為何低碳鋼可以焊接,高碳鋼不能焊接?
我們知道,按化學(xué)成分,鋼可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。今天我們主要來講講關(guān)于碳素鋼是否能被焊接的幾種情況。
1.按鋼的化學(xué)成分可分為
碳素鋼和合金鋼兩大類。
碳素鋼又分為:
①低碳鋼,含碳量小于0.25%;②中碳鋼,含碳量為0.25%~0.6%;③高碳鋼,含碳量大于0.6%。
低碳鋼(mild steel)為碳含量低于0.25%的碳素鋼,因其強度低、硬度低而軟,故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和一部分優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,大多不經(jīng)熱處理用于工程結(jié)構(gòu)件,有的經(jīng)滲碳和其它熱處理用于要求耐磨的機(jī)械零件。
中碳鋼熱加工及切削性能良好,焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高,而塑性和韌性低于低碳鋼??刹唤?jīng)熱處理,直接使用冷軋材、冷拉材,亦可經(jīng)熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學(xué)性能。能夠達(dá)到的最高硬度約為HRC55(HB538),σb為600~1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中,中碳鋼得到最廣泛的應(yīng)用,除作為建筑材料外,還大量用于制造各種機(jī)械零件。
高碳鋼(High Carbon Steel)常稱工具鋼 , 含碳量從0.60%至1.70%,可以淬火和回火,焊接性能很差。錘、撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造;切削工具如鉆頭、 絲攻和鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。
2.低碳鋼和高碳鋼焊接性能的比較
鋼材焊接性能的好壞主要取決于它的化學(xué)組成。而其中影響最大的是碳元素,也就是說金屬含碳量的多少決定了它的可焊性。鋼中的其他合金元素大部分也不利于焊接,但其影響程度一般都比碳小得多。
一般低碳鋼焊接性好,一般不需采用特殊的工藝措施,只是在低溫、厚板或有較高要求時,才需要用堿性焊條焊接,并適當(dāng)預(yù)熱。當(dāng)?shù)吞间撝刑?、硫含量均偏于上限時,除要求采用優(yōu)質(zhì)低氫焊條、采取預(yù)熱和后熱等措施外,還應(yīng)合理選擇坡口形式、減少熔合比,以防止熱裂紋產(chǎn)生。
中碳鋼焊接時有冷裂傾向,含碳量越高,熱影響區(qū)淬硬傾向越大,冷裂傾向也越大,焊接性越差。隨著母材含碳量的增高,也會使焊縫金屬的含碳量相應(yīng)增高,再加上硫的不利影響,容易在焊縫中形成熱裂紋。所以,中碳鋼焊接應(yīng)采用抗裂性好的堿性焊條,并采取預(yù)熱和后熱等措施,減小裂紋傾向。
高碳鋼的焊接時,由于這種鋼的含碳量高,焊接時會產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力,焊接熱影響區(qū)的淬硬和冷裂傾向較大,同時焊縫也更易產(chǎn)生熱裂紋,高碳鋼焊接時比中碳鋼更容易產(chǎn)生熱裂紋,所以這類鋼焊接性最差,故在一般焊接結(jié)構(gòu)中是不采用的,只用于鑄件補焊或堆焊。焊后焊件應(yīng)進(jìn)行回火處理,以消除應(yīng)力,固定組織,防止裂紋和改善焊縫的性能。
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