低碳调质钢焊接性能研究(终稿)
浅谈低碳钢的焊接性与焊接缺陷的预防措施
浅谈低碳钢的焊接性与焊接缺陷的预防措施随着低碳钢在工业生产中的广泛应用，对其焊接性能和焊接缺陷的预防措施也越来越受到关注。
低碳钢是一种含碳量较低的钢铁材料，具有良好的可塑性和焊接性能，因此在制造行业中得到了广泛应用。
在实际的焊接过程中，由于操作不当或者材料本身的特性，往往会产生一些焊接缺陷，影响到焊接接头的质量和使用性能。
了解低碳钢的焊接性能和预防焊接缺陷的措施，对保证焊接质量具有重要意义。
一、低碳钢的焊接性能低碳钢具有较好的焊接性能，主要表现在以下几个方面：1. 熔化性能：低碳钢的熔化温度较低，熔池流动性好，易于形成均匀的焊缝。
2. 化学成分：低碳钢的化学成分稳定，含有较少的合金元素，不易在焊接过程中发生气孔、夹杂物等问题。
3. 焊接热影响区（HAZ）：低碳钢的焊接热影响区较小，热影响性能好，对基体金属的影响较小。
4. 机械性能：低碳钢的焊接接头强度高，韧性好，易于进行各种焊接工艺。
低碳钢的焊接性能较好，适合进行各种焊接工艺，如电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
在实际的焊接过程中，仍然需要注意一些预防措施，以避免焊接缺陷的产生。
二、焊接缺陷的预防措施1. 气孔：气孔是焊接过程中常见的缺陷之一，主要是由于焊接熔池中溶解的气体在凝固时未能完全排出所致。
预防气孔的关键是要提高焊接材料的纯净度，控制焊接电流、电压和焊接速度，加强熔化剂的使用，尽量减少焊接材料和环境中的杂质。
在焊接过程中应注意熔池的稳定性，避免熔池的剧烈波动和飞溅。
2. 夹杂物：夹杂物是由于焊接材料或环境中的杂质被夹入焊缝中而形成的缺陷。
预防夹杂物的关键是要加强焊接材料的清洁处理，控制焊接热源的稳定性和焊接速度，保证焊接过程中焊缝的形成和凝固过程中的连续性和完整性，减少焊接过程中的振动和杂质的混入。
3. 焊接裂纹：焊接裂纹是焊接过程中一种常见的缺陷，主要是由于焊接残余应力、组织性能不佳等因素所引起。
预防焊接裂纹的关键是要控制焊接过程中的分类温度和残余应力，避免焊接接头的急剧冷却和应力集中。
低碳调质钢
（2）686MPa≤σs≤980MPa的钢最好用熔化极气体保 护焊； （3）σs≥980Mpa的钢（如10Ni-Cr-Mo-Co等），则 必须采用钨极氩弧焊或电子束焊等方法。采用大焊接 热输入的焊接方法（如多丝埋弧焊或电渣焊）时，焊 后必须进行调质处理。
低碳调质钢中合金元素，提高再热裂纹敏感性作用最 大的是V、其次是Mo，Cr影响与含量有关，当 wCr<1%，随其含量增加，再热裂纹敏感性增加，当 wCr>1%，随其含量增加，再热裂纹敏感性降低
（4）层状撕裂
低碳调质钢对杂质控制严格，抗层状撕裂能 力较好
热影响区性能变化
调制刚热影响区组织特征 热影响区脆化 热影响区软化
低碳调质钢对扩散氢h比较敏感当h控制不严时冷裂纹敏感性还是相当高?3再热裂纹mov钢特别是crmov钢对再热裂纹的敏感性最高mob钢crmo钢也有一定的敏感性低碳调质钢中合金元素提高再热裂纹敏感性作用最大的是v其次是mocr影响与含量有关当wcr1随其含量增加再热裂纹敏感性增加当wcr1随其含量增加再热裂纹敏感性降低?4层状撕裂低碳调质钢对杂质控制严格抗层状撕裂能力较好热影响区性能变化?调制刚热影响区组织特征?热影响区脆化?热影响区软化参考p79图调制钢焊接热影响区的硬度分布焊接工艺特点参考p81页?需注意的两个问题a马氏体转变速度不能太快以便马氏体能进行自回火
调制钢焊接热影响区的硬度分布
参考P79图
焊接工艺特点 参考P81页
需注意的两个问题 A、马氏体转变速度不能太快，以便马氏体 能进行“自回火”； B、温度在800——500度之间的冷却速度大 于产生脆性组织的临界速度。
接头与坡口形式设计
低碳调质钢的焊接性
低碳调质钢的焊接性。
碳的质量分数不超过0.21%，加入适量的合金元素Si、
Mn、Cr、Ni、Mo、Cu，经过奥氏体化-淬火-回火热处理的钢称为低碳调质钢，常用牌号有WCF60、62、HQ70A、B、15MnMoVN、15MnMoVNRE 和
14MnMoNbB 等，其化学成分见表13。
表13低碳调质钢的化学成分（质量分数）（%）
WCF60、62 < 0.50 < 0.30 —V0.02 〜0.06
HQ70A 0.3 0 〜1.0 0.20 〜0.40 0.15 〜V+Nb < 0.10
0.50 B0.0005 〜0.003 HQ70B 0.70 〜1.20 0.20 〜0.40 V+Nb0.05 〜0.10
0.15 〜 B < 0.003
15MnMoVN —0.40 〜0.60 0.50 V0.10 〜0.20
N0.01 〜0.02
15MnMoVN —0.35 〜0.60 —N0.02 〜0.03（加RE 入）
—0.45 〜0.70 —RE0.10
14MnMoNbB 0.20（加入）
< 0.40 Nb0.02 〜0.07
B0.0005 〜0.003 低碳调质钢具有高的屈服点（490〜980MPa）、良好的塑性、韧性、耐磨及耐腐蚀性。
低碳调质钢由于含碳量不高，虽含有一定量的合金元素，但焊接性较好，主要特点是：在焊接热影响区，特别是焊接热影响区的粗晶区有一定的冷裂倾向并有韧性下降的现象；在焊接热影响区受热时未完全奥氏体化的区域，以及受热时其最高温度低于Ac1、高于钢调质处理时的回火温度的那个区域有软化或脆化的倾向。
低碳调质钢的焊接.
