低碳钢焊接技巧详解

由于低碳钢含碳量低，焊接性好，其具有以下焊接特点：①塑性很好，淬火倾向很小，焊缝和近缝区不易产生裂纹；②一般焊前不需预热，但对厚度大的结构或在寒冷地区焊接时，可将焊件预热至150℃左右；③在焊接沸腾钢时，由于钢中杂质硫、磷含量较多，有产生裂纹的倾向；④若工艺选择不当，如火焰能率过大或焊接速度过慢等，可能会出现热影响区晶粒长大现象，温度越高，热影响区在高温停留时间越长，晶粒长大越严重；⑤可采用交、直流电源，全位置焊接，工艺简单。

1.低碳钢的焊接方法及工艺措施

低碳钢可采用焊条电弧焊、氩弧焊、CO₂气体保护焊、气焊、埋弧焊等多种方法进行焊接。由于具有良好的焊接性，通常不需要采取特殊的工艺措施就可以获得优质的焊接接头，所以一般不预热，焊后也不进行热处理（电渣焊除外）。但对不同的施焊环境条件、不同的含碳量以及不同的结构形式，往往需要采取下列工艺措施。

1）焊后回火。焊后回火的目的一方面是为了减少焊接残留应力，另一方面则是为了改善焊接接头局部的组织，平衡焊接接头各部分的性能。回火温度一般取600～650℃。

2）预热。在低温下焊接，特别是焊接厚度大、刚度大的结构，由于环境温度较低，接头焊后冷却速度较快，所以增大裂纹倾向，故较厚的焊件焊前应预热。例如梁、柱、桁架结构在下列情况下焊接均需将焊件预热至100～150℃：板厚30mm以内、施焊环境温度低于-30℃；板厚31～50mm、环境温度低于-10℃；板厚51～70mm、环境温度低于0℃。

2.低碳钢焊条电弧焊的要点

生产中，低碳钢多采用焊条电弧焊，其焊接要点主要有以下方面。

（1）焊接用焊条 低碳钢焊条电弧焊时主要采用J422型焊条，对重要结构也可采用J506型、J507型焊条。几种低碳钢焊接时常用焊条见表10-9。使用时按具体情况选用。

表10-9 几种低碳钢焊接时常用焊条

（2）低碳钢在低温条件下的焊接 一般低碳钢的焊接温度不能低于-20℃，因为在低温条件下焊接时，特别是焊接刚性大、厚度大的结构，由于焊接接头焊后冷却速度较快，因而裂纹倾向增大，甚至使厚度大的构件在制造加工过程中发生脆性断裂现象，所以在工艺上必须采取适当措施：

1）根据焊接的温度条件和焊件的结构、形状和厚度等情况对焊件进行焊接。表10-10给出了管道和金属构件的低温焊接条件；表10-11给出了受压容器焊接现场温度和预热温度的关系。

表10-10 管道和金属构件的低温焊接条件

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表10-11 受压容器焊接现场温度和预热温度的关系

2）采用碱性低氢型焊条。

3）焊件的加工、校正和装配尽量避免在过低温度下进行。

4）尽量减少焊缝中的未焊透、咬边、夹渣、弧坑裂纹等缺陷（这些缺陷是造成脆性断裂的原因）。焊接时，整条焊缝应连续焊完，尽量避免中断。对定位焊，可适当增大电流和焊缝的长度及截面，保证根部焊透。

5）在焊接过程中要充分保证焊缝的自由伸缩，以免产生裂纹。

3.低碳钢的气焊工艺要点

对厚度为1～3mm的低碳钢薄板件的焊接，气焊是首选的焊接方法，而厚度超过6mm时最好采用电弧焊。气焊焊缝坡口的基本形式及尺寸见表10-12，低碳钢管对接气焊的坡口形式及尺寸见表6-7。

表10-12 气焊焊缝坡口的基本形式及尺寸

对于一般结构，焊丝可用H08、H08A；对于重要结构，焊丝可采用H08MnA、H15Mn，焊丝可参见表6-2选用。焊丝直径应根据板厚按表6-6选择。

低碳钢的焊接，一般情况下不用气焊熔剂，焊接时采用中性焰，要求乙炔的纯度应在94%（体积分数）以上，氧气采用工业氧即可。

乙炔消耗量Q（单位为L/h）可根据焊件厚度t，按Q=（100～120）t计算。焊炬的型号和焊嘴号码应根据乙炔消耗量或焊接厚度按表2-7选择。