七_(dá)中碳鋼、熱軋鋼的焊接

1、（第一節(jié)）（第一節(jié)）中碳鋼的焊接工藝中碳鋼的焊接工藝 中碳鋼的中碳鋼的（C）在）在0.300.60之間，之間，（Mn）為）為 0.51.2，（Si）在）在0.170.37。中碳鋼除大量。中碳鋼除大量用做機(jī)器零件外，目前有些船舶、建筑鋼結(jié)構(gòu)也采用中碳用做機(jī)器零件外，目前有些船舶、建筑鋼結(jié)構(gòu)也采用中碳鋼，實(shí)際工程中經(jīng)常需要進(jìn)行中碳鋼的焊接。鋼，實(shí)際工程中經(jīng)常需要進(jìn)行中碳鋼的焊接。 一、焊接用低碳鋼的成分和性能 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 如如GB/T699-1999中的中的30、35、45、55 一般工程用鑄鋼一般工程用鑄鋼 如GB/T11352-1989中的ZG270-500、ZG310-57

2、0、ZG340-640等。 表3-9 焊接常用中碳鋼的化學(xué)成分表 3-10 焊接常用中碳鋼的力學(xué)性能 二、中碳鋼的焊接性分析二、中碳鋼的焊接性分析 中碳鋼中碳鋼(C)范圍為范圍為0.300.60。按。按IIW計(jì)算的碳當(dāng)量在計(jì)算的碳當(dāng)量在0.40080%之間，當(dāng)之間，當(dāng)(C)接近接近0.30而而（Mn）不高的）不高的Q275、30、30Mn鋼，焊接鋼，焊接性良好。隨著性良好。隨著(C)的增加，焊接性逐漸變差。的增加，焊接性逐漸變差。 冷裂紋冷裂紋 熱影響區(qū)可能產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，使其強(qiáng)度提高、脆化熱影響區(qū)可能產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，使其強(qiáng)度提高、脆化和硬化，冷裂紋敏感性增大。當(dāng)焊接材料和焊接過(guò)程

3、控制不和硬化，冷裂紋敏感性增大。當(dāng)焊接材料和焊接過(guò)程控制不好，焊縫擴(kuò)散氫含量較大時(shí)，焊縫也開裂。好，焊縫擴(kuò)散氫含量較大時(shí)，焊縫也開裂。主要帶來(lái)的問(wèn)題：主要帶來(lái)的問(wèn)題： 熱裂紋熱裂紋 隨著碳含量的增加，增加了焊縫中的隨著碳含量的增加，增加了焊縫中的S、P偏析，焊縫中的偏析，焊縫中的熱裂紋傾向增大，特別是雜質(zhì)硫控制不嚴(yán)時(shí)，更顯示出來(lái)。熱裂紋傾向增大，特別是雜質(zhì)硫控制不嚴(yán)時(shí)，更顯示出來(lái)。這種熱裂紋在弧坑處更為敏感。這種熱裂紋在弧坑處更為敏感。氣孔氣孔 焊接時(shí)，因熔化母材中的碳進(jìn)入熔池，導(dǎo)致焊縫金屬碳含量焊接時(shí)，因熔化母材中的碳進(jìn)入熔池，導(dǎo)致焊縫金屬碳含量增加，也增加了氣孔增加，也增加了氣孔(CO)的

4、敏感性。的敏感性。 熱影響區(qū)軟化熱影響區(qū)軟化焊前經(jīng)過(guò)淬火處理的中碳鋼零件，在熱影響區(qū)可能出現(xiàn)焊前經(jīng)過(guò)淬火處理的中碳鋼零件，在熱影響區(qū)可能出現(xiàn)回火軟化現(xiàn)象?；鼗疖浕F(xiàn)象。 有時(shí)為了提高中碳鋼耐磨或耐蝕性能，在表面堆焊一層高合金層。此時(shí)應(yīng)防止堆焊層與基體成分差異過(guò)大在熔合區(qū)產(chǎn)生過(guò)多的合金馬氏體組織，易造成該區(qū)冷裂紋或產(chǎn)生剝離。 對(duì)于中碳鋼鑄鋼件，焊接修復(fù)時(shí)，應(yīng)防止焊接冷裂紋或修復(fù)部位焊接殘余應(yīng)力過(guò)大而導(dǎo)致開裂。 三、中碳鋼的焊接工藝三、中碳鋼的焊接工藝（一）焊接方法的選擇常用方法常用方法中碳鋼焊接性較差，大都用于制造機(jī)械零件，焊接方法應(yīng)選用焊中碳鋼焊接性較差，大都用于制造機(jī)械零件，焊接方法應(yīng)選用焊

