中碳钢的焊接性问题有哪些
⑴ 中碳钢焊接时可能会出现哪些问题应如何解决
中碳钢的焊接性
中碳钢的碳的质量分数为0.25%~0.60%。当碳的质量分数接近0.25%而含锰量不高时,焊接性良好。随着含碳量的增加,焊接性逐渐变差。如果碳的质量分数为0.45%左右而仍按焊接低碳钢常用的工艺施焊时,在热影响区可能会产生硬脆的马氏体组织,易于开裂,即形成冷裂纹。
焊接时,相当数量的母材被熔化进入焊缝,使焊缝的含碳量增高,促使在焊缝中产生热裂纹,特别是当硫的杂质控制不严时,更易出现。这种裂纹在弧坑处更为敏感,分布在焊缝中的热裂纹于是与焊缝的鱼鳞状波纹线相垂直。
中碳钢的焊接工艺要点
1、预热有利于减低中碳钢热影响区的最高硬度,防止产生冷裂纹,这是焊接中碳钢的主要工艺措施,预热还能改善接头塑性,减小焊后残余应力。通常,35和45钢的预热温度为150~250℃含碳量再高或者因厚度和刚度很大,裂纹倾向大时,可将预热温度提高至250~400℃。
若焊件太大,整体预热有困难时,可进行局部预热,局部预热的加热范围为焊口两侧各150~200mm。
2、条件许可时优先选用碱性焊条。
3、将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷,铲挖出的坡口外形应圆滑,其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例,以降低焊缝中的含碳量,防止裂纹产生。
4、参数 由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右,所以第一层焊缝焊接时,应尽量采用小电流、慢焊接速度,以减小母材的熔深。
5、焊后热处理 焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理,特别是对于大厚度焊件、高刚性结构件以及严厉条件下(动载荷或冲击载荷)工作的焊件更应如此。消除应力的回火温度为600~650℃。
若焊后不能进行消除应力热处理,应立即进行后热处理。
⑵ 高碳钢有什么大的焊接缺陷,为什么焊接性能差
高碳钢由于含碳量高,焊接性能很差。其焊接有如下特点:(1)导热性差,焊接区和未加热部分之间产生显著的温差,当熔池急剧冷却时,在焊缝中引起的内应力,很容易形成裂纹。
(2)对淬火更加敏感,近缝区极易形成马氏体组织。由于组织应力的作用,使近缝区产生冷裂纹。
(3)由于焊接高温的影响,晶粒长大快,碳化物容易在晶界上积聚、长大,使焊缝脆弱,焊接接头强度降低。
(4)高碳钢焊接时比中碳钢更容易产生热裂纹。
⑶ 中碳钢的焊接中的应用
⑴预热预热有利于减低中碳钢热影响区的最高硬度,防止产生冷裂纹,这是焊接中碳内钢的主要容工艺措施,预热还能改善接头塑性,减小焊后残余应力。通常,35和 45钢的预热温度为150~250℃含碳量再高或者因厚度和刚度很大,裂纹倾向大时,可将预热温度提高至250~400℃。
若焊件太大,整体预热有困难时,可进行局部预热,局部预热的加热范围为焊口两侧各150~200mm。
⑵焊条条件许可时优先选用碱性焊条。
⑶坡口形式将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷,铲挖出的坡口外形应圆滑,其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例,以降低焊缝中的含碳量,防止裂纹产生。
⑷焊接工艺参数由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右,所以第一层焊缝焊接时,应尽量采用小电流、慢焊接速度,以减小母材的熔深。