低碳调质钢的焊接低碳调质钢的成分是根据在调质状态下使用而设计的。
这类钢多用于重要的焊接结构，对焊接质量要求高，这类钢大都在调质状态下焊接。
1）接头及坡口型式设计对于屈服强度在600MPa以上的低碳调质钢来说，焊缝的分布及接头部位的应力集中程度都将对接头的质量有明显的影响。
合理的接头应该是应力集中系数最低，具有良好的可焊接性，并便于焊后检验。
为此，应尽量避免将焊缝布置在断面突然变化的部位，并要考虑便于施焊。
一般来说，应该采用对接接头焊缝，而且要求焊缝与母材交界处平滑过渡。
坡口型式以U型或V型为佳，但必须要求两个坡口必须完全焊透。
为了降低焊接应力, 可采用双V型或双U型坡口。
2）坡口制备低碳调质钢的坡口可以用氧-乙炔火焰切割，但切割边缘有硬化层，应通过回火或机械加工消除之。
板厚小于100mm时，切割前不需预热。
板厚超过100mm，应进行100~150℃预热。
强度等级较高的钢，不宜用氧-乙炔火焰切割，应用电弧或等离子弧切割。
3）焊接方法选用低碳调质钢在调质状态下焊接，为使回火区的软化降到最低限度，应采用比较集中的热源。
σs≤1000MPa的钢，可用手工电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊或熔化极气体保护焊等方法。
其中σs≥700MPa的钢，如HY-130钢，为了获得满意的接头性能，最好用钨极氩弧焊或熔化极气体保护焊。
如由结构形式决定，确实需采用高线能量的焊接方法（如电渣焊或多丝埋弧焊）, 焊后必须进行调质处理。
4）焊接材料焊接材料选用的原则依母材在热处理状态的不同而定。
母材在调质状态下进行焊接时，选用的焊接材料，应保证焊态的焊缝金属与调质状态的母材具有相同的力学性能；当接头拘束度很大时，为了防止冷裂纹，可选用强度略低的填充金属。
常用的焊材选用对照表手工电弧焊可用GB-E85系列的焊条，如E8515-X、E8518-X（J857、J857Fe）等或ASW中E110系列的焊条。
埋弧焊则用Mn-Mo、Mn-Cr-Ni-Mo或Mn-Mo-V系焊丝。
关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究
关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究1. 引言1.1 研究背景低碳钢与低合金钢是工程结构中常用的材料，它们具有优良的机械性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于汽车制造、船舶建造、桥梁工程等领域。
在使用过程中，低碳钢与低合金钢可能会遇到焊接问题，包括焊缝质量不佳、焊接变形严重、焊接接头强度低等。
研究低碳钢与低合金钢焊接工艺，优化焊接参数，提高焊接质量，对于提高工程结构的性能和可靠性具有重要意义。
目前，关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的研究已经取得了一些进展，但仍然面临着一些挑战。
低碳钢焊接时易产生焊接气孔和夹渣现象，低碳钢与低合金钢接头强度不够等问题。
有必要深入探究低碳钢与低合金钢的特性及焊接工艺，挖掘其焊接过程中存在的问题，并提出相应的解决方案。
本研究旨在通过实验方法探究低碳钢与低合金钢的焊接工艺，分析其影响因素，优化焊接参数，提高焊接质量，为工程结构的设计与制造提供科学依据。
通过对低碳钢与低合金钢焊接工艺的深入研究，可以促进工程结构的发展，提升材料的性能和可靠性，为相关领域的发展贡献力量。
1.2 研究目的本文旨在探究低碳钢与低合金钢的焊接工艺，分析其特性及挑战，并提出优化方案。
具体研究目的包括：1. 分析低碳钢与低合金钢的特性，比较它们在焊接过程中的异同，为后续研究提供基础；2. 探讨低碳钢与低合金钢焊接时存在的问题和挑战，例如焊接接头质量、焊接残余应力等；3. 寻求优化低碳钢与低合金钢焊接工艺的途径，提高焊接接头的质量和性能；4. 基于实验方法和结果，验证优化方案的有效性，为工程实践提供参考。
通过深入研究低碳钢与低合金钢的焊接工艺，本文旨在为相关领域的研究和应用提供参考和指导，推动焊接技术的发展和应用。
1.3 研究意义低碳钢与低合金钢是工程领域常用的两种材料，它们在结构和机械性能上具有独特的特点。
研究低碳钢与低合金钢的焊接工艺对于提高焊接质量、降低成本、延长设备使用寿命具有重要意义。
低碳钢焊接工艺的研究可以帮助优化焊接参数，提高焊接接头的牢固性和耐久性；而低合金钢焊接工艺的研究则可以为制造高强度、高耐磨性零部件提供依据。
关于低碳钢的焊接性与焊接缺陷的分析
焊接是一种常见的制造工艺，广泛应用于各类工业领域。然而，在焊接过程中 可能会出现各种缺陷，这些缺陷不仅影响焊接接头的质量，还可能对整个产品 造成潜在的安全隐患。因此，焊接质量检验至关重要，它可以帮助我们发现并 纠正焊接缺陷，确保产品的安全性和可靠性。
一、焊接缺陷
焊接缺陷是指焊接接头中存在的各种不完美或不良状态，包括外部损伤和内部 缺陷。外部损伤是指焊接过程中出现的表面缺陷，如咬边、焊瘤、凹槽等。内 部缺陷则是指焊接接头内部存在的问题，如气孔、裂纹、未熔合等。
二、管道焊接的质量控制
针对以上常见的管道焊接缺陷，可以从以下几个方面采取质量控制措施：
1、人员培训：对焊接人员进行定期的技术培训和考核，提高他们的技能水平 和操作规范意识。确保每个焊接人员都具备相应的资质和技能水平，能够严格 按照操作规程进行焊接作业。
2、工艺控制：制定完善的焊接工艺规程，明确焊接过程中的各项技术要求和 操作步骤。对焊接材料的选择、坡口的设计、间隙的调整等关键环节进行严格 控制。同时，对焊接设备的性能进行检查和维护，确保设备处于良好的工作状 态。