5、接熱輸入易控制，且較小的焊接方法，如焊條電弧焊，接熱輸入易控制，且較小的焊接方法，如焊條電弧焊，CO2氣體氣體保護(hù)焊、氬弧焊等。保護(hù)焊、氬弧焊等。 電渣焊電渣焊與埋弧焊相比，由于電渣焊渣池對(duì)焊件良好的預(yù)熱作用，以及冷與埋弧焊相比，由于電渣焊渣池對(duì)焊件良好的預(yù)熱作用，以及冷卻速度極慢的特點(diǎn)，更適宜于中碳鋼的焊接。如焊絲卻速度極慢的特點(diǎn)，更適宜于中碳鋼的焊接。如焊絲-焊劑組合選焊劑組合選配恰當(dāng)，焊接工藝參數(shù)合適，則焊縫及熱影響區(qū)不至于出現(xiàn)淬硬配恰當(dāng)，焊接工藝參數(shù)合適，則焊縫及熱影響區(qū)不至于出現(xiàn)淬硬組織，焊后產(chǎn)生冷裂紋的傾向也小。缺點(diǎn)是只適合于厚板長(zhǎng)直焊組織，焊后產(chǎn)生冷裂紋的傾向也小。缺點(diǎn)是只適合于

6、厚板長(zhǎng)直焊縫，且焊后應(yīng)進(jìn)行正火熱處理以細(xì)化晶粒，如大型齒輪毛坯、電縫，且焊后應(yīng)進(jìn)行正火熱處理以細(xì)化晶粒，如大型齒輪毛坯、電機(jī)座、壓力機(jī)機(jī)架、壓力機(jī)壓輥、大型油壓機(jī)支柱和柱體的焊接，機(jī)座、壓力機(jī)機(jī)架、壓力機(jī)壓輥、大型油壓機(jī)支柱和柱體的焊接，用電渣焊能減少制造時(shí)間，節(jié)省焊劑消耗。用電渣焊能減少制造時(shí)間，節(jié)省焊劑消耗。 埋弧焊埋弧焊不推薦使用埋弧焊。如必須使用，也只限于不推薦使用埋弧焊。如必須使用，也只限于（C）0.40的中的中碳鋼中薄板，如含碳量處于下限的碳鋼中薄板，如含碳量處于下限的35鋼（鋼（W（C）0.32 0.40）及）及 30鋼（鋼（C）0.270.35）。選用低碳優(yōu)質(zhì)焊絲）。選用低碳優(yōu)

7、質(zhì)焊絲 H08A、H08E、H08MnA配硅鈣型燒結(jié)焊劑配硅鈣型燒結(jié)焊劑SJ301、SJ302，焊前，焊前應(yīng)預(yù)熱到應(yīng)預(yù)熱到150。焊后立即進(jìn)行消除應(yīng)力處理或去氫處理。焊后立即進(jìn)行消除應(yīng)力處理或去氫處理。 （二）焊接材料的選擇盡量采用低氫型盡量采用低氫型焊接材料焊接材料 應(yīng)盡量選用抗裂性好的低氫型焊條，因熔敷金屬擴(kuò)散氫量少，應(yīng)盡量選用抗裂性好的低氫型焊條，因熔敷金屬擴(kuò)散氫量少，去硫能力強(qiáng)，故熔敷金屬塑性、韌性良好，抗裂性好。如果去硫能力強(qiáng)，故熔敷金屬塑性、韌性良好，抗裂性好。如果選用非低氫型焊條，如鈦鐵礦型或鈦鈣型焊條進(jìn)行焊接，必選用非低氫型焊條，如鈦鐵礦型或鈦鈣型焊條進(jìn)行焊接，必須采取嚴(yán)格的工

