焊接—指通過加熱將被焊件達到熔化狀態或加壓或兩(liang) 法並用，利用原子間的擴散與(yu) 結合，使兩(liang) 個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 以上的工件結合到一起的連接方法。

焊接可以用填充材料也可以不用填充材料。

可以適用於(yu) 金屬和非金屬的連接。

焊接的優(you) 缺點（相對於(yu) 鉚接、鑄造、螺釘連接 ）：

 

焊接方法的分類：

 

應用：熔化焊接工作量巳約占整個(ge) 鍋爐壓力容器製造工作量的30％以上，具有強度高、致密性好，工藝成熟可靠，構件材質、厚度適應範圍大。

承壓類特種設備常用的焊接方法：

手工電弧焊（SMAW）：

1、原理：是利用焊條與(yu) 焊件之間的電弧熱，將焊條及部分焊件熔化而形成焊縫的焊接方法。

2、特點：設備簡單，便於(yu) 操作，適用於(yu) 室內(nei) 外各種位置的焊接。但效率低，勞動強度大，對焊工技術水平及操作技能要求較高。

3、焊接規範（工藝參數）：焊條種類和直徑、焊接電流、電弧電壓、焊機種類和極性、焊接速度、焊接層數等。

 

4、種類：

交流電焊機：弧焊變壓器。

直流焊機：旋轉式直流電焊機、矽整流式直流電焊機、可逆變電焊機等。

5、要求：

能保證電弧穩定燃燒，並在一定的範圍內(nei) 調節焊接電流的大小。設備結構應簡單、成本低、效率高、節省電能、噪聲小。

6、接法：

 

7、焊條：

①組成：手工電弧焊焊條主要是由焊芯、藥皮（其成分有穩弧劑、造渣劑、造氣劑、脫氧劑、合金劑、稀渣劑、粘結劑和增塑劑八種）組成。

②成分作用：

焊芯作用：一是作為(wei) 電極產(chan) 生電弧，二是在電弧作用下熔化並作為(wei) 填充金屬與(yu) 熔化了母材混合形成焊縫。

 

藥皮作用：

一是穩弧作用；二是保護作用，藥皮熔化時產(chan) 生大量氣體(ti) 籠罩著電弧區和熔池，保證熔池及熔融金屬與(yu) 空氣隔絕開，藥皮熔化後形成的熔渣可防止焊縫表麵金屬不被氧化並減緩冷卻速度，改善焊縫成形；

三是冶金作用，藥皮形成熔渣並通過熔渣與(yu) 熔池中熔化金屬的化學化應，以減少氧、硫等有害物質對焊縫金屬的危害，使焊縫金屬獲得符合要求的力學性能；

四是摻合金元素，通過在藥皮中加入某些鐵合金或純合金元素，以彌補焊接過程中某些合金元素的燒損，達到提高焊縫金屬的力學性能；

五是改善焊接的工藝性能，通過調整藥皮成分，可改變藥皮的熔點和凝固溫度，使焊條末端形成套筒，產(chan) 生定向氣流，有利於(yu) 熔滴過渡，可適應各種焊接位置的需要 。

③焊條的種類：

A.按用途分：可分為(wei) 碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不鏽鋼焊條、鉻和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、堆焊焊條、鋁及鋁合金焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鑄鐵焊條和特殊用途焊條等。

B.按藥皮形成熔渣的酸堿性分：可分為(wei) 堿性焊條（熔渣堿性＞1.5）和酸性焊條（熔渣堿性＜1.5）兩(liang) 大類。

④焊條的應用：

酸性焊條：工藝性能良好，成形美觀，對鏽、油、水等敏感度不大，抗氣孔能力強，但對合金元素燒損較大，氮、氧含量高，不易脫硫磷，熔渣粘性較強，不易脫渣，焊縫金屬的力學性能（特別是衝(chong) 擊韌性）較低，故隻適用於(yu) 一般結構件的焊接；

堿性焊條：脫氧、脫硫磷性能好，熔渣流動性好，在冷卻過程中渣粘度增加很快（稱為(wei) “短渣”），.熔敷金屬含氫量低，所以又稱“低氫焊條”，其形成的焊縫金屬抗裂性能好，有較高的力學性能，特別是衝(chong) 擊韌性較高。但在焊接過程中對鏽、油、水較敏感，易產(chan) 生氣孔，在深坡口中施焊脫渣性不好，電弧穩定性差，一般隻適用於(yu) 直流電源施焊。堿性焊條多用於(yu) 焊接重要結構件、高壓鍋爐和壓力容器製造。