二、焊接质量检验
焊接质量检验是为了确保焊接接头的质量和安全性，从而提高产品的使用寿命。 通过质量检验，我们可以发现并纠正焊接缺陷，防止潜在的安全隐患。
焊接质量检验的方法和步骤包括外观检查、无损检测和力学性能测试。外观检 查是最基本的检验方法，通过肉眼观察可以发现明显的焊接缺陷，如焊瘤、咬 边等。无损检测则可以在不破坏产品的情况下，检测出内部缺陷，如超声波检 测、射线检测等。力学性能测试可以评估焊接接头在不同载荷下的强度和韧性， 以确保其满足使用要求。
关于低碳钢的焊接性与焊接缺 陷的分析
01 引言
03 参考内容
目录
02 焊接性分析
低碳钢焊接特点及工艺分析
低碳钢的焊接特点及工艺分析摘要：由于低碳钢的碳、锰、硅的含量低，焊接时不会因焊接而引起严重组织硬化或出现淬火组织而且焊接接头有很强的塑性以及韧性，在所有钢材中低碳钢的焊接性能最强。
因此本文针对核电站反应堆厂房钢结构几种常用低碳钢的焊接特点及其工艺进行浅析。
关键字：低碳钢；焊接特点；工艺分析一、国标q345（欧标s355）钢的焊接要点国标q345（欧标s355）钢最常用的焊接工艺有药芯焊丝co2气体保护焊和焊条电弧焊两种，co2气体保护焊是指利用co2作为保护气体的熔化极电弧焊接方法，属于气体保护，而焊条电弧焊是手工操作焊条进行焊接的电弧焊接方法，利用焊条与焊件之间建立起的燃烧的电弧，熔化焊条和焊件从而获得结构牢固的焊接接头，属于气渣联合保护。
根据不同的焊接方法在选择焊接材料时，必须要同时考虑到熔合比和冷却速度的影响，因为焊缝的化学成分不仅取决于焊接材料而且还与母材料的熔入量以及熔合比有很重要的关系，当焊接材料的化学成分与母材料的成分相同时，虽然能够最大限度的提高焊缝金属的性能，但同时也降低了材料本身的塑性以及韧性，这样一来就影响到了焊接接头的抗裂性能以及使用性能降低了焊接质量，所以为了达到焊缝与母材料的机械性能相一致，在选择焊接材料时，应该从母材料的机械性能方面考虑选择符合要求的焊接材料，如果采用质量不符合要求的焊接材料还会促使焊缝金属中的碳、硫含量过高很容易导致裂纹的产生。
因此在进行药芯焊丝co2气体保护焊接时一般选用e501t-1型焊丝，而进行焊条电弧焊时一般选用e5018-1型焊条。
对于国标q345（欧标s355）钢进行焊接时，除了受材料本身性质的影响外，还受到工艺条件以及结构条件和使用等各方面条件的影响，例如在焊接时，热影响区容易出现淬火组织，使近缝区的硬度提高塑性降低导致焊后容易产生裂纹，以下就对国标q345（欧标s355）钢的焊接工艺中的要点进行具体分析。
通过对国标q345（欧标s355）钢的焊接性能进行研究分析，焊接过程中为了能够有效避免焊缝组织过于粗大，导致冲击韧性下降，因此必须采用小规范焊接。
关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究
关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究低碳钢和低合金钢是常见的金属材料，它们在工业领域有广泛的应用。
在将低碳钢与低合金钢进行焊接时，由于两种材料的物理和化学性质的差异，需要选择合适的焊接工艺以确保焊接接头的质量和性能。
本篇文章将探究低碳钢与低合金钢焊接工艺的选择和优化方法。
明确低碳钢和低合金钢的特点和差异是很重要的。
低碳钢是碳含量较低的钢材，通常在0.05%至0.30%之间。
低合金钢是除铁以外，含有其他合金元素的钢材，比如铬、镍、钼等。
两者相比，低合金钢的强度、硬度和耐腐蚀性能更高，但焊接时更容易产生裂纹和热影响区。
针对低碳钢焊接，常用的工艺包括手工电弧焊、气体保护焊、亚气体保护焊、搅拌摩擦焊等。
手工电弧焊是一种常见且简单的焊接方法，适用于较薄的低碳钢板焊接。
气体保护焊可以通过在焊接区域提供氩气保护来避免氧气和氮气的污染，适用于较厚板的焊接。
亚气体保护焊是气体保护焊的改进，通过减少气体流量和添加阻隔材料来降低成本和提高焊接质量。
搅拌摩擦焊是一种新兴的焊接工艺，通过在焊接区域施加搅拌力和摩擦热来实现焊接。
对于低合金钢焊接，常用的工艺包括气体保护焊、亚气体保护焊、电弧焊、电子束焊等。
气体保护焊和亚气体保护焊的原理和操作与低碳钢焊接类似，但焊接参数的选择可能有所不同。
电弧焊是一种常见的焊接方法，可以使用不同类型的电弧焊电机和电极来实现焊接。
电子束焊是一种高能量集中的焊接方法，适用于低合金钢的薄板和小尺寸焊接。
在选择焊接工艺时，需要考虑材料的厚度、焊接位置和环境条件等因素。
焊接过程中还需要注意控制焊接电流、焊接速度、焊接温度和焊接时间等参数，以获得理想的焊接接头质量。
低碳钢和低合金钢焊接工艺的选择需要根据具体材料的特点和焊接要求来确定。
通过合理选择和优化焊接工艺参数，可以确保焊接接头的质量和性能，提高低碳钢和低合金钢的焊接效果。
关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究
关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究焊接是工业生产加工重要技术手段之一，其中采用焊接工艺将低碳钢与低合金钢整合到一起，满足工业企业生产制造切实需求，可以有效提高工业企业经济收益，如若相关焊接工艺无法发挥积极效用，将影响二者整合成效。
本文通过研究低碳钢与低合金钢焊接工艺，以期为提高工业企业生产加工综合能力提供依据。