8、藝措施配合，如控制預(yù)熱溫度、減少母材熔須采取嚴(yán)格的工藝措施配合，如控制預(yù)熱溫度、減少母材熔合比等，才能獲得滿意的結(jié)果。合比等，才能獲得滿意的結(jié)果。 特殊情況下選特殊情況下選擇焊接材料擇焊接材料如母材不允許預(yù)熱時(shí)，可選用鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條焊接，如母材不允許預(yù)熱時(shí)，可選用鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條焊接，焊縫金屬為奧氏體組織，塑性好，可減少焊接接頭應(yīng)力，避焊縫金屬為奧氏體組織，塑性好，可減少焊接接頭應(yīng)力，避免熱影響區(qū)冷裂紋的產(chǎn)生。用于中碳鋼焊接的鉻鎳奧氏體不免熱影響區(qū)冷裂紋的產(chǎn)生。用于中碳鋼焊接的鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條有銹鋼焊條有E30816（A102）、）、E30815（A107）、）、E30916（A

9、302）、）、E30915（A307）、）、E31016（A402）、）、 E31015（A407）等。）等。 焊縫金屬與母焊縫金屬與母材強(qiáng)度匹配材強(qiáng)度匹配要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)選用強(qiáng)度級(jí)別相當(dāng)?shù)牡蜌鋲A性要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)選用強(qiáng)度級(jí)別相當(dāng)?shù)牡蜌鋲A性焊條；在不要求等強(qiáng)度時(shí)，可選用焊條；在不要求等強(qiáng)度時(shí)，可選用強(qiáng)度級(jí)別低于母材強(qiáng)度級(jí)別低于母材的低氫堿性的低氫堿性焊條，例如焊接母材為焊條，例如焊接母材為490MPa的鋼，可選用的鋼，可選用E4316、 E4315焊焊條。條。 考慮焊前狀態(tài)考慮焊前狀態(tài)熱處理前即退火狀態(tài)下焊接，選用焊條必須使焊縫金屬成分與熱處理前即退火狀態(tài)下焊接，選

10、用焊條必須使焊縫金屬成分與母材相近，以使焊后經(jīng)熱處理的焊縫金屬達(dá)到與母材相同的性母材相近，以使焊后經(jīng)熱處理的焊縫金屬達(dá)到與母材相同的性能；如在熱處理后（一般為調(diào)質(zhì)處理）的部件上焊接，則必須能；如在熱處理后（一般為調(diào)質(zhì)處理）的部件上焊接，則必須選用低氫堿性焊條，采取相應(yīng)工藝措施，以防止裂紋和減少熱選用低氫堿性焊條，采取相應(yīng)工藝措施，以防止裂紋和減少熱影響區(qū)的軟化。影響區(qū)的軟化。 （三）焊接工藝要點(diǎn)預(yù)熱預(yù)熱中碳鋼焊接需要預(yù)熱，控制層間溫度（一般不能低于預(yù)熱溫度），中碳鋼焊接需要預(yù)熱，控制層間溫度（一般不能低于預(yù)熱溫度），以降低焊縫金屬和熱影響區(qū)的冷卻速度，抑制馬氏體的形成，提以降低焊縫金屬和熱影響

11、區(qū)的冷卻速度，抑制馬氏體的形成，提高焊接接頭的塑性，減小殘余應(yīng)力。預(yù)熱溫度取決于碳當(dāng)量、母高焊接接頭的塑性，減小殘余應(yīng)力。預(yù)熱溫度取決于碳當(dāng)量、母村厚度、結(jié)構(gòu)剛度、焊條類型和工藝方法。如表村厚度、結(jié)構(gòu)剛度、焊條類型和工藝方法。如表3-6 焊后熱處理焊后熱處理焊后最好立即消除應(yīng)力熱處理，至少應(yīng)在焊件冷卻到預(yù)焊后最好立即消除應(yīng)力熱處理，至少應(yīng)在焊件冷卻到預(yù)熱溫度或?qū)娱g溫度之前進(jìn)行，消除應(yīng)力回火溫度一般為熱溫度或?qū)娱g溫度之前進(jìn)行，消除應(yīng)力回火溫度一般為600650，焊件在爐中加熱和冷卻應(yīng)平緩，以減少截，焊件在爐中加熱和冷卻應(yīng)平緩，以減少截面厚度方向的溫度梯度。面厚度方向的溫度梯度。 工藝措施工藝措施