⑸焊后热处理焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理,特别是对于大厚度焊件、高刚性结构件以及严厉条件下(动载荷或冲击载荷)工作的焊件更应如此。消除应力的回火温度为600~650℃。
若焊后不能进行消除应力热处理,应立即进行后热处理。
⑷ 中碳钢与低碳钢焊接用什么焊条
碳钢材料焊接,选择焊材的原则是:等强匹配。也就是说,选择的焊材,焊接完之后,焊缝版的强权度不能低于任何一侧母材的强度。
如果中碳钢和低碳钢焊接,由于中碳钢的含碳量高,强度肯定比低碳钢要高,所以要根据中碳钢材料来选择焊材。
中碳钢含碳量比低碳钢高,强度较高,焊接性较差。常用的有35、45、55号钢。中碳钢焊条电弧焊及其铸件焊补的主要特点如下:
(1)热影响区容易产生淬硬组织。含碳量越高,板厚越大,这种倾向也越大。如果焊接材料和工
艺规范选用不当,容易产生冷裂纹。
(2)由于基本金属含碳量较高,所以焊缝的含碳量也较高,容易产生热裂纹。
(3)由于含碳量的增高,所以对气孔的敏感性增加。因此对焊接材料的脱氧性,基本金属的除油
除锈,焊接材料的烘干等,要求更加严格。
提问者没有给出具体材料牌号。对于中碳钢来说,506焊条是一种适用焊条,可以尝试一下,做个焊接试验,进行选择。
希望对你有帮助。
⑸ 中碳钢焊接选择什么方法
普通中碳钢焊接,用最普通的直流或交流电弧焊机就可以。也不需要气氛保护。
⑹ 中碳钢焊接的主要特点是什么采取的工艺措施是什么
(一)中碳钢一般是指含碳量在0.25~0.60%左右的碳钢,其焊接特点及采取的工艺措施 如下:
母材近缝区容易产生低塑性的淬硬组织。含碳量越高,板壁厚,这种淬硬倾向也越大。焊件刚度较大,冷却速度较快和焊条选用不当时,容易产生冷裂纹。
由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例为30%左右,所以焊缝的含碳量较高,其结果是焊缝金属容易产生热裂纹和冷裂纹。
(二)焊接中碳钢采取的措施:
尽可能选用碱性低氢型焊条。这类焊条的抗冷裂及抗热裂能力较高。个别情况下,通过严格控制预热温度和尽量减少母材熔深即减少焊缝中的含碳量等工艺措施,采用钛铁钙型焊条也可能得到满意效果。
当焊接接头的强度不要求和母材相等时,应选用强度低的碱性低氢焊条,如J426、H427。这类焊条焊接的焊缝塑性好、产生冷裂及热裂的危险性更小。
在特殊情况下,可采用铬镍不锈钢焊条焊接或补焊中碳钢。其特点是在焊前不预热的情况下,也不容易产生近缝区冷裂纹。用于焊接中碳钢的铬镍不锈钢焊条有A302,A307、A402、A407等。采用这类焊条焊接时,电流要小,焊接层数要多,操作时母材熔深要浅。但成本高,一般不宜采用。
预热是焊接和补焊中碳钢的主要工艺措施,尤其是焊件的厚度、刚度较大时,预热有利于减低热影响区最高硬度,防止产生冷裂纹,并能改善接头的塑性。例如35号钢和45号钢(包括铸钢)预热温度可选用150~250℃。含碳量再高或者因厚度和刚度很大,裂纹倾向大时,可将预热温度提高到250~400℃。局部预热的加热范围为焊口两侧
150~200mm左右。
⑺ 中碳钢的焊接焊条有哪些
结构钢用的焊条是按强度分类的,中碳钢焊接时,因为含碳量大,可焊性差,因此,根据强度要求,一般选择低合金钢焊条,如J507、J557、J607等。
⑻ 焊接碳钢时的一些问题
碳钢又称为碳抄素钢,按含碳量划分可以分为低碳钢(小于0.3%)、中碳钢(0.3%~0.6%)和高碳钢(大于0.6%)。不知你单位焊接的是哪一类碳钢?