8、手工電弧焊的焊接位置及特點

 

埋弧自動焊(SAW)：

1、埋弧自動焊定義(yi) ：

焊接過程中，主要焊接操作如引燃及熄滅電弧、送進焊條（焊絲(si) ）、移動焊條（焊絲(si) ）或工件等都由機械自動完成，叫自動電弧焊。

自動電弧焊中，電弧被埋在焊劑層下麵燃燒並實施焊接的，叫埋弧自動焊。

 

2、埋弧自動焊的特點：

A.能采用大的焊接電流，電弧熱量集中，熔深大，焊絲(si) 可以連續送進而不象焊條那樣頻繁更換，所以效率比手工焊高5～10倍；

B.焊劑和熔渣能嚴(yan) 密包圍著焊接區，空氣難以入侵，高的焊速可以大大減小熱影區範圍，同時自動操作使焊接規範參數穩定，焊縫成分均勻，外形光滑美觀，焊接質量良好、穩定。

C.熱量集中，焊縫金屬沒有飛濺損失，沒有廢棄的焊條頭，工件厚度小時可以不開坡口，從(cong) 而節省金屬材料和電能。

D.光弧不可見，煙霧少，機械化操作，勞動強度小，勞動條件大大改善。

E.設備複雜昂貴，對工件接頭加工與(yu) 裝配要求嚴(yan) 格，焊接位置受到一定的限製，一般總是在平焊位置焊接。（缺點）

3、焊接規範：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲(si) 直徑和伸出長度等

4、埋弧自動焊的應用：

常用於(yu) 焊接長的直線焊縫及大直徑圓筒形容器的環焊縫。

 

氬弧焊(GTAW)(GMAW)：

1、氬弧焊定義(yi) ：是以惰性氣體(ti) 氬氣作為(wei) 保護氣體(ti) 的一種電弧焊接方法 。

2、方法分類：

依照電極是否熔化可分為(wei) 熔化極氬弧焊(GMAW)和非熔化極氬弧焊(GTAW又稱鎢極氬弧焊）。

 

3、氬弧焊特點：

①適於(yu) 焊接各種鋼材、有色金屬及合金，焊接質量優(you) 良；

②電弧和熔池用氣體(ti) 保護，清晰可見、易控製，便於(yu) 實現全位置自動化焊接；

③電弧在保護氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熔池較小，焊接速度較快，熱影響區較小，工件焊接變形較小；

④電弧穩定，飛濺少，焊縫致密性好，成形美觀；

⑤成本昂貴，設備和控製係統較複雜，鎢極氬弧焊生產(chan) 效率低，隻能焊接薄壁構件（缺點）。

4、焊接規範：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲(si) 直徑、氬氣流量、噴嘴直徑等。

5、氬弧焊的應用：

鎢極氬弧焊適用於(yu) 工件厚度較小、接頭根部質量要求嚴(yan) 格的、或是材質對焊接方法有特殊要求的焊接接頭的焊接。

鎢極氬弧焊時一般采用正接法。

鎢極氬弧焊時電流過大會(hui) 燒損鎢極，使焊縫夾鎢。

 

二氧化碳氣體(ti) 保護焊：

1、二氧化碳氣體(ti) 保護焊定義(yi) ：

以二氧化碳氣體(ti) 作為(wei) 保護氣體(ti) 的電弧焊接方法，叫二氧化碳氣體(ti) 保護焊。

它是以焊絲(si) 作為(wei) 電極，靠焊絲(si) 與(yu) 工件之間產(chan) 生的電弧熱熔化焊絲(si) 和工件，形成焊接接頭。

2、特點：成本低、質量好、效率高、操作性能好。

但當采用較大焊接電流時，飛濺大而多，煙霧多，弧光強。焊縫表麵成形不夠光滑美觀，操作不當時，易產(chan) 生氣孔。設備比較複雜。

 