标签：低碳钢；低合金钢；焊接工艺伴隨生产加工技术飞速发展，我国工业已经朝着现代化、自动化、智能化方向发展，对机械设备及相关零部件加工制造精度不断提高，相关元件复杂度随之增强，用以满足日益提高的工业生产制造需求。
其中，金属作为常见的加工材料，其自身化学性质、物理性质、机械等性质存在差异性，无法完全满足机械加工及生产制造需求，为此需通过焊接将异种金属整合在一起，使其物理性质、化学性质、机械等性质均符合生产制造标准。
然而，相较于西方发达国家，我国异种金属焊接工艺研究基础相对薄弱，未形成极具导向性的工艺标准，用以整合低碳钢与低合金钢，这也为开展相关研究活动提供机会。
基于此，为使低碳钢与低合金钢得以有效焊接，探究相关焊接工艺显得尤为重要。
1 低碳钢与低合金钢焊接前的准备技术人员需在施行焊接工艺前，仔细研究低碳钢与低合金钢产品图纸，观察产品结构设计特征，明晰焊接重点、要点及难点，为提高焊接工艺应用质量奠定基础，待明晰焊接方向后，技术人员需依据焊接工艺施行标准，仔细检查焊接单件，确保相关零件符合焊接要求，从根本上保障低碳钢与低合金钢焊接质量，选定优质零件并清除表面油渍、灰尘、氧化皮、铁锈等污垢，装备顺序需科学合理，避免零部件在焊接过程中发生形变现象，确保低碳钢与低合金钢焊接工艺科学有效。
为提高低碳钢与低合金钢焊接质量，技术人员可在总结以往工作经验同时，立足二者焊接实况，编制焊接工艺前期准备制度，引导技术人员高效完成相关工作，推动工业生产制造行业朝着标准化、制度化、科学化方向发展，继而有效提升低碳钢与低合金钢焊接工艺施行成效。
浅谈低碳钢的焊接性与焊接缺陷的预防措施
浅谈低碳钢的焊接性与焊接缺陷的预防措施低碳钢是一种碳含量较低的钢铁材料，具有良好的可焊性和可加工性，被广泛用于制造各种结构和零部件。
在工程领域中，对低碳钢的焊接工艺和焊接缺陷的预防措施进行了大量研究和总结。
本文将就低碳钢的焊接性及其焊接缺陷的预防措施进行详细介绍。
一、低碳钢的焊接性1. 低碳钢的化学成分及热处理状态对焊接性的影响低碳钢的主要合金元素是碳，其碳含量一般在0.04%~0.30%之间。
低碳钢与其他合金钢相比，具有较高的可塑性和可加工性，但焊接性稍差。
低碳钢的化学成分及热处理状态对焊接性有着重要影响。
通常情况下，低碳钢采用热轧后的状态进行焊接，这样可以减少焊接时产生的热影响区，并且能够降低焊接缺陷的发生率。
2. 低碳钢的焊接方法低碳钢常用的焊接方法有电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
在选择焊接方法时，需考虑材料的厚度、形状、使用环境等因素。
对于一般结构件，常采用电弧焊或气体保护焊进行焊接，而对于精密零件，则采用激光焊等高精度焊接方法。
3. 低碳钢的焊接工艺焊接工艺是影响焊接质量的重要因素。
在低碳钢的焊接过程中，应根据具体的工件材料和形状等因素，合理选择焊接电流、焊接速度、焊接温度和焊接参数，并严格控制热输入和残余应力，以提高焊接质量。
4. 低碳钢的焊接预热和后热处理在进行低碳钢的焊接时，通常需要对焊接部位进行预热，以提高焊接的可靠性和质量。
在焊接完成后，还需要对焊接接头和热影响区进行后热处理，以消除残余应力和提高焊接接头的性能。
二、低碳钢的焊接缺陷与预防措施1. 焊接缺陷的分类低碳钢的焊接过程中容易出现焊接缺陷，主要包括气孔、夹渣、焊缝裂纹等。
这些焊接缺陷会严重影响焊接接头的力学性能和耐蚀性能，甚至导致焊接接头的失效。
2. 气孔的预防措施气孔是焊接过程中常见的缺陷之一，通常是由于焊接电流不稳定、焊接速度过快或焊接材料表面含有水分等原因引起的。
为了预防气孔的产生，应选择合适的焊接工艺参数、清洁焊接材料表面，并采用适当的焊接方法，如预热焊接、层间预热焊接等。
8.4低碳调质钢的焊接
第四节 低碳调质钢的焊接
Chapter2 碳钢及低合金钢的焊接
热轧及正火钢依靠合金元素的固溶强化及沉淀强化作 用提高钢的强度时，对塑性和韧性的作用一般是与强化 作用相反，往往是合金元素含量超出一定范围后出现塑 性、韧性的大幅度下降。因此热轧及正火钢的强度受到 限制。 要想保证足够韧性与塑性的前提下进一步提高强度， 单纯通过合金强化是不行的，必须进行热处理强化。一 般来说，σs≥490MPa的高强度钢都是热处理强化钢，都 采用调质处理，通过组织强韧化获得很高的综合力学性 能。
越高，但塑性和韧性有所降低，所得组织是回火低碳马氏体、下贝氏体 或回火索氏体，可以保证得到高强度、高韧性和低的韧脆转变温度。
二、低碳调质钢的焊接性分析
Chapter2 碳钢及低合金钢的焊接
低碳调质钢主要用于焊接结构制造，它的含碳量很低，而且
对硫、磷等杂质控制严格，因而有良好的焊接性。但这类钢属于 热处理强化钢，对加热反应灵敏，因此在焊接中需要采取的防止
钢号 14MnMoVN 14MnMoNbB 15MnMoVNRE
板厚/mm 18~40 <8 10~50 ≤16 17~30
抗拉强度 σb/MPa ≥690 ≥755 —
屈服强度 σs/MPa ≥590 ≥686 ≥686 ≥666
HQ70
HQ80C HQ100 (美)T-1 (美)HY-80 (美)HY-100 (美)HY-130 (日)WEL-TEN80
(美)T-1
0.12~ 0.21
0.60~ 1.0
0.15~ 0.35
0.70~ 1.0
0.40~ 0.65
0.40~ 0.60
0.03~ 0.08
低碳调质钢焊接
常用钢种焊接材料选用
气体保护焊 钢牌号 焊条电弧焊 保护气体 焊丝 焊丝 焊剂 埋弧焊
30CrMnSiA 30CrMnSiNi2 A 35CrMoA 35CrMoVA 34CrNi3MoA
