進行消除應力熱處理,特別是對於大厚度焊件、高剛性結構件以及嚴厲條件下(動載荷或沖擊載荷)工作的焊件更應如此。消除應力的回火溫度為600~650℃。
若焊後不能進行消除應力熱處理,應立即進行後熱處理。
⑷ 中碳鋼與低碳鋼焊接用什麼焊條
碳鋼材料焊接,選擇焊材的原則是:等強匹配。也就是說,選擇的焊材,焊接完之後,焊縫版的強權度不能低於任何一側母材的強度。
如果中碳鋼和低碳鋼焊接,由於中碳鋼的含碳量高,強度肯定比低碳鋼要高,所以要根據中碳鋼材料來選擇焊材。
中碳鋼含碳量比低碳鋼高,強度較高,焊接性較差。常用的有35、45、55號鋼。中碳鋼焊條電弧焊及其鑄件焊補的主要特點如下:
(1)熱影響區容易產生淬硬組織。含碳量越高,板厚越大,這種傾向也越大。如果焊接材料和工
藝規范選用不當,容易產生冷裂紋。
(2)由於基本金屬含碳量較高,所以焊縫的含碳量也較高,容易產生熱裂紋。
(3)由於含碳量的增高,所以對氣孔的敏感性增加。因此對焊接材料的脫氧性,基本金屬的除油
除銹,焊接材料的烘乾等,要求更加嚴格。
提問者沒有給出具體材料牌號。對於中碳鋼來說,506焊條是一種適用焊條,可以嘗試一下,做個焊接試驗,進行選擇。
希望對你有幫助。
⑸ 中碳鋼焊接選擇什麼方法
普通中碳鋼焊接,用最普通的直流或交流電弧焊機就可以。也不需要氣氛保護。
⑹ 中碳鋼焊接的主要特點是什麼採取的工藝措施是什麼
(一)中碳鋼一般是指含碳量在0.25~0.60%左右的碳鋼,其焊接特點及採取的工藝措施 如下:
母材近縫區容易產生低塑性的淬硬組織。含碳量越高,板壁厚,這種淬硬傾向也越大。焊件剛度較大,冷卻速度較快和焊條選用不當時,容易產生冷裂紋。
由於母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例為30%左右,所以焊縫的含碳量較高,其結果是焊縫金屬容易產生熱裂紋和冷裂紋。
(二)焊接中碳鋼採取的措施:
盡可能選用鹼性低氫型焊條。這類焊條的抗冷裂及抗熱裂能力較高。個別情況下,通過嚴格控制預熱溫度和盡量減少母材熔深即減少焊縫中的含碳量等工藝措施,採用鈦鐵鈣型焊條也可能得到滿意效果。
當焊接接頭的強度不要求和母材相等時,應選用強度低的鹼性低氫焊條,如J426、H427。這類焊條焊接的焊縫塑性好、產生冷裂及熱裂的危險性更小。
在特殊情況下,可採用鉻鎳不銹鋼焊條焊接或補焊中碳鋼。其特點是在焊前不預熱的情況下,也不容易產生近縫區冷裂紋。用於焊接中碳鋼的鉻鎳不銹鋼焊條有A302,A307、A402、A407等。採用這類焊條焊接時,電流要小,焊接層數要多,操作時母材熔深要淺。但成本高,一般不宜採用。
預熱是焊接和補焊中碳鋼的主要工藝措施,尤其是焊件的厚度、剛度較大時,預熱有利於減低熱影響區最高硬度,防止產生冷裂紋,並能改善接頭的塑性。例如35號鋼和45號鋼(包括鑄鋼)預熱溫度可選用150~250℃。含碳量再高或者因厚度和剛度很大,裂紋傾向大時,可將預熱溫度提高到250~400℃。局部預熱的加熱范圍為焊口兩側
150~200mm左右。
⑺ 中碳鋼的焊接焊條有哪些
結構鋼用的焊條是按強度分類的,中碳鋼焊接時,因為含碳量大,可焊性差,因此,根據強度要求,一般選擇低合金鋼焊條,如J507、J557、J607等。
⑻ 焊接碳鋼時的一些問題
碳鋼又稱為碳抄素鋼,按含碳量劃分可以分為低碳鋼(小於0.3%)、中碳鋼(0.3%~0.6%)和高碳鋼(大於0.6%)。不知你單位焊接的是哪一類碳鋼?