3、焊接規範：接頭及坡口形式、焊材牌號和規格、電弧電壓焊接電流和焊接速度、氣體(ti) 流量和使用噴嘴的直徑、焊機接法、焊接方向、焊縫層道及順序安排等。

4、應用：常用於(yu) 低碳鋼、低合金鋼壓力容器的接頭的焊接，如球形容器的現場組焊。

 

1）焊接接頭形式：

 

2）對接接頭坡口形式：

 

3）對接接頭坡口形式的選擇原則：

一是要保證焊透；

二是要盡量減少填充接頭的焊縫金屬；

三是要便於(yu) 施焊，改善勞動條件，盡量減少在容器內(nei) 的焊接工作量；

四是要能減少焊接變形量，對較厚的工件應選用沿厚壁開對稱的坡口。

壓力管道基本采用V型坡口，超高壓鍋爐壓力容器常常采用U型雙U型坡口。

4）接頭的應用：

①對接接頭：將兩(liang) 金屬構件位於(yu) 同一平麵內(nei) （或曲麵內(nei) ），使其邊緣相對，沿邊緣直線（或曲線）進行焊接的接頭叫對接接頭。

主要應用於(yu) 鍋爐壓力容器殼體(ti) 的A、B類焊縫及壓力管道對接焊縫。其坡口形式主要有Ⅰ字型、V型、X型、單U型和雙U型。

②搭接接頭及應用：兩(liang) 塊金屬構件相疊，而在其端部（或側(ce) 麵）進行角焊的接頭稱搭接接頭。它是現場大型薄壁常壓儲(chu) 罐製造時常選用的一種接頭形式。壓力容器一般很少采用。

③角接接頭和T型接頭及應用：

兩(liang) 金屬構件成直角或成一定的角度，而在其連接端邊緣進行焊接的接頭稱角接接頭，當兩(liang) 構件成T字型焊接在一起的接頭稱T型接頭。鍋爐壓力容器的平端蓋與(yu) 筒體(ti) 的連接部位、管板與(yu) 筒體(ti) 的連接部位常采用這種接頭形式。

常采用的坡口形式有V型、單邊V型、U型、K型等。

焊接接頭的組成：

1、接頭組成：

焊縫(OA)、熔合區(AB)和熱影響區(AC)三部分。

2、焊縫(OA)：

是構件經焊接後形成的結合部分，通常是由熔化的母材和焊材組成，有時全部由熔化的母材組成。

 

3、熔合區(AB)和熔合線：

熔合區是焊接接頭中焊縫焊材金屬與(yu) 母材金屬交界的結合區域，又稱不完全熔化區域。熔合區域混合金屬與(yu) 焊縫純焊材金屬分界線稱為(wei) 熔合線。其接頭橫斷麵，經3％硝酸酒精溶液腐蝕可顯示出焊縫金屬輪廓線。

 

4、熱影響區：

焊接接頭在焊接或切割過程中，材料因受熱的影響（但未熔化）而發生的金相組織和力學性能變化的區域。其區域的寬度與(yu) 焊接方法、焊接工藝及參數（熱輸入）、構件厚度等有關(guan) 。

不同焊接方法熱影響區平均尺寸表

 

焊接接頭的組織性能：

1.接頭形成過程：焊接接頭中，焊縫金屬是高溫液態冷卻至常溫固態的。這期間經曆了兩(liang) 次結晶過程，即從(cong) 液相轉變為(wei) 固相的一次結晶過程和在固相狀態下發生組織轉變的二次結晶過程。

焊縫金屬的一次結晶過程如下：

結晶最先發生在熔池中溫度最低的熔合線部位，隨著熔池溫度的降低，晶體(ti) 逐漸長大，在長大過程中，由於(yu) 相鄰晶體(ti) 的阻礙，晶體(ti) 隻能向熔池中心生長，從(cong) 而形成柱狀晶，當柱狀晶體(ti) 長大至相互接觸時，一次結晶過程即結束。

 

一次結晶過程中，由於(yu) 冷卻速度快，焊縫金屬元素來不及擴散，會(hui) 產(chan) 生化學成份分布不均勻現象，這種現象稱為(wei) —偏析，偏析有可能使焊縫力學性能和耐腐蝕性能不均勻，還有可能產(chan) 生缺陷，例如熱裂紋的產(chan) 生與(yu) 偏析有關(guan) 。