E8515-G E10015-G E8515-G E8515-G E10015-G E8515-G E8515-G E9015-G E10015-G
A、焊接方法：由于不强调线能量对接头性能的影响，基本上不受限制。 B、不顾虑回火区的软化，可以采用较大的线能量+适当高温预热，从而防 止冷裂。—般预热温度及层间温度可控制在200-350℃之间。 C、焊接材料：为保证焊缝与母材在相同的热处理条件下获得相同的性能， 应保证熔敷金属的成分与母材基本相同。同时，为了防止产生热裂纹，要求采 用低碳焊丝，焊丝中的碳的质量分数应控制在0.15%以内，最高不超过0.25%， 并且控制硫、磷的质量分数应小于0.03%～0.035%。 。 D、为了防止延迟裂纹，焊后应及时进行热处理。若及时进行调质处理有 因难，可进行中间退火或在高于预热的温度下保温一段时间（如低温回火或 650～680℃高温回火 ）。作用：排除扩散氢并软化热影响区组织；消除应力 的作用。 E、对结构复杂、焊缝较多的产品，为防止由于焊接时间过长而在中间发 生裂纹，可在焊完一定数量的焊缝后，进行一次中间退火。 F、在焊后回火时，注意回火脆性。
C、 Cr-Mn-Si钢 ：价格低廉，在退火状态下具有P+F，调质状态下为回火M或回
火S ，有回火脆性 典型： 30CrMnSiNi2A制造飞机上的一些构件 D、Cr-Ni-Mo钢 ：加入Ni和Mo，使钢具有强度高、韧性好、淬透性大
典型： 40CrNiMoA、34 CrNiMoA ，用于制造高负荷、大截面的轴类以及承
焊接课程设计 低碳调质钢的焊接
材料成型及控制工程课程设计调质钢的焊接分析目录摘要 (1)1引言 (1)2调质处理及调质钢介绍 (1)2.1调质处理工艺 (2)2.2调质钢 (2)2.3调质钢性能特点 (2)2.3.1调质钢在性能成分上的特点 (2)2.3.2调质钢的质量要求 (2)3低碳调质钢的焊接 (2)3.1低碳调质钢的种类成分及性能 (3)3.2低碳调质钢的焊接性分析 (4)3.2.1热裂纹 (4)3.2.2热影响区的液化裂纹 (4)3.2.3冷裂纹 (5)3.2.4再热裂纹 (5)3.2.5热影响区性能的变化 (5)3.3低碳调质钢的焊接工艺特点 (6)3.4焊接方法和焊接材料选择 (6)3.5焊接参数的选择 (8)3.6低碳调质钢焊接接头成分控制 (10)4中碳调质钢的焊接 (10)4.1中碳调质钢的成分和性能 (10)4.2中碳调质钢焊接性分析 (11)4.2.1焊接中冷裂纹和淬透性 (11)4.2.2焊缝热裂纹 (11)4.2.3焊接过热区脆化 (12)4.2.4焊接热影响区的软化 (12)4.3焊接工艺分析 (12)4.3.1退火态或正火态下焊接工艺 (13)4.3.2调质状态下的焊接工艺 (13)4.4焊接方法和材料 (14)5结语 (16)参考文献 (17)摘要:本文介绍了调质处理工艺、调质钢的基本情况。
将调质钢分为低碳调质钢和中碳调质钢，分别介绍了它们的焊接特性，焊接工艺和焊接材料选用，多方面、多角度深入分析了调质钢的焊接基本情况。
关键词:调质钢、调质处理、焊接工艺、焊接材料。
1引言经过调质处理后使用的结构钢称为为调质钢。
许多机器设备上的重要零件如机床主轴、汽车拖拉机的后桥半轴、柴油发动机曲轴、连杆、高强度螺栓等，都是在多种应力负荷下工作的，受力情况比较复杂。
调质钢具有良好的综合力学性能，因此被广泛地应用于各种场合。
调质钢分为低碳调质钢和中碳调质钢，由于调质钢的广泛应用，其焊接成型十分重要。
在焊接调质钢时，需要注意各个方面的问题，包括冷裂纹、热裂纹、热影响区性能变化等，需要在不损失材料本身强度以及韧性的条件下使焊缝具有较好的力学性能和外观。
低碳调质钢的焊接
低碳调质钢的焊接一、低碳调质钢典型钢种成分及性能热扎和正火条件下，钢中通过增加合金元素的含量来提高强度，其结果是塑性和韧性降低，而且随着强度提高越多，塑性和韧性降低越多。
当钢中合金元素含量超过一定范围后会出现韧性的大幅度下降。
因此，抗拉强度大于600MPa的高强钢一般都需要调质处理。
因此低碳调质钢提高强度不单纯通过合金强化，还要通过热处理——调质强化处理。
钢中一般加入Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti等元素，目的是保证足够的淬透性和马氏体回火稳定性，使珠光体和贝氏体转变推迟，使马氏体转变的临界冷却速度下降大。
常用的低碳调质钢为了获得良好的综合性能和焊接性，一般含碳量不大于0.18％，这样通过淬火和回火(即调质处理)得到回火索氏体和回火马氏体组织，使之具有较高的强度和良好的塑性。
另外，除了取决于化学成分外，还要执行正确的热处理制度。
一般为奥氏体化—淬火—回火，也有少数钢采用奥氏体化—正火—回火。
低碳调质钢的特性是具有较高的强度(屈服强度490～980MPa)，并有良好的塑性、韧性和耐磨性。
钢中强度级别不同加入的合金元素及其含量也不同。
成分：抗拉强度σb:1.600Mpa Si-Mn 和Si-Mn基础上加少量Cr、Ni、Mo、V2.700Mpa Si-Mn-Cr-Ni-Mo加少量V，合金元素加入量较600高具有较好的冲击韧性，用于低温服役的焊接结构，露天煤矿大型挖掘机3.800Mpa Si-Mn-Cr-Ni-Mo-Cu-V系并加入一定的B工程机械、矿山机械。
推土机、工程起重机、重型汽车4.1000Mpa同800Mpa合金加入较多，为保证韧性加入Ni较多工程机械高耐磨件，核动力装置、航空航天装备上二、低碳调质钢的可悍性分析低碳调质钢含碳量低，合金成分的确定也都考虑了材料的可焊性，其工艺要求基本与正火钢相似．差别是这类钢通过调质强化，故在焊接接头热影响区除了脆化外还有软化问题。
