1焊接与切割基础知识

D、其他专业用钢：在一般碳素结构 钢的基础上，为满足某些专业用途 的特殊需要，发展了一些专业用钢， 如锅炉用钢、容器用钢、桥梁用钢 等。这些钢号的表示方法是在钢号 后面加一汉字或者加上一个拼音字 母来表示。如：“桥” “q”， “船”“c”，“锅”“g”， “容”“R”等专业用钢。
2、合金钢的牌号 合金钢是按钢的含碳量及所含合 金元素的种类与数量进行编号。 （1）钢号前的数字表示平均含 碳量。结构钢以万分之几进行表 示。工具钢以千分之几表示。
4、冲击韧性 5、抗蠕变性能 6、高温强度 （1）持久强度 （2）瞬时强度 7、热疲劳性能 8、脆性转变温度
（四）工艺性能 1、铸造性能 2、切削加工性能 3、压力加工性能 4、焊接性能：钢材在一定的焊 接条件下，获得优质焊接接头的 难易程度称为钢材的焊接性。
焊接性受材料、焊接方法、构件 类型及使用要求等因素的影响。 焊接性评定的方法很多，常用的 方法有碳当量法。 碳当量计算公式如下：
3、切割的基本方法和分类 切割的基本方法可以分为：火焰切 割、电弧切割和冷切割三大类。 1、火焰切割：A、氧-乙炔切割 B、液化石油气切割C、氢氧源切割 D、氧熔剂切割 2、电弧切割：A、等离子弧切割B、 碳弧气割 3、冷切割：A、激光切割B、水流 切割
二、焊接与切割技术的发展概况及 应用 1、焊接与切割技术的发展概况 2、焊接与切割的应用 三、学习焊接与切割技术的必要性
钼：铁素体形成元素，可提高钢 材的再结晶温度，增加低合金钢 的热强性。钼在钢中的含量一般 控制在0.5~1%左右。 钒：是良好的脱氧剂，又是强碳 化物形成元素，仅次于钛。同时 还可以提高钢的力学性能。
钛和铌：都是强碳化物形成元素， 其作用强于钒。常用作碳的稳定 剂，如奥氏体不锈钢中加入钛元 素可稳定碳元素，提高钢的抗晶 间腐蚀能力。 钨：钨的熔点高达3380 ℃，可 大大提高钢的再结晶温度，增加 热强性。
五、钢的热处理 将钢在固态下加热到一定的温度， 并保持一定时间，然后按一定速 度冷却以改变钢的组织和力学性 能的过程称为钢的热处理。
1、淬火 将钢材加热到临界点A3线或A1 线（723 ℃ ）以上30~50 ℃经过 适当保温，使钢的组织全部转变 为奥氏体，然后在水或油中快速 冷却以得到马氏体组织的热处理 方法。
第一章 焊接与切割基础知识
1、焊接与切割概述 2、金属学与常用金属材料 3、焊接工艺基础知识
第一节 焊接与切割概述 一、焊接与切割的基本原理及分类 1、基本原理 金属联的方法有：可拆卸的联接和 不可拆卸的联接。 焊接就是通过加热或加压，或者两 者并用，并且使用或不使用填充材 料，使工件达到结合的方法。
第二节
金属学及常用金属材料
工业上将金属材料分为两大类，黑 色金属和有色金属。铁碳合金（钢 和铁）称为黑色金属，除此之外称 中有色金属。
一、钢材的分类 1、按脱氧方法分类：分为镇静 钢、半镇静钢和沸腾钢。 2、按化学成份分类：可分为碳 素钢和合金钢，碳按含碳量可分 为：低碳钢（含碳＜0.25%） 中碳钢（含碳0.25%~0.60%） 高碳钢（含碳＞0.60%） 。
（二）金属的晶体结构 物质的原子或分子有规律地排列 称为晶体。所有的金属材料在固 态时都是晶体。金属材料有面心 立方晶体和体心立方晶体两种。