12、降低母材熔合比（降低母材熔合比（U形坡口），減小熱輸入，降低冷卻速形坡口），減小熱輸入，降低冷卻速度（細(xì)焊條，小電流，多層焊等），焊件置于立焊或半立度（細(xì)焊條，小電流，多層焊等），焊件置于立焊或半立焊位置，焊條作橫向擺動(dòng)，其幅度取焊條直徑的焊位置，焊條作橫向擺動(dòng)，其幅度取焊條直徑的58倍。倍。 冶金保護(hù)冶金保護(hù)焊接中碳鋼采用焊接中碳鋼采用J507焊條，當(dāng)焊接沸騰鋼時(shí)，加入含有足焊條，當(dāng)焊接沸騰鋼時(shí)，加入含有足夠數(shù)量脫氧劑（例如夠數(shù)量脫氧劑（例如 Al、 Mn、 Si）的填充金屬，可以防）的填充金屬，可以防止焊縫氣孔。止焊縫氣孔。 后熱后熱若焊后不可能立即消除應(yīng)力，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行后熱，以便去氫。后若

13、焊后不可能立即消除應(yīng)力，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行后熱，以便去氫。后熱保溫時(shí)間大約每熱保溫時(shí)間大約每10mm厚度為厚度為lh左右。左右。 中碳鋼的焊接并不少見(jiàn)，例如40、45或 50鋼的焊接時(shí)有發(fā)生。不過(guò)，這些鋼材往往制成機(jī)器零件，并非大型結(jié)構(gòu)，所以大多為焊條電弧焊。 三、中碳鋼焊接實(shí)例 例如，一根45鋼、75mm的機(jī)軸，采用焊接辦法接長(zhǎng)。焊前接頭處開成坡口，預(yù)熱200，采用E5015（J507）焊條（預(yù)先按焊條說(shuō)明書規(guī)定烘培）焊接。第1層焊縫焊接電流為170180A，務(wù)必焊透；第2層及以后各層焊接電流為180190A。焊接時(shí)，保持層間溫度200，焊完以后立即消除應(yīng)力，T65015、2.5h，接著緩冷，24h

14、以后打開取出。 又如中碳鋼的CO2氣體保護(hù)焊，工件為鍛壓機(jī)的對(duì)擊錘頭，工況條件惡劣，承受250kg的巨大沖擊載荷。錘頭材質(zhì)為ZG270-500，b490MPa,s275MPa。使用過(guò)程中，錘頭滑道板斷裂，共4道通長(zhǎng)裂紋，總長(zhǎng)約6m。如用焊條電弧焊，估計(jì)需焊條2t，焊接及中間消除應(yīng)力熱處理時(shí)間總共約需1個(gè)月，勞動(dòng)強(qiáng)度也大。因此，選用CO2氣體保護(hù)焊，焊絲為H08Mn2SiA，其熔敷金屬的b和s皆與母材匹配。錘頭滑道板曾經(jīng)表面淬火強(qiáng)化，故焊前先行退火。預(yù)熱和層間溫度為200250。焊接時(shí)先用J350焊條在工件表面進(jìn)行預(yù)堆焊，再用CO2氣體保護(hù)焊焊接。當(dāng)坡口中焊縫金屬約達(dá)1/2時(shí)，進(jìn)行450480、

