谈几种金属材料的焊接

摘要：金属材料的焊接性，俗称可焊性，是指在一定焊接技术条件下，获得优质焊接接头的难易程度，金属材料对焊接加工适应性。金属材料的焊接性主要决定于焊接接头的组织及其性能。本文主要阐述了碳钢、低合金结构钢、不锈钢、铸铁等金属材料的焊接技术。

Abstract: Welding of metallic materials, commonly known as weldability, is access to quality ease of welded joints under certain welding conditions, also is metal material adaptability in the welding process. Welding of metallic materials is mainly determined by the organization and properties of welded joints. This article focuses on the welding technology of the carbon steel, low alloy steel, stainless steel, cast iron and other metal materials.

关键词：金属；材料；焊接

Key words: metal；material；welding

中图分类号：TG44 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）33-0266-01

1碳钢的焊接技术

碳素钢的焊接性主要决定于其含碳量，碳素钢中低碳钢含碳量和合金元素低，强度不高，塑性好，具有优良的焊接性，几乎司以用各种工艺方法进行焊接，不需采用特殊工艺措施即可获得优质焊接接头。低碳钢焊接通常不需要焊前预热，只是在环境温度较低或结构刚性过大时，才考虑预热措施。对于沸腾钢，硫、磷杂质含量较高且分布不均匀，焊接时裂纹倾向较大；厚板焊接时还有层状撕裂倾向。因此，重要结构应选用镇静钢焊接。

中碳钢的焊接，由于中碳的质量分数在0.25%~0.45%之间，与低碳钢相比，其强度较高，淬硬倾向较严重，焊接性比较差必须仔细确定焊接规范并减缓焊后冷却速度，必要时，需进行焊前预热，预热温度约为150~250℃。对厚度大的结构，其预热温度还可提高一些。

高碳钢的焊接，由于高碳的质量分数在0.6%，焊后其热影响区易于出现淬硬组织，在焊接应力或焊接残余应力作用下产生裂纹，故其焊接性很差。焊接结构不应采用高碳钢制造。这类钢的焊接大多是补学修理一些损坏件。必要时必须采用较高的预热温度，小电流、慢焊速焊接，并保持焊后缓慢冷却。

2低合金结构钢的焊接技术

低碳钢的焊接，由于碳质量分数不大于0.25%，有良好的塑性，没有淬硬倾向，焊接性良好。低合金结构钢的焊接性主要取决于其化学成分及强度等级。含碳量及含合金元素量少的低合金钢的焊接性较好。强度等级愈高，合金元素愈多，则焊接性愈差。常用的低强度等级的低合金结构钢，其焊接规范也与低碳钢相当。随着碳当量数的增加，焊接时易出现淬硬组织，产生裂纹，且钢的强度级别越高，冷裂倾向越大。因此，焊前需要预热。

焊接低合金结构钢的常用方法有焊条电弧焊、埋弧焊和CO2保护焊等。钨极电弧焊可用于要求全焊透的管形工件的打底焊。焊接厚板工件如厚壁压力容器，可采用电渣焊。

3不锈钢的焊接技术

不锈钢按空冷后室温组织不同分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢等。其中以奥氏体不锈钢应用最广。

焊接结构制造中应用最多的是18-8型（如O Crl 8 Ni9）奥氏体不锈钢，虽然Cr、Ni含量较高，但C含量低，焊接性良好，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施。生产中常采用焊条电弧焊和钨极氩弧焊，也可以采用埋弧焊、等离子弧焊。焊条、焊丝、焊剂的选用应保证焊缝金属与母材成分类型相同。焊接时采用小电流、快速不摆动焊，焊后加大冷速，接触腐蚀介质的表面应最后施焊。

铁素体不锈钢焊接时热影响区中的铁素体晶粒易过热粗化，使焊接接头的塑性、韧性急剧下降甚至开裂。因此，焊前预热温度应在150℃以下，并采用小电流、快速焊等工艺，以降低晶粒粗大倾向。

马氏体不锈钢焊接时，在空冷条件下焊缝就可转变为马氏体组织，焊后淬硬倾向大，易出现冷裂纹。如果碳含量较高，淬硬倾向和冷裂纹现象更严重。因此，焊前预热温度为200～400℃，焊后要进行热处理。如果不能实施预热或热处理，应选用奥氏体不锈钢焊条。铁素体不锈钢和马氏体不锈钢焊接的常用方法是氩弧焊和焊条电弧焊。

4铸铁的焊补技术

4.1 铸铁的焊接性铸铁含碳量高，塑性差，组织不均匀，焊接性很差，在焊接时，一般容易出现以下问题：焊后易产生白口组织；焊后易出现裂纹；焊后易产生气孔。因此,在生产中,铸铁是不作为焊接材料的.一般只用来焊补铸铁件的铸造缺陷以及局部破坏的铸铁件。铸铁的焊补一般采用气焊或焊条电弧焊。

铸件焊补常分为热焊法和冷焊法两种。①热焊法：焊前将工件整体或局部加热达600～700℃高温，并在焊接过程中保持该预热温度，焊后缓慢冷却。这种方法可使焊件受热均匀，冷却速度慢，防止产生白口组织及裂纹。若采用气焊方法，则更易于获得满意的焊接质量，焊后焊接处能进行切削加工。但生产率低，劳动强度大，耗能较多，所以，热焊法一般多用于小型及焊后需加工的复杂和重要铸件。②冷焊法：焊前不预热或进行较低温度的预热(

4.2 铝及铝合金的焊接性铝特别容易氧化生成熔点很高的氧化铝，在焊接时常夹杂于金属液态，使焊缝产生夹渣的缺陷。可见，铝及铝合金的焊接性较差。焊接时需要采取一些特殊的措施。焊接铝及铝合金常用的方法有氩弧焊、气焊、钎焊和电阻焊。目前，氩弧焊最理想。这是由于氩弧焊保护效果好，能自动去除氧化膜，焊缝质量好。

4.3 铜及铜合金的焊接性和铝一样，焊接时，在凝固过程中，来不及逸出的氢残存在焊缝中形成气孔。可见，铜及铜合金的焊接性较差，焊接时也需采取一些特殊措施。焊接铜和铜合金常用的方法有氩弧焊、气焊、电弧焊、钎焊等。采用氩弧焊能更好地保护铜液不被氧化和不溶于气体，焊缝质量较好。

5结束语

金属材料的焊接性实质上是其物理、化学性能和力学性能在焊接过程中的综合反映，而且还与焊接工艺水平的发展有密切的关系。本文阐述了碳钢的焊接技术，不锈钢的焊接技术，低合钢金结构钢的焊接技术，铸铁的焊补技术和非铁金属的焊接技术等问题。

参考文献：

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