二、焊接工藝技巧

1.低碳鋼

低碳鋼由于具有良好的可焊性，不需要特殊工藝措施就能獲得優(yōu)質(zhì)接頭，所以一般不預熱，焊后也不進行熱處理。

（1）焊接主要采用J42型焊條。按藥皮成分不同可分為堿性焊條和酸性焊條兩大類。焊接一般低碳鋼焊件用酸性焊條；當焊接重要的或裂紋敏感性較大的結(jié)構(gòu)時，應(yīng)采用低氫型堿性焊條。具體可參照表7-1選用焊條。

表7-1　常用低碳鋼焊條的選用

續(xù)表

（2）焊接規(guī)范的確定，主要考慮焊接過程的穩(wěn)定、焊縫成形的良好以及在焊縫中不產(chǎn)生缺陷等。對δ=3mm的鋼板，采用直徑為3.2mm的電焊條一次焊透；對于厚度較大的結(jié)構(gòu)，必須開適當?shù)钠驴?，以保證焊透。

（3）當焊件較厚、剛性較大，同時又要求接頭的質(zhì)量較高時，如材料為20g的鍋爐汽包，焊后往往要求進行回火處理。焊后回火的目的一方面是為了減少焊接殘余應(yīng)力，另一方面則是為了改善接頭局部的組織，平衡焊接接頭各部分的性能?；鼗饻囟纫话闳?00～650℃。

（4）在低溫下焊接時，特別是焊接厚度大，剛度大的結(jié)構(gòu)，由于環(huán)境溫度較低，接頭焊后冷卻速度較快，所以裂紋傾向就增大，故較厚的焊件焊前應(yīng)預熱。例如梁、柱、桁架結(jié)構(gòu)在下列情況下焊接：板厚30mm以內(nèi)，施焊環(huán)境溫度低于-30℃，板厚31～50mm，環(huán)境溫度低于-10℃，板厚51～70mm，環(huán)境溫度低于0℃，均需預熱100～150℃。再如冬季安裝檢修發(fā)電廠管道時，預熱溫度要根據(jù)鋼的含碳量、環(huán)境溫度來確定，見表7-2。

表7-2　鋼中含碳量、焊接現(xiàn)場溫度和預熱溫度的關(guān)系

2.中碳鋼

中碳鋼常用焊條電弧焊進行焊接和焊補，為保證焊接時不出現(xiàn)裂紋、氣孔等缺陷和獲得良好的機械性能，通常要采取適當?shù)墓に嚧胧?/p>

（1）盡量選用堿性低氫型焊條，這類焊條的抗冷裂及抗熱裂能力較高。當嚴格控制預熱溫度和熔合比時，采用氧化鈦鈣型焊條也能得到滿意的要求。焊條選用見表7-3。對于重要的中碳鋼焊件也可選用鉻鎳不銹鋼電焊條。其特點是焊前不預熱也不易產(chǎn)生冷裂紋。這類焊條有A302、A307、A402、A407等。采用這種焊條時，電流要小，熔深要淺，宜采用多層焊，但這種方法的焊接成本高。

表7-3　中碳鋼焊條電弧焊時的焊條選擇

（2）預熱是中碳鋼焊接的主要工藝措施，對厚度大、剛度大的焊件，以及在動載荷或沖擊載荷下工作的焊件進行預熱顯得尤其重要。預熱可以防止冷裂紋，改善焊接接頭的塑性，還能減少焊接殘余應(yīng)力。預熱有整體預熱和局部預熱。局部預熱的加熱范圍在焊縫兩側(cè)150～200mm。一般情況下，35鋼和45鋼預熱溫度可選用150～200℃。含碳量更高或厚度和剛度很大的焊件，裂紋傾向會大大增加，對這類焊件可將預熱溫度提高到250～400℃。

（3）焊條使用前要烘干，坡口及其附近的油銹要清除干凈，最好開成U形坡口，坡口外形應(yīng)圓滑，以減少基本金屬的熔入量。

（4）對多層焊的第一層焊道，在保證基本金屬熔透的情況下，應(yīng)盡量采用小電流，慢速施焊。每層焊縫都必須清理干凈。

（5）最好用直流反接，以減少焊件的受熱量、降低裂紋傾向、減少金屬的飛濺和焊縫中的氣孔。焊接電流應(yīng)較低碳鋼小10％～15％，焊接過程中，可用錘擊法使焊縫松弛，以減少焊件的殘余應(yīng)力。

（6）焊件焊后必須緩冷。有時當焊縫降到150～200℃時，還要進行均溫加熱，使整個接頭均勻地緩冷。為了消除內(nèi)應(yīng)力，可用600～650℃的高溫回火。

3.高碳鋼

（1）高碳鋼焊接時，一般不要求接頭與基本金屬等強度。焊條通常采用低氫型焊條。若接頭強度要求低時可用J506、J507等；接頭強度要求高時常選用含碳量低于高碳鋼的高強度低合金鋼焊條，如J607、J707、J907Cr等。如不能進行焊前預熱和焊后回火時，也可選用鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條（如A302或A307）等不銹鋼焊條焊接。焊條在焊接前應(yīng)進行400～450℃烘焙1～2h，以除去藥皮內(nèi)潮氣及結(jié)晶水；并在100℃下保溫，隨用隨取，以便減少焊縫金屬中氧和氫的含量，防止裂紋和氣孔的產(chǎn)生。

（2）焊前要嚴格清理待焊處的鐵銹及油污，焊件厚度大于10mm時，焊前應(yīng)預熱到200～300℃，一般采用直流反接，焊接電流應(yīng)比焊低碳鋼小10％左右。

（3）預熱溫度應(yīng)在250～350℃以上（采用奧氏體不銹鋼焊條可不預熱）。

（4）為了降低熔合比，以減少焊縫中的含碳量，高碳鋼最好開坡口多層焊接。

（5）在U形或X形坡口多層焊時，第一層應(yīng)用小直徑焊條，壓低電弧沿坡口根部焊接，焊條僅做直線運動。以后各層焊道應(yīng)根據(jù)焊縫寬度，采用環(huán)形運條法，每層焊縫應(yīng)保持3～4mm厚度。

（6）對X形坡口應(yīng)兩面交替施焊。焊接時要降低焊接速度使熔池緩冷，在最后一道焊縫上要加蓋“退火”焊道，以防止基本金屬表面產(chǎn)生硬化層。焊件厚度在5mm以下時，可不開坡口從兩面焊接，焊條應(yīng)做直線往返擺動。

（7）定位焊應(yīng)采用小直徑焊條焊透。由于高碳鋼裂紋傾向大，定位焊縫應(yīng)比焊低碳鋼時長些，定位焊點的間距也應(yīng)適當縮短，但不高出焊面。不在基本金屬的表面引弧。收弧時，必須將弧坑填滿，熔敷金屬殼高出正常焊縫，以減少收弧處的氣孔及裂紋。

（8）焊接時盡量采用小電流和慢的焊接速度使熔深減小，以減少母材的熔化；盡可能先在坡口上堆焊，然后再進行焊接；減少焊接應(yīng)力可采用錘擊焊縫的方法。

（9）焊后，焊件應(yīng)進行600～650℃回火處理，以消除應(yīng)力、固定組織、防止裂紋改善性能。