15、2.5h的中間消除應(yīng)力熱處理。焊縫全部完成后，立即進(jìn)爐進(jìn)行最后消除應(yīng)力熱處理。 第第二二節(jié)節(jié) 熱軋及正火鋼的焊接工藝熱軋及正火鋼的焊接工藝 熱軋鋼或正火鋼熱軋鋼或正火鋼-屈服強(qiáng)度為屈服強(qiáng)度為295490Mpa的低合金的低合金高強(qiáng)鋼，一般是在熱軋或正火狀態(tài)下供貨使用，故稱為高強(qiáng)鋼，一般是在熱軋或正火狀態(tài)下供貨使用，故稱為熱軋鋼或正火鋼，屬于非熱處理強(qiáng)化鋼。熱軋鋼或正火鋼，屬于非熱處理強(qiáng)化鋼。 熱軋鋼熱軋鋼正火鋼正火鋼正火狀態(tài)下使用正火狀態(tài)下使用正火正火+回火狀態(tài)下使用（含鉬（回火狀態(tài)下使用（含鉬（Mo)鋼）鋼） 一、熱軋及正火鋼的性能特點(diǎn) 典型熱軋及正火鋼的化學(xué)成分及牌號(hào)見(jiàn)表7-2，力學(xué)性能見(jiàn)表

16、7-3。熱軋鋼熱軋鋼s295390MPa的鋼，主要以的鋼，主要以Mn、Si起固溶強(qiáng)化。起固溶強(qiáng)化。也可再加入也可再加入V、Nb以達(dá)到細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化的作用。以達(dá)到細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化的作用。 Q295、Q345、Q390；組織為細(xì)晶粒；組織為細(xì)晶粒F+P。正火正火+回火狀回火狀態(tài)使用的鋼態(tài)使用的鋼正火狀態(tài)下正火狀態(tài)下使用的鋼使用的鋼Q420、HW530、HW590；正火處理；正火處理碳化物析出碳化物析出沉淀強(qiáng)化、細(xì)晶沉淀強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)度、韌性，強(qiáng)度、韌性，焊接性。水電站壓焊接性。水電站壓力鋼管、壓力容器（特別是球形儲(chǔ)罐）用鋼力鋼管、壓力容器（特別是球形儲(chǔ)罐）用鋼 加入加入Mo強(qiáng)度、細(xì)晶，提高鋼的

17、中溫耐熱性，但強(qiáng)度、細(xì)晶，提高鋼的中溫耐熱性，但塑性、韌性（須正火后回火以改善）。一般在塑性、韌性（須正火后回火以改善）。一般在Mn-Mo 系上加系上加Ni或或Nb。13MnNiMoNb、18MnMoNb。主要用于制造高壓鍋爐鍋筒。主要用于制造高壓鍋爐鍋筒。 二、熱軋及正火鋼的焊接性分析 焊接性分析找出焊接時(shí)可出現(xiàn)的問(wèn)題（性能不合格或焊接缺陷）。 熱軋及正火鋼屬于非熱處理強(qiáng)化鋼，碳及合金元素的含量比較低，此類鋼總的焊接性較好，但Me及強(qiáng)度 焊接性。主要為焊接裂紋與HAZ脆化。 1焊接裂紋 結(jié)晶裂紋結(jié)晶裂紋含碳量較低，含錳量都較高，含碳量較低，含錳量都較高，Mn/S比值較大，因而具有較好的抗比值

18、較大，因而具有較好的抗熱裂性能；特殊情況下（熱裂性能；特殊情況下（C、S同時(shí)居上限或偏析嚴(yán)重）可能產(chǎn)生。同時(shí)居上限或偏析嚴(yán)重）可能產(chǎn)生。防止：防止：Mn、CS含量（用低氫型焊條、超低碳焊絲含量（用低氫型焊條、超低碳焊絲+高高M(jìn)n高高Si焊劑、焊劑、熔合比）。熔合比）。 消除應(yīng)力裂紋消除應(yīng)力裂紋 含含Mo正火鋼厚壁壓力容器之類的焊接結(jié)構(gòu)，進(jìn)行焊后消除應(yīng)力正火鋼厚壁壓力容器之類的焊接結(jié)構(gòu)，進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理或焊后再次高溫加熱（包括長(zhǎng)期高溫使用）的過(guò)程中產(chǎn)熱處理或焊后再次高溫加熱（包括長(zhǎng)期高溫使用）的過(guò)程中產(chǎn)生，也稱再熱裂紋（簡(jiǎn)稱生，也稱再熱裂紋（簡(jiǎn)稱SR裂紋）。其他有沉淀強(qiáng)化的鋼或合裂紋）。其