焊縫金屬的二次結晶的組織和性能與(yu) 焊縫的化學成份、冷卻速度及焊後熱處理有關(guan) 。

低碳鋼和低合金鋼在平衡狀態下的二次結晶組織是鐵素體(ti) 加少量珠光體(ti) ，當采用奧氏體(ti) 不鏽鋼焊接材料時，則焊縫組織一般為(wei) 奧氏體(ti) 加少量鐵素體(ti) 。

 

2、不易淬火鋼（低碳鋼和低合金鋼）熔合區、熱影響區的組織和性能

定義(yi) ：在一般焊接條件下淬火傾(qing) 向較小的，如低碳鋼和含合金元素很少的低合金鋼，稱為(wei) “不易淬火鋼”。含碳量較高或含合金元素較多，在一般焊接條件下淬火傾(qing) 向較大，稱為(wei) “易淬火鋼”。

①熔合區（不完全熔化區）：此區為(wei) 熔合線附近焊縫金屬到母材金屬的過渡部分，溫度處於(yu) 固相線和液相線之間，金屬處於(yu) 局部熔化狀態，晶粒粗大，組織和化學成分不均勻，冷卻後的組織屬於(yu) 過熱組織。該區域很小，但對接頭的強度、塑性影響較大。熔合區附近是產(chan) 生裂紋和局部脆性破壞的發源地。

②熱影響區：

A.過熱區（晶粒粗大區）：此區段金屬處於(yu) 1100℃以上，晶粒粗大，冷卻後會(hui) 出現粗大的魏氏組織（鐵素體(ti) 呈針狀不規則交叉），使材料塑性和韌性大大降低。

該區域大小取決(jue) 於(yu) 焊接方法和焊接規範，焊接速度越快，過熱區越小。其力學性能取決(jue) 於(yu) 冷卻速度，冷卻速度提高，過熱區強度、硬度則增高，塑性及韌性則降低。

 

B.正火區（重結晶區）：

此區加熱溫度在Ac3以上至1100℃，此間鐵素體(ti) 和珠光體(ti) 全部轉變為(wei) 晶粒較小的奧氏體(ti) ，冷卻後得到均勻細小的鐵素體(ti) 和珠光體(ti) 。該區段相當於(yu) 熱處理正火組織，晶粒細小均勻，既有較高的強度，又有較好的塑性。

C.部分相變區：

此區加熱溫度範圍在Ac1～Ac3之間，在此溫度下，珠光體(ti) 及部分鐵素體(ti) 轉變為(wei) 晶粒較小的奧氏體(ti) ，另一部分鐵素體(ti) 在升溫中晶粒長大成為(wei) 粗大的鐵素體(ti) 。冷卻後，既有經過重結晶的細晶粒鐵素體(ti) 和珠光體(ti) ，又有晶粒大小極不均的鐵素體(ti) ，其力學性能較差。

3、焊接接頭的力學性能評價(jia) ：

①焊縫：由於(yu) 焊縫金屬的化學成份較合理，二次結晶的晶粒較細，所以焊縫部位的金屬具有較好的力學性能，加上餘(yu) 高使焊縫部位受力截麵增大（但餘(yu) 高不能增加整個(ge) 接頭的強度），故焊縫不是接頭力學性能薄弱部位。

②熔合區：熔合區是結構和應力不連續的部位，是應力集中嚴(yan) 重區段、是產(chan) 生裂紋和局部脆性破壞的發源地，是接頭最薄弱部位。

③熱影響區：此區段是晶粒粗大且不均勻，易出現粗大的魏氏組織，力學性能較差，又是結構和應力不連續的部位，是應力集中嚴(yan) 重區段，其薄弱程度僅(jin) 次於(yu) 熔合區。

焊接應力及變形的概念及分類：

1、定義(yi) ：在焊接過程中，工件受電弧熱的不均勻加熱而產(chan) 生的內(nei) 應力及變形是暫時的。當工件冷卻後，仍然保留在工件內(nei) 部的內(nei) 應力及變形叫著殘餘(yu) 內(nei) 應力及殘餘(yu) 變形。我們(men) 所說的焊接應力及變形就是指的焊接的殘餘(yu) 內(nei) 應力和焊接的殘餘(yu) 變形。