（一）热裂纹低碳调质钢中S、P杂质控制严，含C量低、含Mn量较高．因此热裂纹倾向较小。
一种低合金钢的焊接及焊缝热处理工艺研究中期报告
一种低合金钢的焊接及焊缝热处理工艺研究中期报
告
本研究主要探讨了一种低合金钢的焊接及焊缝热处理工艺。
以下是
中期报告的具体内容：
1. 研究背景和目的：介绍了选取该低合金钢进行研究的原因和目的，说明了该钢材的主要用途和应用领域。
2. 材料和方法：详细介绍了所选低合金钢的化学成分、力学性能、
热处理工艺和焊接方法。
同时，还说明了实验中采用的焊接参数和热处
理方案。
3. 实验结果：对焊接过程中的熔池形态、焊接接头的金相组织和断
口形貌进行了分析和评价。
同时，对不同热处理工艺条件下焊接接头的
性能进行了评估。
实验结果表明，经过优化后的焊接参数和热处理工艺
可以得到优异的焊接接头性能。
4. 讨论：对实验结果进行了分析和讨论，说明了焊接及热处理过程
中的关键因素和影响因素。
并针对实验结果提出了一些建议和改进意见。
5. 结论：总结了本次中期研究的主要内容和发现，指出了进一步研
究的方向和重点。
6. 参考文献：列出了本次研究中所使用的文献和资料。
本次中期报告主要对实验过程和实验结果进行了详细的呈现和分析，为后续研究提供了有力的支持和指导。
低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究
低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究摘要：在生产加工技术快速发展的过程，工业现代化水平以及智能化水平在不断提高，对机械设备以及相关零部件进行加工制造的精度要求也越来越高。
而金属是比较常见的加工材料，其化学性质、物理性质以及机械性质等都存在一定差异。
为了能够保证金属材料可以满足机械加工以及生产制造要求，需要对焊接工艺进行充分研究。
利用焊接工艺可以将异种金属进行有效整合，使金属材料的物理性质、化学性质以及机械性质等满足生产制造标准要求。
但是我国异种金属焊接工艺的相关研究基础比较薄弱，对低碳钢以及低合金钢焊接工艺进行研究和分析，可以为类似异种金属焊接工艺的研究提供一定参考。
关键词：低碳钢；低合金钢；焊接工艺前言低碳钢以及低合金钢焊接工艺属于异种金属材料焊接类型。
利用异种钢焊接结构可以提高焊接的经济成本，节约贵重材料，并且有利于提高构件的应用性能。
异种金属构成的焊接结构应用范围比较广泛，在石油、矿山、化工等领域都有所应用。
低碳钢以及低合金钢都属于珠光体钢，这两种异种钢焊接结构的应用比较普遍。
低碳钢的焊接性能比较优良，并且钢材成本相对较低。
而普通低合金钢能够在碳钢的基础上加入微量合金元素，促使碳钢组织变化形成较强屈服强度以及韧性的钢材结构。
1.焊接前准备工作在低碳钢与低合金钢焊接前必须做好充足的准备工作，保证焊接作业可以顺利进行。
技术工作人员在焊接之前需要对低碳钢以及低合金钢产品图纸进行全面研究，了解产品结构的设计特征，掌握在焊接过程中的重难点内容。
这样能够提高焊接工艺质量。
明确焊接内容和标准要求之后，技术人员要根据焊接工艺的具体施行标准对焊接单件进行全面检查，保证零件能够满足焊接要求。
这样可以从根本上提高低碳钢以及低合金钢的焊接质量。
在对零件进行选择时，需要选择优质零件，同时要清除零件表面的油渍灰尘氧化皮以及铁锈的污垢，保证装配顺序的科学性，防止在焊接中零部件出现形变问题，保证低碳钢以及低合金钢焊接工艺的有效性。
浅谈低碳钢的焊接性与焊接缺陷的预防措施
浅谈低碳钢的焊接性与焊接缺陷的预防措施低碳钢是一种常见的金属材料，具有良好的可焊性，被广泛应用于各种工程领域。
低碳钢在焊接过程中也存在着一些焊接缺陷，这对于焊接工艺的选择和焊接质量的保障都提出了一定的要求。
本文将围绕低碳钢的焊接性和焊接缺陷的预防措施展开讨论，旨在为相关从业人员提供一些有益的参考。
一、低碳钢的焊接性低碳钢是指碳含量较低的钢材，通常含碳量在0.04%~0.30%之间。
由于其低碳含量，低碳钢具有良好的可塑性和可焊性，能够适应各种焊接工艺的要求。
常见的低碳钢有Q235、Q195等，这些钢材在焊接过程中往往能够产生较好的焊接效果。
低碳钢的焊接性主要表现在以下几个方面：1. 良好的熔透性：低碳钢的熔透性较好，熔池形成较快，热影响区较小，有利于焊接过程的控制；2. 易于塑性变形：低碳钢的塑性较好，能够适应各种焊接形式和工艺的要求，能够满足不同焊接接头的需要；3. 低碳化倾向小：低碳钢在焊接后不易产生碳化物，从而能够减少焊接缺陷的产生。
低碳钢在工程领域中广泛应用于各种焊接结构中，能够满足焊接工艺的要求，提高焊接质量和效率。
二、低碳钢的焊接缺陷及预防措施1. 气孔气孔是指焊缝中由气体造成的孔隙，严重影响焊接接头的质量和性能。
在低碳钢焊接中，气孔的产生主要与以下几个因素有关：（1）焊接材料的质量不良，含氧量较高，易形成气体；（2）焊接工艺的不当，焊接电流和电压设置不合理，引起气体逸出；（3）焊接环境的不洁净，杂质和污染物易引起气孔的产生。
为了预防气孔的产生，可以采取一定的措施：2. 焊接裂纹（1）焊接应力层积较大，易引起焊接接头的变形和裂纹的产生；（2）焊接的温度梯度较大，热影响区的组织和性能发生变化，易造成裂纹的产生；（1）控制焊接应力，采用适当的焊接工艺和序列，减少应力的层积；（3）采用预热和后热处理工艺，改善焊接接头的组织和性能，减少焊接裂纹的产生。
3. 焊接变形（2）采用适当的焊接温度和热输入，减少热影响区的变形和偏移；。