19、他有沉淀強(qiáng)化的鋼或合金（如珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼等）的焊接接頭中，也可金（如珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼等）的焊接接頭中，也可能產(chǎn)生消除應(yīng)力裂紋。在熱軋及正火鋼中，能產(chǎn)生消除應(yīng)力裂紋。在熱軋及正火鋼中，18MnMoNb鋼對(duì)消鋼對(duì)消除應(yīng)力裂紋比較敏感。通過(guò)提高預(yù)熱溫度除應(yīng)力裂紋比較敏感。通過(guò)提高預(yù)熱溫度(如將如將T0由由180提高提高到到230)或焊后及時(shí)進(jìn)行后熱或焊后及時(shí)進(jìn)行后熱(180預(yù)熱，焊后立即進(jìn)行預(yù)熱，焊后立即進(jìn)行180X2h后熱后熱)，可有效地防止消除應(yīng)力裂紋。，可有效地防止消除應(yīng)力裂紋。冷裂紋冷裂紋 熱軋鋼的冷裂紋敏感性高于低碳鋼。強(qiáng)度級(jí)別熱軋鋼的冷裂紋敏感性高于低碳鋼。強(qiáng)度級(jí)別

20、、冷速、冷速冷裂傾向冷裂傾向 層狀撕裂層狀撕裂 主要與鋼的冶煉質(zhì)量、板厚、接頭形式和主要與鋼的冶煉質(zhì)量、板厚、接頭形式和Z向應(yīng)力有關(guān)。厚板結(jié)構(gòu)及向應(yīng)力有關(guān)。厚板結(jié)構(gòu)及T型接頭、角接接頭用型接頭、角接接頭用Z向鋼。注意：層狀撕裂主要以含向鋼。注意：層狀撕裂主要以含S量及量及z來(lái)來(lái)衡量，而與鋼材的強(qiáng)度無(wú)直接關(guān)系。衡量，而與鋼材的強(qiáng)度無(wú)直接關(guān)系。 2.熱影響區(qū)的脆化 過(guò)熱區(qū)脆化過(guò)熱區(qū)脆化熱應(yīng)變脆化熱應(yīng)變脆化（1）熱影響區(qū)（過(guò)熱區(qū)）的脆化熱軋鋼（16Mn）：1）c偏下限：E過(guò)大晶粒粗化（魏氏組織）脆化嚴(yán)重；防止：E。2）c偏上限：E過(guò)大晶粒粗化；E偏低冷速快高碳M脆化。防止：適當(dāng)加大E。Wc=0.14

21、%的M4鋼的ak值隨冷卻速度的提高而上升。Wc=0.17%的M2鋼，因含碳量的增加，E偏大時(shí)形成含碳量較高的魏氏體而脆化，E偏小時(shí)出現(xiàn)含碳量高的馬氏體而脆化。其線能量調(diào)整的范圍較窄。正火鋼：原因：晶粒粗化（次要原因），主要為：過(guò)熱區(qū)加熱至高溫1200碳化物或氮化物分解溶入A。焊接時(shí)冷速快碳化物形成元素來(lái)不及析出形成固溶體脆化。防止：用較小的E。 （2）熱應(yīng)變脆化原因原因加熱與應(yīng)變同時(shí)作用下產(chǎn)生。由固溶的加熱與應(yīng)變同時(shí)作用下產(chǎn)生。由固溶的N引起，引起，200400為敏感溫度區(qū)，大多發(fā)生在固溶含氮的低碳鋼和強(qiáng)為敏感溫度區(qū)，大多發(fā)生在固溶含氮的低碳鋼和強(qiáng)度較低的低合金鋼度較低的低合金鋼(如如b為為4