低碳钢具有很好的焊接性能,焊接接头的塑性、韧性良好,不需要采取特殊的工艺措施即可获得满意的焊接接头。选用焊材时一般掌握焊缝金属与母材等强度原则即可。通常用J422、J426、J427,但不宜采用不锈钢焊丝。
⑼ 低碳钢与中碳钢的焊接要求
低碳钢的焊接要求:应按“等强原则”匹配,并遵守下列原则:1、不同强度低碳钢焊接时,按强度较低一侧母材要求选择焊条,即低匹配原则;2、一般采用交直流两用焊条;3、对刚度过大,承受冲击、动载荷等,应优先采取低氢或超低氢型焊条。
中碳钢的焊接要求:为防止裂纹,因此要做到“等强”与“无裂纹”两全其美,应选择:1、一般应选用抗裂性好的低氢或超低氢型、高韧性碱性焊条;同强度级别的中碳钢焊接,也适用低匹配原则,如45号钢采用E5016或E5015焊条;3、低碳钢与中碳钢焊接时,按低碳钢一侧的要求选用焊条,焊条的强度级别甚至可低至E43系列。
⑽ 中碳钢比低碳钢焊接性差,工艺上采用什么措施来提高其质量
楼主说的中碳钢,定义上说是碳的含量稍高而已,百分比在0.45-0.6,以下为低碳钢,以上为高碳钢。
关于中碳钢的焊接主要存在两点因素需要考虑:
第一、结晶裂纹;
第二、延迟裂纹。
首先,关于结晶裂纹主要由材料中的杂质元素形成的低熔点共晶物,或膜状铁素体较低的承载而容易在焊接过程中因较高的焊接应力而出现拉裂,即热裂纹现象。这样的解释虽然笼统,但反应本质,具体结晶裂纹的诸多要素非三言两语可以概括,也不是本次讨论重点,如果你需要,我可以细说。
结晶裂纹的防止措施:
1)控制焊缝金属组织:焊缝组织是奥氏体+铁素体的双相组织时,不易产生低熔点杂质偏析,可减少热裂纹的产生。但双相组织中的铁素体不宜超过5%,否则易产生σ相脆化;
2)控制化学成分:减少焊缝金属中Ni、C、S及P含量,增加Cr、Mo、Si等元素,可以减少热裂纹的产生。为了得到双相组织,希望Cr/Ni=2.2-2.3。Ni含量过高,易产生热裂纹;
3)选用适当药皮类型的焊条:用低氢焊条可使焊缝晶粒细化,减少杂质偏析,提高抗裂性。用酸性药皮焊条氧化性强,合金元素烧损多,抗裂性下降,而且晶粒粗大,易产生热裂纹;
4)选用适当焊接规范和冷却速度:采用小规范即小电流,快速焊来缩短焊接熔池结晶时间,快速冷却以减少偏析,抗裂性提高。多层焊时要控制低的层间温度,要等前一道冷却到60度后再焊接。
其次,关于延迟裂纹(又称冷裂纹),是厚壁低碳钢、中碳钢、高碳钢焊接中最应注意的危害性裂纹,因为这种裂纹有一定的潜伏期,在压力容器行业就有统计,最高的潜伏期可达一个月之多,可见危害性之大,也非常隐蔽,必须从源头上加以控制,它的形成原因为以下三点:
1、熔敷金属及热影响区的扩散氢含量;
2、材料的淬硬倾向;
3、较高的拘束度。
所以,冷裂纹的影响因素很多,也很复杂,因此控制冷裂纹总原则就是控制影响冷裂纹的三大因素,即降低拘束应力、降低氢来源,改善组织。
下面具体说明冷裂纹控制措施,望对楼主有用:
冶金方面
1)选择抗裂性好的钢材
降低钢种杂质元素的含量,结合微合金化元素进而降低PCM;
2)焊接材料的选用
○1选用低氢或超低氢焊条;
○2选用低强焊条;
○3选用奥氏体焊条;
焊接工艺方面
1)预热温度的控制
斜Y型坡口拘束抗裂试验:T0=1440PW-392℃
X,U,V型坡口拘束抗裂试验:T0=1330PW-380℃
K型和T型坡口拘束抗裂试验:T0=2030PW-550℃
2)焊接线能量的控制
为防止产生淬硬组织,应降低冷却速度或增大t8/5,除了预热,适当增大线能量,但必须避免奥氏体晶粒过分粗化或形成马氏体。
3)多层焊层间时间间隔的控制
4)紧急后热的作用
与焊后热处理不同,紧急后热必须抢时间,潜伏期之前的紧急后热可以有效防止冷裂纹的产生。根据后热温度的高低,可能会不同程度地产生三种有利作用:a.减少残余应力;b.改善组织(减少淬硬性);c.消除扩散氢。
后热温度及时间同钢种的成分有关,为防止产生延迟裂纹,后热温度TPC应大于延迟裂纹形成的上限温度TUC。引进后热有关的碳当量[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
可见,碳当量越大,后热温度TPC也越高。
本人江苏科技大学焊接毕业,现上海某焊接研究所,以上是我07年写的一份《常见裂纹产生机理及其控制措施》中为你归纳的部分。若有其它需要,尽可密我!