（三）钢的常见组织 1、铁素体（F） 2、渗碳体（Fe3C） 3、珠光体（P） 4、奥氏体（A） 5、马氏体（M） 6、贝氏体 7、魏氏体
（四）铁碳合金状态图 一般把含碳量低于2%的铁碳合金称 为钢。大于2%的铁碳合金称为铸铁。 工业纯铁：含碳＜0.02% 亚共析钢：含碳＜0.77% 共析钢：含碳=0.77% 过共析钢：含碳＞0.77%~ 2.06% 工业纯铁的熔点为：1535℃
特类钢，同时按力学性能和化学 成份供货的钢材，其钢号主要有 C1、C2、C3、……C7。 B、优质碳素结构钢：编号的方 法是以其平均含碳量的万分率的 数字来表示。高级优质钢则在钢 号后加上“高”或“A”的字样。 如：10号钢，20号钢，45号钢等。
C、碳素工具钢：用钢的平均含 碳量的千分之几的数字来表示钢 号。一般在数字前冠以“T”字 （即“碳”）来表示工具钢。如： T7，T8，T9，T10，T12，T13等。高 级优质碳素工具钢则在钢号后加 “高”或“A”字样。
铝：是很强的脱氧剂，同时还可 细化晶粒，提高钢的抗氧化能力 及耐热性。但是容易促进石墨化 过程而形成夹杂物。 硅：硅是强氧化剂。含量一般不 超过2%，焊接时易形成高熔点 夹杂物。
锰：是很好的强脱氧剂，可提高 钢材的抗氧化性能，同时锰还是 很好的脱硫剂。 镍：主要用来形成和稳定奥氏体 组织，提高钢的耐蚀性，还能提 高钢的塑性、高温强度、持久强 度。但镍促进石墨化过程，提高 钢的焊接裂纹敏感性。
对于不锈钢，表示其含碳量的一般 规律是：在钢号前冠以“1”“0”及 “00”， “1”表示不锈钢的含碳量≤ 0.12，“0”表示不锈钢的含碳量≤ 0.08， “00”表示不锈钢的含碳量≤ 0.03。这些都是平时所说的超低碳 不锈钢。如：1Cr18Ni9Ti， 0Cr18Ni9Ti， 00Cr18Ni9Ti等。
碳：碳对钢材起到硬化作用，可 以提高钢材的强度和耐磨性，但 降低钢材的塑性、韧性、耐腐蚀 性和抗氧化性。随含碳量的增大， 钢的淬硬倾向增大，焊接性能变 差，因此焊接用钢主要是低碳钢。
铬：主要作用是提高钢材的耐腐 蚀性和抗氧化性。一般来说当钢 中铬的含量达到12%时，钢的耐 腐蚀性和抗氧化性明显提高。同 时铬能增加钢材的淬透性，焊接 时易产生裂纹。
4、按品质分类： 普通钢含S量0.045%~0.050% 含P量≤ 0.045%、 优质钢S含量0.030%~0.035% P含量≤0.035% 高级优质钢 含S量0.020%~0.030% P含量 0.025%~0.030%
二、钢材牌号表示方法 1、碳素钢的牌 A、普通碳素结构钢：甲类钢，保证 力学性能指标，按力学性能供货的 钢材。其钢号主要有：A1、A2、 A3、……A7。乙类钢，保证化学成份， 按化学成份供货的钢材。其钢号主 要有：B1、B2、B3、……B7。
（5）高级优质钢号未尾加注 “高”字或“A”字，专业用钢在 钢号后面加注表示专业用途的拼 音字头。 常见的专门用途钢材 主要有： 焊条用钢 焊 H 锅炉用钢 锅 g 压力容器用钢 容 R 焊接气瓶用钢 焊瓶 Hp
三、钢材的性能 （一）物理性能 1、比重 2、熔点 3、导电性 4、导热性 5、热膨胀性 6、导磁性
2、回火 将淬火钢加热到A1线以下的预定温度， 保温一定时间，然后在空气或油中冷 却的方法。有高温回火、中温回火和 低温回火。 3、调质 钢材淬火后立即进行高温回火处理， 这种连续的热处理工艺称为调质处理。 通过调质处理可使钢材获得高的冲击 韧性同时获得高的强度。