2、分類：

1）焊接應力的分類

引起的原因：熱應力、組織應力；

存在的時間：瞬時應力、殘餘(yu) 應力；

作用的方向：縱向應力、橫向應力；

空間的方向：單向應力、兩(liang) 向應力、三向應力。

2）焊接變形的分類

大體(ti) 可分為(wei) ：縱向變形、橫向變形、彎曲變形、角變形、波浪變形及扭曲變形等。

 

3、焊接應力及變形的特點

1）使焊接產(chan) 品質量下降，甚至會(hui) 因無法補救而不得不報廢；

2）焊接裂縫的產(chan) 生與(yu) 焊接應力有密切關(guan) 係。

3）焊縫中的殘餘(yu) 應力還會(hui) 影響承壓類特種設備的使用性能，應力較大的部位會(hui) 發生應力腐蝕或疲勞裂紋。

4）一般情況下，焊接變形對焊接質量是不利的，但是若掌握了變形的機理與(yu) 規律，便可控製並利用它，例如，利用反變形來校正變形。

焊接變形和應力是由許多因素同時作用造成的。其中最主要的因素有：

（1）焊件上溫度分布不均勻；

（2）熔敷金屬的收縮；

（3）焊接接頭金屬組織轉變；

（4）工件的剛性約束；

（5）焊接變形和應力還與(yu) 焊接方法及焊接工藝參數有關(guan) 。

1、控製內(nei) 應力的基本要點：

（1）使焊件上熱量盡量均勻；

（2）盡量減少對焊縫自由收縮的限製。

2、通常采用的工藝措施：

1）合理的裝配與(yu) 焊接順序

主要是在裝配和施焊的順序安排上盡量使焊縫能比較自由的收縮。

2）焊前預熱

預熱既能減少工件各部位的溫差，又能減緩冷卻速度，所以是降低焊接殘餘(yu) 應力的有力措施之一。

預熱可局部預熱或整體(ti) 預熱。對剛性大、厚度大的工件，應整體(ti) 預熱，這樣降低殘餘(yu) 應力的效果更佳。

3）合理設計焊接結構形式，

例如：對稱布置焊縫、避免封閉焊縫等。以及對阻礙焊接接頭自由收縮的部位加溫，使之與(yu) 焊縫同步伸縮，這種方法稱為(wei) “減應法”。

4.消除焊接應力的方法

1.熱處理法：焊後熱處理是消除殘餘(yu) 應力的有效方法，也是廣泛采用的方法。它可分為(wei) 整體(ti) 熱處理和局部熱處理。一般是將被焊工件加熱到A１線以下，保溫均溫，再緩慢冷卻，以達到殘餘(yu) 應力消除。如Q235B、16MnR材料焊後熱處理的溫度一般選為(wei) 625±25℃。 2.機械法：用機械的方法施加外力使冷卻後的焊縫金屬產(chan) 生延展，以達到消除應力的目的，這種方法叫機械法消除應力。如錘擊焊縫；在卷板機上壓輾焊縫；對焊接結構實行有控製的過載等都是機械法消除應力的方法。

3.振動法：以低頻振動整個(ge) 構件以達到消除應力的目的。一般鋼結構件需要消除應力時常采用 。

鍋爐壓力容器常用鋼材的焊接：

鋼材的焊接性：

1、鋼材的焊接性：

是指被焊鋼材在采用一定的焊接方法、焊接材料、焊接規範參數及結構形式的條件下，獲得優(you) 質焊接接頭的難易程度。焊接性是一個(ge) 與(yu) 條件有關(guan) 的相對概念.