22、90MPa級(jí)的級(jí)的CMn鋼鋼)中。中。 熱應(yīng)變脆化熱應(yīng)變脆化-指鋼在指鋼在200Ac1溫度范圍內(nèi)，受到較溫度范圍內(nèi)，受到較大的塑性變形（大的塑性變形（5%10%）后，出現(xiàn)斷裂韌性明顯下降，）后，出現(xiàn)斷裂韌性明顯下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度明顯升高的現(xiàn)象。脆性轉(zhuǎn)變溫度明顯升高的現(xiàn)象。 防止防止若鋼中加入足夠的氮化物形成元素，可以顯著降低熱應(yīng)若鋼中加入足夠的氮化物形成元素，可以顯著降低熱應(yīng)變脆化傾向。消除熱應(yīng)變脆化的有效措施是進(jìn)行焊后熱變脆化傾向。消除熱應(yīng)變脆化的有效措施是進(jìn)行焊后熱處理，經(jīng)處理，經(jīng) 600左右的消除應(yīng)力退火后，材料的韌性可左右的消除應(yīng)力退火后，材料的韌性可恢復(fù)到原有水平?；謴?fù)到原有水平。

23、16Mn鋼焊后，韌脆轉(zhuǎn)變溫度比焊前提53，15MnVN鋼升高30 ，說(shuō)明二者都有一定的熱應(yīng)變脆化傾向。15MnVN中雖然加了氮，但因釩有固氮作用，故脆化傾向比16Mn低些。16Mn鋼經(jīng)600 lh退火處理后，韌性基本恢復(fù)正常。 三、熱軋及正火鋼的焊接工藝（一）焊接方法的選擇 對(duì)焊接方法沒(méi)有特殊要求，通常根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、批量、生產(chǎn)條件及經(jīng)濟(jì)效益等綜合效果選擇焊接方法。生產(chǎn)中常用的焊接方法有： 焊條電弧焊焊條電弧焊埋弧焊埋弧焊CO2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊電渣焊電渣焊高效焊接方法高效焊接方法窄間隙的氣電立焊和埋弧焊窄間隙的氣電立焊和埋弧焊 可用各種切割方法下料，如氣割、電弧氣刨、等離子切割等。（二

24、）焊接材料的選擇等強(qiáng)原則選擇等強(qiáng)原則選擇焊條碳含量，合金元素含量低于母材。適用于焊接焊條碳含量，合金元素含量低于母材。適用于焊接 Q420（15MnVN）的焊條）的焊條E5515的化學(xué)成分為：的化學(xué)成分為：（C）0.12，（Mn）1.2%，（Si）0.5%。所以從成分上看，含。所以從成分上看，含C、Mn量都比量都比 15MnVN低，而且根本不含沉淀強(qiáng)化的元素低，而且根本不含沉淀強(qiáng)化的元素 V。但焊縫金屬的但焊縫金屬的b能達(dá)到能達(dá)到549608MPa，同時(shí)還具有很高的，同時(shí)還具有很高的塑性和韌性。塑性和韌性?？紤]熱處理情考慮熱處理情況選擇況選擇焊后有熱處理時(shí)，應(yīng)適當(dāng)焊后有熱處理時(shí)，應(yīng)適當(dāng)焊縫金屬

25、的強(qiáng)度（即選用焊縫金屬的強(qiáng)度（即選用強(qiáng)度稍高的焊接材料）強(qiáng)度稍高的焊接材料）防止熱處理后焊縫金屬的強(qiáng)防止熱處理后焊縫金屬的強(qiáng)度下降。度下降。 考慮熔合比和冷考慮熔合比和冷卻速度選擇卻速度選擇埋弧焊時(shí)，熔合比與焊劑是必須考慮的方面（如埋弧焊時(shí)，熔合比與焊劑是必須考慮的方面（如焊縫焊縫Mn、Si含量少，則須從焊絲和焊劑過(guò)渡含量少，則須從焊絲和焊劑過(guò)渡Mn、Si采用低采用低Mn低合金鋼焊絲配合高低合金鋼焊絲配合高M(jìn)n高高Si焊劑）焊劑） 考慮結(jié)構(gòu)因素考慮結(jié)構(gòu)因素的影響的影響 對(duì)于厚板、拘束度大或冷裂傾向大的焊接結(jié)構(gòu)，以及對(duì)于厚板、拘束度大或冷裂傾向大的焊接結(jié)構(gòu)，以及重要的產(chǎn)品，應(yīng)選用低氫或高韌性的焊

