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铸造碳钢的焊接性优化建议

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：图2-1 铸造碳钢焊接热影响区的最高硬度和碳含量的关系1.铸造低碳钢的焊接性碳及合金元素含量少，焊接性好，产生裂纹、气孔倾向小，焊前一般不需预热，焊接或补焊过程也不需要特殊的工艺措施，但在下列条件下焊接时，焊接性也会变差，需要采取特殊措施。3）焊前经调质处理的铸钢件，焊后在热影响区会出现回火软化，从而影响焊接接头的使用性能。

图2-1所示为铸造碳钢焊接热影响区的最高硬度和碳含量的关系，从这里可以看到，碳含量超过0.3%（质量分数）时，硬度就开始剧增，因此可以大致认为碳含量超过0.3%（质量分数）时是焊缝产生裂纹的危险界限，也是碳钢铸钢件焊前要求进行预热的基本条件之一。

图2-1 铸造碳钢焊接热影响区的最高硬度和碳含量的关系

1.铸造低碳钢的焊接性

碳及合金元素含量少，焊接性好，产生裂纹、气孔倾向小，焊前一般不需预热，焊接或补焊过程也不需要特殊的工艺措施，但在下列条件下焊接时，焊接性也会变差，需要采取特殊措施。

1）当环境温度低于－5℃时，焊接刚性较大铸钢件，可进行焊接预热，预热温度为80～150℃。

2）补焊坡口较大或坡口处于铸钢件冒口部位，母材成分偏析严重（C、S、P过高），焊接时也可能产生裂纹，焊前应预热150℃左右。

2.铸造中碳钢的焊接性

铸造中碳钢的强度和硬度较高，塑性和韧性低，因而焊接性较差。焊接时易产生以下问题：

1）热影响区易产生低塑性的淬硬组织，碳含量越高，铸钢件刚性越大，缺陷较严重时，补焊区易产生冷裂纹。

2）焊缝易产生气孔和热裂纹。

3）焊前经调质处理的铸钢件，焊后在热影响区会出现回火软化，从而影响焊接接头的使用性能。

3.铸造高碳钢的焊接性

铸造高碳钢的碳含量大于0.6%（质量分数），焊接性很差。由于焊接性不良，高碳钢不宜制造焊接结构，主要是铸钢件的缺陷补焊，焊接方法一般采用焊条电弧焊，为了防止热影响区淬硬，焊前必须预热，预热温度主要是根据材料碳含量来确定。