4、退火 将钢材加热到A3或A1线以上 30~50 ℃，在该温度保持一段时 间后，随炉缓慢、均匀地冷却至 室温或冷却到低于A1线的某一温 度，停留一段时间，再在空气中 冷却的方法称为退火。
（二）化学性能 1、耐腐蚀性 钢材抵抗周围介质腐蚀作用的能 力称为钢材的耐腐蚀性。如：不 锈钢比其他钢材更耐腐蚀。 2、抗氧化性 钢材在一定的温度和介质条件下 抵抗氧化的能力称为抗氧化性。
（三）力学性能 钢材在一定的温度条件和外力作用下 抵抗变形和断裂（破坏）的能力称为 力学性能。钢材的常温力学性能主要 包括强度、塑性、硬度和韧性等指标， 高温力学性能还包括抗蠕变性能、持 久性能、瞬时强度以及热疲劳性能等， 低温力学性能还包括低温冲击韧性及 脆性转变温度等。
5、正火 将钢材加热到A3或Acm线以上 30~50 ℃，经保温后，在空气中 冷却的过程称为正火。
六、钢中常见元素的作用 不同成分的钢材具有不同性能。 不同的化学成份和热处理状态决 定钢材的组织和性能。钢中除铁 和碳外，还有各种合金元素以及 杂、钒、钨、 钛、铝、镍、硼、稀土等。
四、 钢的组织 （一）基本概念 1、相：金属材料的内部结构称 为相。在合金中（钢是铁碳合 金），具有均匀的化学成份、相 同的内部结构，并有明显的界面 隔开的均匀组织称为相。
2、化合物 由两种或两以上元素按一定比例 组成的物质。 3、晶体混合物 又称为共析体或机械混合物，是 由两种固溶体或一种固溶体和化 合物机械地混合在一起所组成的 合金结构。
Mn Cr Mo V Ni Cu CE C 6 5 15
当碳当量CE＜0.4时，钢材的淬硬倾 向不明显，焊接性优良，焊接不必 预热。当碳当量CE=0.4~ 0.6时，钢 材的淬硬倾向逐渐明显，需采取适 当的预热和控制线能量等工艺措施。 当碳当量CE＞0.6时，钢材的淬硬倾 向大，属于较难焊接的材料，需采 取较高的预热温度和严格的工艺措 施。
压力焊：是利用焊接时施加一定 的压力而完成的焊接方法。 压力焊的焊接方法主要有：摩擦 焊、锻焊、电阻焊、气压焊、超 声波焊、冷压焊和爆炸焊等焊接 方法。
钎焊：是把比被焊金属熔点低的钎 料金属加热至熔化状态，然后使其 渗透到被金属接缝的间隙中而达到 结合的方法。 钎焊的焊接方法主要有：软钎焊、 硬钎焊；有：烙铁钎焊、高频感应 钎焊、火焰钎焊、电阻钎焊、炉中 钎焊和盐浴钎焊等焊接方法。
硼：可提高钢的热强性，是较强 的脱氧剂，可使晶粒细化，但使 钢的焊接性变差。 稀土：主要是用来强化晶界提高 钢的抗蠕变能力，和持久强度， 并能除去钢中的硫、磷等杂质， 细化晶粒，减少枝晶偏析，减少 钢的回火脆性倾向。
硫：几乎不溶于钢，与铁生成低 熔点的硫化亚铁（FeS）共晶物， 热加工时，存在于晶界的低熔点 化合物会局部熔化并导致开裂， 形成钢的热脆性。焊接时会导致 热裂纹和在热影响区出现液化裂 纹，同时硫以薄膜形式存在于晶 界使钢的塑性和韧性下降。
合金钢根据合金元素的含量可分 为低合金钢（合金元素总量＜ 5%或单一合金元素的含量 ＜ 3%） ，中合金钢（合金元素总 量为5~10%，或单一合金元素的 含量为3~5%）和高合金钢（合 金元素总量＞10%，或单一合金 元素含量＞ 5%）。