26、接材料重要的產(chǎn)品，應(yīng)選用低氫或高韌性的焊接材料 （三）焊接工藝參數(shù)的確定 1.焊接熱輸入的確定 主要取決于過(guò)熱區(qū)的脆化和冷裂兩個(gè)因素。依鋼材的強(qiáng)度而定。強(qiáng)度級(jí)別較低線能量調(diào)整范圍寬；強(qiáng)度級(jí)別較高線能量調(diào)整范圍窄（可配合預(yù)熱或后熱，既防止冷裂，又可接頭韌性）。 Q295和含碳低的和含碳低的Q345固溶強(qiáng)化提高強(qiáng)度，線能量影響不大。但固溶強(qiáng)化提高強(qiáng)度，線能量影響不大。但是，對(duì)于含碳量較高的是，對(duì)于含碳量較高的Q345鋼，則必須鋼，則必須考慮在線能量較小時(shí)會(huì)產(chǎn)生淬火組織的可考慮在線能量較小時(shí)會(huì)產(chǎn)生淬火組織的可能，而應(yīng)選用較大的線能量。能，而應(yīng)選用較大的線能量。 Q390和和18MnMoNb沉淀強(qiáng)化元

27、素多，過(guò)熱區(qū)因沉淀強(qiáng)化相的溶解而造成脆沉淀強(qiáng)化元素多，過(guò)熱區(qū)因沉淀強(qiáng)化相的溶解而造成脆化，故線能量不宜過(guò)大。即在焊接這類鋼時(shí)，線能量的化，故線能量不宜過(guò)大。即在焊接這類鋼時(shí)，線能量的上限應(yīng)當(dāng)是保證過(guò)熱區(qū)不會(huì)出現(xiàn)由于沉淀強(qiáng)化相溶解而上限應(yīng)當(dāng)是保證過(guò)熱區(qū)不會(huì)出現(xiàn)由于沉淀強(qiáng)化相溶解而造成的脆化。對(duì)含碳及合金元素較多的鋼，還需要考慮造成的脆化。對(duì)含碳及合金元素較多的鋼，還需要考慮防止冷速過(guò)大而出現(xiàn)淬火組織或冷裂紋，因而線能量亦防止冷速過(guò)大而出現(xiàn)淬火組織或冷裂紋，因而線能量亦不宜過(guò)小。不宜過(guò)小。 2.預(yù)熱溫度的確定 焊前預(yù)熱是防止冷裂紋，改善接頭性能的重要措施。預(yù)熱溫度受母材強(qiáng)度、焊條類型、坡口形式、環(huán)

28、境溫度等因素的影響，并可利用其中有關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行初步估算。 3.焊后熱處理 熱軋及正火鋼常用的熱處理制度有消除應(yīng)力退火、正火或正火+回火等。常用熱處理參數(shù)見(jiàn)表7-6。 在下列情況下，要求熱軋及正火鋼進(jìn)行焊后熱處理： 1)母材屈服點(diǎn)490MPa，為了防止延遲裂紋，焊后應(yīng)立即進(jìn)行消除應(yīng)力退火或消氫處理。 2)厚壁壓力容器為了防止由于焊接時(shí)在厚度方向存在溫差，而形成三向應(yīng)力場(chǎng)所導(dǎo)致的脆性破壞，焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力退火。 3)電渣焊接頭為了細(xì)化晶粒，提高接頭韌性，焊后一般要求進(jìn)行正火或正火+回火處理。 4)對(duì)可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂或要求尺寸穩(wěn)定的產(chǎn)品，焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力退火。焊后要進(jìn)行機(jī)械加工的構(gòu)件，在加工前應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力退火。 在確定退火溫度時(shí)，應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是退火溫度不應(yīng)超過(guò)焊前的回火溫度，以