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摘要本文介绍了金属焊接性以及焊接裂纹的概念，主要介绍冷裂纹的形成与影响因素、金属焊接性的试验研究方法，论述了低碳调质钢的焊接性及焊接工艺特点。
在总结大量资料和焊接实验的基础上，通过低碳调质钢18MnMoNb钢斜Y型焊接裂纹试验，即小铁研试验、18MnMoNb焊接热影响区组织性能试验、18MnMoNb 焊接裂纹断口的扫描电镜分析，分析低碳调质钢的焊接性及产生冷裂纹的原因，并讨论了预热对焊接冷裂纹倾向的减小作用；并对18MnMoNb焊接热影响区组织进行了金相分析和性能研究，最后对18MnMoNb焊接热影响区的显微硬度进行了测试。
完成了低碳调质钢18MnMoNb钢的可焊性研究。
关键词：可焊性；焊接接头；热影响区；焊接裂纹AbstractThis paper introduces the concepts of metal welding and welding cracks，mainly on the formation and cold crack factors，and experimental methods of metal weldable capability，discussed the welding and welding technology features of low-carbon-quality steel．On the base of investigation and weld experiments，through low-carbon-quality steel of 18MnMoNb Y-Silt Type Cracking Test，structure and performance test of 18MnMoNb weld heat affected zone，the scanning electron microscope analysis of 18MnMoNb welding crack fracture，and analysis the welding of low-carbon-quality steel and the reasons of the cold crack and summarize the influence of preheat on cold cracking；and the study completed Metallographic analysis and properties of the metal materials 18MnMoNb weld heat affected zone．Finally，micro-rigidity of 18MnMoNb weld heat affected zone was tested．The metal weldable capability of 18MnMoNb was completed．Key words：weldable；welding joint；HAZ；welding crack目录第1章焊接技术概述 (1)第2章低碳调质钢的焊接基础理论 (3)2.1 焊接冶金过程特点 (3)2.2 焊接接头的组织与性能 (4)2.3 低碳调质钢热影响区的组织分析 (7)2.4 低碳调质钢的焊接性理论分析 (7)2.5 低碳调质钢常用焊接方法 (12)第3章低碳调质钢焊接性能研究试验基础 (14)3.1 低碳调质钢常用焊接工艺 (14)3.2 低碳调质钢的焊接工艺特点研究 (17)3.3 低碳调质钢焊接性试验及分类 (19)3.4 斜Y形坡口焊接裂纹试验法 (20)3.5 渗透探伤法在焊接检测中的应用 (22)3.6 焊接接头金相试样的制备 (23)3.7 焊接裂纹的断裂形式及断口形态 (24)第4章18MnMoNb钢的焊接性试验及分析 (25)4.1 焊接试验准备 (25)4.2 低碳调质钢18MnMoNb斜Y型焊接裂纹试验 (26)4.3 低碳调质钢18MnMoNb焊接裂纹断口扫描电子显微镜分析 (30)4.4 18MnMoNb焊接热影响区组织及性能试验 (31)4.5 18MnMoNb焊接接头的硬度试验 (32)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (37)第1章焊接技术概述焊接技术，又称连接工程，是一种重要的材料加工工艺。
所谓焊接就是把两种或两种以上的材料（同种或异种），通过加热或加压或两种并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。
焊接与其他连接方式不同，不仅在宏观上形成了永久的接头，而且在微观上建立了组织上的内在联系[1]。
由于焊接方法具有节省金属，生产效率高，产品质量好和大大改善劳动条件等优点，在半个世纪内得到飞速发展。
近代焊接技术，从1882年出现碳弧焊开始直到本世纪30年代，在生产上还只是应用气焊和手工电弧焊等简单的焊接方法。
尤其是四十年代，出现了优质电焊条，使焊接技术得到一次飞跃。
以后随着埋弧焊和电阻焊的应用，使焊接过程的机械化和自动化成为现实。
后来又出现电渣焊，各种气体保护焊，直到六十年代发展起来的等离子弧焊、电子束焊、激光焊接等先进的焊接方法的涌现，使焊接技术达到了一个先进的水平。
近年来又在研究能量束焊接，例如太阳能焊接、冷压焊接等新的焊接方法。
可以说焊接方法层出不穷。
金属材料在焊接时要经受加热、熔化、化学反应、结晶、冷却、固态相变等一系列复杂的过程，这些过程又都是在温度、成分及应力极不平衡的条件下发生的，有时可能在焊接区造成缺陷，或者使金属的性能下降而不能满足使用时的要求。