低碳鋼具有很好的焊接性能,焊接接頭的塑性、韌性良好,不需要採取特殊的工藝措施即可獲得滿意的焊接接頭。選用焊材時一般掌握焊縫金屬與母材等強度原則即可。通常用J422、J426、J427,但不宜採用不銹鋼焊絲。
⑼ 低碳鋼與中碳鋼的焊接要求
低碳鋼的焊接要求:應按「等強原則」匹配,並遵守下列原則:1、不同強度低碳鋼焊接時,按強度較低一側母材要求選擇焊條,即低匹配原則;2、一般採用交直流兩用焊條;3、對剛度過大,承受沖擊、動載荷等,應優先採取低氫或超低氫型焊條。
中碳鋼的焊接要求:為防止裂紋,因此要做到「等強」與「無裂紋」兩全其美,應選擇:1、一般應選用抗裂性好的低氫或超低氫型、高韌性鹼性焊條;同強度級別的中碳鋼焊接,也適用低匹配原則,如45號鋼採用E5016或E5015焊條;3、低碳鋼與中碳鋼焊接時,按低碳鋼一側的要求選用焊條,焊條的強度級別甚至可低至E43系列。
⑽ 中碳鋼比低碳鋼焊接性差,工藝上採用什麼措施來提高其質量
樓主說的中碳鋼,定義上說是碳的含量稍高而已,百分比在0.45-0.6,以下為低碳鋼,以上為高碳鋼。
關於中碳鋼的焊接主要存在兩點因素需要考慮:
第一、結晶裂紋;
第二、延遲裂紋。
首先,關於結晶裂紋主要由材料中的雜質元素形成的低熔點共晶物,或膜狀鐵素體較低的承載而容易在焊接過程中因較高的焊接應力而出現拉裂,即熱裂紋現象。這樣的解釋雖然籠統,但反應本質,具體結晶裂紋的諸多要素非三言兩語可以概括,也不是本次討論重點,如果你需要,我可以細說。
結晶裂紋的防止措施:
1)控制焊縫金屬組織:焊縫組織是奧氏體+鐵素體的雙相組織時,不易產生低熔點雜質偏析,可減少熱裂紋的產生。但雙相組織中的鐵素體不宜超過5%,否則易產生σ相脆化;
2)控制化學成分:減少焊縫金屬中Ni、C、S及P含量,增加Cr、Mo、Si等元素,可以減少熱裂紋的產生。為了得到雙相組織,希望Cr/Ni=2.2-2.3。Ni含量過高,易產生熱裂紋;
3)選用適當葯皮類型的焊條:用低氫焊條可使焊縫晶粒細化,減少雜質偏析,提高抗裂性。用酸性葯皮焊條氧化性強,合金元素燒損多,抗裂性下降,而且晶粒粗大,易產生熱裂紋;
4)選用適當焊接規范和冷卻速度:採用小規范即小電流,快速焊來縮短焊接熔池結晶時間,快速冷卻以減少偏析,抗裂性提高。多層焊時要控制低的層間溫度,要等前一道冷卻到60度後再焊接。
其次,關於延遲裂紋(又稱冷裂紋),是厚壁低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼焊接中最應注意的危害性裂紋,因為這種裂紋有一定的潛伏期,在壓力容器行業就有統計,最高的潛伏期可達一個月之多,可見危害性之大,也非常隱蔽,必須從源頭上加以控制,它的形成原因為以下三點:
1、熔敷金屬及熱影響區的擴散氫含量;
2、材料的淬硬傾向;
3、較高的拘束度。
所以,冷裂紋的影響因素很多,也很復雜,因此控製冷裂紋總原則就是控制影響冷裂紋的三大因素,即降低拘束應力、降低氫來源,改善組織。
下面具體說明冷裂紋控制措施,望對樓主有用:
冶金方面
1)選擇抗裂性好的鋼材
降低鋼種雜質元素的含量,結合微合金化元素進而降低PCM;
2)焊接材料的選用
○1選用低氫或超低氫焊條;
○2選用低強焊條;
○3選用奧氏體焊條;
焊接工藝方面
1)預熱溫度的控制
斜Y型坡口拘束抗裂試驗:T0=1440PW-392℃
X,U,V型坡口拘束抗裂試驗:T0=1330PW-380℃
K型和T型坡口拘束抗裂試驗:T0=2030PW-550℃
2)焊接線能量的控制
為防止產生淬硬組織,應降低冷卻速度或增大t8/5,除了預熱,適當增大線能量,但必須避免奧氏體晶粒過分粗化或形成馬氏體。
3)多層焊層間時間間隔的控制
4)緊急後熱的作用
與焊後熱處理不同,緊急後熱必須搶時間,潛伏期之前的緊急後熱可以有效防止冷裂紋的產生。根據後熱溫度的高低,可能會不同程度地產生三種有利作用:a.減少殘余應力;b.改善組織(減少淬硬性);c.消除擴散氫。
後熱溫度及時間同鋼種的成分有關,為防止產生延遲裂紋,後熱溫度TPC應大於延遲裂紋形成的上限溫度TUC。引進後熱有關的碳當量[Cep]p如下:
[Cep]p=(C)+0.2033(Mn)+0.473(Cr)+0.1228(Mo)+0.0292(Ni)-0.0792(Si)+0.0359(Cu)-1.595(P)+1.692(S)+0.844(V)
TPC(℃)=455.5[Cep]p-111.4
可見,碳當量越大,後熱溫度TPC也越高。
本人江蘇科技大學焊接畢業,現上海某焊接研究所,以上是我07年寫的一份《常見裂紋產生機理及其控制措施》中為你歸納的部分。若有其它需要,盡可密我!