2、焊接性的評價(jia) ：

一是工藝焊接性，主要是評價(jia) 接頭的抗裂性；

二是使用焊接性，主要是評價(jia) 接頭使用的可靠性，如接頭的力學性能（強度、塑性、韌性、硬度以及抗裂紋擴展能力等）和其他特殊性能（耐熱、耐腐蝕、耐低溫、抗疲勞、抗時效等）。

焊接性的估算(碳當量法)：

1）鋼材的焊接性主要取決(jue) 於(yu) 鋼材的化學成分，取決(jue) 於(yu) 鋼中碳及各種合金元素的含量，其中碳對焊接性的影響最大。

2）工程上通常用碳當量Ceq估算鋼材的焊接性，即以鋼中碳的百分含量為(wei) 基礎，將其他合金元素的百分含量折算成碳的含量，其總和即為(wei) 鋼的碳當量。

3）經驗公式：

IIW（國際焊接學會(hui) ）推薦的公式

 

英國BS2462推薦的公式：

 

日本WES-135和JIS-3106推薦的公式：

 

4）一般經驗認為(wei) ：

當碳當量Ceq＜0.4%時，焊接性較好，在一般焊接條件下施焊即可，不必預熱焊件；

當碳當量Ceq=0.4%～0.6%時，焊接時需要采取預熱等適當的工藝措施。

當碳當量C＞0.6%時，難於(yu) 焊接，需采取較高的焊件預熱溫度和嚴(yan) 格的工藝措施。

5）碳當量法主要是對焊接產(chan) 生冷裂紋傾(qing) 向及脆化傾(qing) 向的一種估算方法，難於(yu) 全麵及準確地衡量鋼材的焊接性。鋼材焊接性還受鋼板厚度、焊後應力條件、氫含量等因素的影響。除估算碳當量外，還應進行焊接性試驗，以作為(wei) 製訂合理焊接工藝規範的依據。

控製焊接質量的工藝措施：

1、控製焊接質量的主要措施：

①預熱；②控製焊接能量參數；③多層焊多道焊；④緊急後熱；⑤焊條烘烤和坡口清潔

2、承壓類特種設備焊接工藝：

承壓類特種設備使用最多的是低合金高強度鋼，其焊接最重要的原則是避免淬硬組織和控製冷裂紋，所采用的措施除了合理選用焊接材料外，主要是控製焊接工藝。增大焊接線能量E和提高預熱溫度以及采用多道焊工藝措施可減少焊接接頭的冷裂傾(qing) 向、避免硬化組織產(chan) 生，且有利氫的逸出。焊後消氫處理和焊後消除應力熱處理也是改善接頭性能的常用方法。此外，焊條的烘烤和坡口的清潔對減少氣孔缺陷至關(guan) 重要。

低碳鋼的焊接：

1、承壓類特種設備常用低碳鋼

 

2、低碳鋼的焊接性

①有較好的塑性，沒有淬硬傾(qing) 向，對焊接加熱或冷卻不敏感，焊縫及熱影響區不易產(chan) 生裂紋。

②一般焊前不需要預熱，但對大厚度構件或在低溫環境下焊接，應適當預熱。

③平爐鎮靜鋼雜質很少，偏析很小，不易形成低熔點共晶，所以對熱裂紋不敏感。沸騰鋼中雜質較多，產(chan) 生熱裂紋的可能性大，因而Q235AF的使用受到嚴(yan) 格限製，隻能用於(yu) 低壓（p≤0.6MPa），小型及普通介質容器。

④焊接工藝不合理時，可能會(hui) 出現熱影響區粗晶現象，且隨著溫度提高和停留時間的延長，晶粒粗大現象更嚴(yan) 重。

⑤可采用交、直流電源，各種位置的焊接，且工藝簡單。

3、低碳鋼焊接方法：有手工電弧焊、埋弧自動焊、電渣焊、氣體(ti) 保護焊等。

4、低碳鋼焊接的工藝措施

（1）當焊件較厚，剛性較大，同時又要求接頭的質量較高時，焊後往往要求進行回火處理，以消除焊接應力，改善焊接接頭的組織與(yu) 性能。

（2）在低溫下焊接時，特別是焊接厚度大、剛性大的結構時，由於(yu) 環境溫度低、焊接接頭焊後冷卻速度大，裂紋傾(qing) 向相應增大，所以焊前應預熱。如低碳鋼管道焊接時，在-20℃下施焊，管厚小於(yu) 16mm可以不預熱；管厚大於(yu) 16mm則要求預熱100～200℃。

（3）電渣焊焊後必須進行正火處理，以改善焊接接頭的組織和性能。保證焊接質量。

低合金鋼的焊接：

1、低合金鋼的材料特點

低合金鋼具有較高的強度，較好的塑性與(yu) 韌性，工藝性能也較好，特別是強度比低碳鋼高得多，因而在承壓類特種設備製造中得到廣泛的應用。

2、常用低合金鋼及其碳當量

 

