金属材料的焊接性

一、材料的焊接性能：

金属材料的可焊性：

对于不同的材料，在一定的焊接条件下，采用一定的焊接方法，获得优质焊接接头的难易程度称为材料的可焊性。对于同一种金属材料，采用不同的焊接方法及焊接材料，其可焊性可能有很大的差别。

金属的可焊性包括工艺可焊性和使用可焊性两个方面。

碳对钢的可焊性的影响最为明显。碳当量越高，钢的可焊性越差。

碳当量对钢的可焊性的影响

二、碳钢的焊接性：

低碳钢含碳量不大于0.25%，其塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接过程不敏感，焊接性能良好。厚度大于50mm的低碳钢，常用大电流多层焊，焊后进行消除内应力退火。低温环境下焊接刚度较大的结构时，由于焊件各部分温差较大，变形后受到限制，焊接过程容易产生较大的内应力，有可能导致结构开裂，因此应进行焊前预热。

中碳钢焊接性较差。中碳钢含碳量为0.25%~0.6%。随着含碳量的增加，淬硬倾向越加明显，焊接性逐渐变差。预热可降低热影响区的淬硬倾向，防止冷裂纹，改善接头性能。尽可能采用抗裂能力较强的碱性低氢型焊条。在无强度要求时，尽量选用强度等级低的焊条,以提高焊缝的塑性。也可选用铬镍不锈钢焊条。焊接时应使用小电流、慢速焊或多层焊。

焊接中碳钢构件，焊前必须进行预热，使焊接时工件各部分的温差小，以减小焊接应力，同时减慢热影响区的冷却速度，避免产生淬硬组织。一般情况下，35和45钢的预热温度可选为150~250℃。结构刚度较大或钢材含碳量更高时，预热温度更高。

高碳钢的焊接性更差，焊后淬硬及冷裂倾向更大。因此，这类钢很少用于制造焊接结构，一般只作为补焊用。焊接时应预热更高温度;严格烘干焊条；焊后将焊件保温缓冷。

2）低合金高强度钢的焊接：

σs=300~400MPa级低合金钢的塑性、韧性好，碳当量低，焊接性好。一般不需要采取特殊的焊接工艺措施。

σs≥450MPa级低合金钢的焊接热影响区易出现马氏体组织，硬度明显增高，冷裂倾向增大。热影响区的淬硬程度主要决定于800~500℃或800~300℃温度区间的冷却速度（或冷却时间）。

σs=450~550MPa的正火或正火+回火处理的钢（碳当量为0.4%~0.6%）有明显的淬硬倾向。焊接时应控制热影响区的冷却速度，以保证其硬度值为350~450HV。同时还应注意防止热输入的增加。否则，导致晶粒长大，使得热影响区性能下降。

σs≥600MPa 的调质钢属于高淬硬倾向钢。低碳调质高强度钢(σs=600~1000MPa)具有较高的塑性和韧性，焊接性良好。

三、铸铁的焊接

铸铁的补焊就是用焊接方法修补有缺陷铸件。

铸铁焊接应注意的是：热应力裂纹；熔合区的白口组织；焊缝金属的热裂纹。采取整体预热或合理的局部预热，减少焊接的热输入等措施可以防止热应力裂纹。解决白口组织的措施有：当采用铸铁填充金属时，减慢800℃以上高温时的冷却速度，并增强焊缝石墨化的能力；当电弧冷焊时，采用高镍或纯镍焊条。防止焊缝热裂纹的措施是采用底部圆滑的坡口，小电流、窄焊道及短焊道、断续焊等工艺。灰铸铁焊接以焊条电弧焊、气焊最为广泛。

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来源：非标机械设计学习分享整理

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