金属本身的物理性能、化学性能和力学性能，都不足以直接说明它在焊接时可能出现什么问题或焊接后能否满足使用要求。
金属焊接性就是金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。
金属焊接性包括两大方面内容，一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。
这说明，焊接性不仅包括结合性能，而且包括结合后的使用性能[2]。
从理论上分析，只要在熔化状态下能够相互形成溶液或共晶的任意两种金属或合金都可以经过熔焊形成接头。
同种金属或合金之间当然是可以形成焊接接头的。
许多异种金属或合金之间也是可以形成焊接接头的，只是有时是需要通过中间过渡层的。
因此，可以认为上述几种情况都可以看作是“具有一定焊接性”的。
差别在于有的工艺过程很简单，有的工艺过程很复杂；有的接头质量高、性能好、有的接头质量低、性能差。
所以，金属焊接工艺过程简单而有接头质量高、性能好时，就称作焊接性好；反之，就称焊接性差。
所谓工艺焊接性，是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。
对于一般熔焊来讲，焊接过程都要经历加热熔化、冶金反应和随后冷却过程。
因此，工艺焊接性又分为“热焊接性”和“冶金焊接性”。
热焊接性是指焊接热过程中，对焊接热影响区组织性能及产生的缺陷的影响程度，它用于评定被焊金属对热作用的敏感性；冶金焊接性是指冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度。
所谓使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足各种使用性能的程度，其中包括力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度，以及抗腐蚀性能和耐腐蚀性能等。
焊接性的提出为判断材料能否适应焊接加工，提供了可靠的依据。
现阶段，用来判断可焊性的方法很多，如可以直接采用焊接试验，也可以通过分析金属的化学成分、物理特性、与各种气体的亲和力、相图特点，CCT图或SCCT图、热处理状态、焊接工艺条件、保护方式、工艺措施等来评价焊接性。
在本论文中，将简单介绍焊接性及其试验方法，对低碳调质钢的焊接性能进行研究。
低碳调质钢的σs一般为441～980MPa，在调质态供货和使用。
其特点是含碳量更低，淬火组织为低碳马氏体，不仅强度高，并且兼有良好的塑性和韧性，可以直接在调质状态下进行焊接，焊后也不需要进行调质处理。
必要时可采取消除应力处理。
这类钢由于强度高，主要用于高压设备。
这类刚为了保证良好的综合性能和焊接性，要求C≤0.22%，实际上含碳量都在0.18%以下。
σs 441～490MPa的低合金高强钢中有调质和正火（或正火+回火）两类。
调质钢的韧性和焊接性通常都比同一强度等级的正火钢好；热影响区的淬硬倾向小，冷裂敏感性低。
焊接裂纹是金属焊接时产生的主要缺陷，是在焊缝中的应力大而该部分的塑性变形能(即延伸性)小的情况下产生的。
焊接裂纹产生的主要原因，通常随发生场所、发生时期及其形态的不同可有冷裂纹和热裂纹两种。
焊接金属裂纹主要由焊接金属凝固时的收缩应力所引起。
评定母材焊接性优劣程度的试验称为焊接性试验。
其主要内容有：焊接热裂纹试、焊接冷裂纹试验、焊接热裂纹和层状撕裂试验、焊接热影响区缺口脆性试验和焊接接头的使用性能试验。
在本论文中，对低碳调质钢18MnMoNb进行了斜Y型焊接冷裂纹实验研究并用扫描电镜对裂纹断口进行观察，判断出裂纹的断裂形式，对18MnMoNb钢焊接热影响区组织性能进行了研究，并对其焊接接头组织进行了金相分析及显微硬度分析。
随着人类社会对物质文明的追求、各种新型材料的不断开发及科学技术的不断发展，焊接技术已成为一门独立的科学。
它广泛地应用于石油化工、电力、航空航天、海洋工程、核动力工程、微电子技术，桥梁、船舶、舰艇，以及各种金属结构等工业部门。
而可焊性是焊接的首要条件，可以预料，随着焊接工业的发展，焊接将会向着更加高效、环保、新型的方向发展。
第2章低碳调质钢的焊接基础理论2.1焊接冶金过程特点熔焊时，金属、熔渣与气相之间进行一系列的化学冶金反应，如金属氧化、还原、脱硫、脱磷、参合金等。
这些冶金反应可直接影响焊缝的成分、组织和性能。
近年来，通过焊接材料向焊缝中加入微量合金元素（如Ti、Mo、Nb、V、Zr、B和稀土等）、适当的降低寒风中的碳、最大限度的排除焊缝中的硫、磷、氧、氮、氢等杂质强化焊缝，提高焊缝的韧性。
焊接冶金过程实质上是金属在焊接条件下的再熔炼过程，具有下列特点：（1）电弧反应区温度高电弧焊时弧柱温度可达6000℃以上，熔滴温度可达1800～2400℃，熔池平均温度也在（1770±100）℃左右。
在这样高的温度下，工件焊接区局部金属熔化形成熔池，焊条也熔化，通过电弧进入熔池。
熔池上部充满大量气体，熔池中有一定熔渣。
在这个高温的焊接区，不仅有气体分子，而且存在受热分解的气体原子及受激发的气态离子。
气体的状态不同，在金属中的溶解度也不同。
以原子、离子状态存在的气体，其化学活性显著增加，在金属中的溶解度也随之增加。
因此，电弧焊时，熔化金属吸收的气体量常常超过它的标准溶解度，从而严重影响焊缝金属的成分和性能。
（2）熔池体积小，冷却速度快电弧焊时，熔池体积最大只有30cm3，质量不超过100g，而且熔池周围被金属包围，冷却速度较快，平均冷速为4～100℃/s，与铸锭冷速相差几千倍[铸锭平均冷速为（3～150）×10-4℃/s]。