鋼材的強度等級越高，碳當量越大，可焊性越差。

3、低合金鋼的焊接特點

①熱影響區有淬硬傾(qing) 向，易出現脆性馬氏體(ti) ，硬度明顯提高，塑性和韌性降低。其淬硬傾(qing) 向程度取決(jue) 於(yu) 構件材質和結構，焊接方法及規範參數，構件預熱溫度和環境溫度。

②易產(chan) 生焊接冷裂紋。冷裂紋具有延遲性，是焊接接頭焊後冷卻到300℃至室溫範圍所產(chan) 生的裂紋。隨著構件材質強度等級的提高，其產(chan) 生冷裂紋的傾(qing) 向也增大。通常是出現在熱影響區、焊縫根部和焊趾處。冷裂紋發生機率一是取決(jue) 於(yu) 熱影響區的氫含量，二是取決(jue) 於(yu) 熱影響區的淬硬程度，三是取決(jue) 於(yu) 接頭剛度和焊接應力的大小。

奧氏體(ti) 不鏽鋼的焊接：

1、奧氏體(ti) 不鏽鋼的焊接性

奧氏體(ti) 不鏽鋼的焊接性較好，一般不需要采取特殊的工藝措施。焊接工藝選擇不合理時，會(hui) 出現晶間腐蝕及熱裂紋等缺陷。

2、晶間腐蝕

①晶間腐蝕原因分析：不鏽鋼在450～850℃的範圍內(nei) 停留（焊接必然過程），鋼中的碳會(hui) 向奧氏體(ti) 晶界擴散，並在晶界處與(yu) 鉻化合析出碳化鉻，使晶間附近成為(wei) “貧鉻區”而產(chan) 生晶間腐蝕。大多出現在接頭熱影響區及熔合區的表麵。

 

②防止和減少晶間腐蝕的措施：

a.使焊縫形成雙相組織。將鐵素體(ti) 形成元素鉻、矽、鉬、鋁加入焊縫中，使焊縫形成奧氏體(ti) 加鐵素體(ti) 的雙相組織。

b.嚴(yan) 格控製含碳量。采用含碳量為(wei) 0.02%-0.03%的超低碳焊接材料和基本金屬。

c.添加穩定劑。在鋼材和焊接材料中加入能夠形成更穩定的碳化物（與(yu) 碳化鉻相比）的元素，如鈦、铌等。

d.進行焊後熱處理。焊後可加熱到1050～1100℃進行固溶處理，也可加熱到850～900℃進行穩定化退火，此時奧氏體(ti) 晶粒內(nei) 的鉻擴散到晶間，使晶間含鉻量上升，貧鉻區消失，因而可防止晶間腐蝕。

e.采用正確的焊接工藝。如采用小電流、大焊速、短弧、多層焊、強製冷卻等。

3、熱裂紋

①熱裂紋原因分析：主要是由於(yu) 奧氏體(ti) 不鏽鋼焊縫中枝晶方向性很強，枝晶間有低熔點雜質的偏析，加之奧氏體(ti) 不鏽鋼導熱係數小（僅(jin) 為(wei) 低碳鋼的1/2），而膨脹係數比低碳鋼大50％左右，使焊縫區產(chan) 生較大的溫差和收縮內(nei) 應力，所以焊縫中易產(chan) 生熱裂紋。

 

②防止熱裂紋措施

a.在焊縫中加入形成鐵素體(ti) 的元素，使焊縫形成奧氏體(ti) 加鐵素體(ti) 雙相組織。

b.減少母材和焊縫的含碳量。碳是增大熱裂傾(qing) 向的重要元素，所以降低母材和焊縫的含碳量可以有效地防止熱裂紋。在必要時，可以采用超低碳奧氏體(ti) 不鏽鋼材和焊接材料。

c.嚴(yan) 格控製焊接規範。減小熔合比，采用堿性焊條，強迫冷卻等，是奧氏體(ti) 不鏽鋼焊接中預防熱裂裂紋主要工藝措施。

4、焊接方法

奧氏體(ti) 不鏽鋼可用手工電弧焊、氬弧焊、埋弧自動焊、等離子焊等方法焊接。