常用金属材料的焊接特性

金属材料的焊接性是指金属材料在一定的焊接工艺条件下获得优良焊接接头的能力，包括焊接方法、焊接材料、焊接规范和焊接结构形式等。 一种金属，如果它能用较常见且简单的焊接工艺获得优良的焊接接头，则认为这种金属具有良好的焊接性能。 金属材料的焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。

1. 碳钢焊接

（1）低碳钢的焊接

低碳钢的碳含量较低，锰、硅含量也较低。 一般情况下不会因焊接而造成严重的结构硬化或淬火结构。 该类钢具有优良的塑性和冲击韧性，其焊接接头的塑性和韧性也较好。 非常好。 焊接时一般不需要预热和后热，也不需要采取特殊的工艺措施即可获得满意质量的焊接接头。 因此低碳钢具有优良的焊接性能，是所有钢种中焊接性能最好的钢种。 钢材的种类。

（2）中碳钢的焊接

中碳钢含碳量较高，焊接性较低碳钢差。 当CE接近0.25%时,焊接性良好。 随着碳含量的增加，其加工硬化倾向增大，且在热量的影响下，易在该区域产生塑性较低的马氏体组织。 当焊件刚性很大或焊接材料、工艺参数选择不当时，容易产生冷裂纹。 多层焊在焊接第一层焊缝时，母材与焊缝熔合在一起。 其中碳的比例较大，增加了碳、硫、磷的含量，容易产生热裂纹。 此外，当碳含量较高时，孔隙敏感性也会增大。

（3）高碳钢的焊接

CE大于0.6%的高碳钢具有较高的淬透性。 易生成硬而脆的高碳马氏体。 焊缝及热影响区易产生裂纹，焊接困难。 因此该类钢一般不用来制造焊接结构。 并用于制造高硬度或耐磨的零部件，其焊接大多是为了修复损坏的零部件。 这些零件在焊接前应进行退火处理，以减少焊接裂纹，焊后再进行热处理。 .

2. 低合金高强度钢的焊接

低合金高强度钢的碳含量一般不超过0.20%，总合金元素一般不超过5%。 正是由于低合金高强度钢中含有一定量的合金元素，导致其焊接性能与碳钢有所差别。 焊接特性如图所示：

（1）焊接接头焊接裂纹

冷裂纹低合金高强度钢含有C.Mn.V.Nb等使钢材强化的元素，因此在焊接时容易产生硬化。 这些硬化的结构非常敏感。 因此，当刚度较大或约束应力较高时，如果焊接工艺不当就容易产生冷裂纹。 而且此类裂缝的出现具有一定的延迟性，危害性极大。 对于Mn-Mo-Nb、Mn-Mo-V低合金高强度钢，如07MnCrMoVR，由于Nb.V.Mo是对再热裂纹有强烈敏感性的元素。 因此，该类钢焊后热处理时应注意避开再热裂纹的敏感温度区，防止再热裂纹的产生。

（2）焊接接头脆化、软化

应变时效脆化焊接接头在焊接前需经过各种冷加工工艺（落料剪切、滚压等）。 钢材会产生塑性变形。 如果该区域进一步加热至 200 至 450C，就会发生应变时效。 应变时效脆化会降低钢材的塑性，提高脆性转变温度，导致设备脆性断裂。 焊后热处理可以消除焊接结构的这种应变时效，恢复韧性。

焊接接头热影响区软化。 由于焊接热的作用，低碳调质钢焊接热影响区（HAZ）外侧被加热到回火温度以上，特别是Ac1附近区域，将产生强度降低的软化区。 HAZ区的组织软化随焊接线能量和预热温度的增加而增加，但一般软化区的抗拉强度仍高于母材标准值的下限。 因此该类型钢的热影响区软化问题只需进行适当的处​​理即可。 ，而不会影响其接头的性能。

3. 不锈钢焊接

不锈钢按其钢组织不同可分为四类，即奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢。 奥氏体-铁素体双相不锈钢。 下面主要分析奥氏体不锈钢和双向不锈钢。 焊接特性。

（1）奥氏体不锈钢的焊接

奥氏体不锈钢比其他不锈钢更容易焊接。 在任何温度下都不会发生相变，对氢脆不敏感。 奥氏体不锈钢接头在焊接状态下也具有良好的塑性和韧性。 焊接中存在的主要问题有：焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀和应力腐蚀等。 另外，由于导热性差，线膨胀系数大，焊接应力和变形较大。 焊接时应尽量采用较小的焊接热输入，不宜预热，降低层间温度。 层间温度应控制在60℃以下，焊缝应错开。 为了减少热输入，焊接速度不宜过分增加，但焊接电流应随之减少。

（2）奥氏体-铁素体双向不锈钢的焊接

奥氏体铁素体双向不锈钢是由奥氏体和铁素体两相组成的双相不锈钢。 它综合了奥氏体钢和铁素体钢的优点，因此具有强度高、耐腐蚀性能好、易焊接的特点。 目前双相不锈钢主要有Cr18、Cr21、Cr25三种。 该类钢种的焊接主要特点是：与奥氏体不锈钢相比，焊接热倾向性较低；与纯铁素体不锈钢相比，焊接后脆化倾向较小，焊接热影响区铁素体粗化程度也较低，因而焊接性较好。 由于该钢焊接性能良好，焊接时不需预热和后热。