中碳钢的焊接

一、         中碳钢的焊接特点

中碳钢的碳含量只比低碳钢提高0.2%~0.3%，但是这点变化却引起了焊接性的严重恶化。同时在物理性能方面，中碳钢比低碳钢线膨胀系数略高，热导率稍低，这也就增加了中碳钢焊接的热应力和过热倾向。

由于含碳量的提高，中碳钢的强度增加，但保护碳免于烧损的难度加大。碳和FeO 的还原反应，生成的CO可能促使气孔的产生。

当钢中的Wc大于0.15%时，碳本身的偏析以及它促进硫（S）等其他元素的偏析都明显起来，这样会导致钢的热裂纹倾向增大。为了避免低熔点硫化物形成膜状分布而必须增大Mn 含量，这样会使中碳钢中国的Mn含量超过正常值，从而在冶金上产生一定困难，故用于焊接的中碳钢需要严格限制S、P含量。

碳使钢的焊接性变坏的主要原因是它提高了钢的淬硬性，无论是焊缝区淬火或热影响区淬火，尤其是过热去淬火，中碳钢的马氏体由于有较大的脆性，在焊接应力和扩散氢的作用下就容易发生冷裂纹和脆断。

总之，中碳钢的焊接性较差，随钢中碳的质量分数的增加，焊接性会变差。主要的焊接缺陷是热裂纹、冷裂纹、气孔和接头脆性，有时热影响区里的强度还会下降。当钢中的杂质较多，焊件刚性较大时，焊接问题会更加突出。

二、         中碳钢的焊接工艺

（1）       焊接方法  中碳钢焊件焊接时，焊条电弧焊是最恰当的焊接方法，应采用相应强度级别的碱性低氢型焊条。

（2）       坡口制备  中碳钢焊接时，为了限制焊缝中的含碳量、减少融合比，一般开成带钝边的U形或V形坡口，并将坡口两侧油、锈等污物清除干净。

（3）       预热  大多数情况下，中碳钢焊接需要预热和控制层间温度以降低焊缝和热影响区冷却速度，防止产生马氏体，预热温度取决于碳当量、母材厚度、结构刚度、焊条类型和工艺方法等。通常35钢、45钢预热温度可达150~250℃，碳含量再高，或厚度大，或韧性大，则预热温度可达250~400℃。

（4）       焊接电源  一般选用直流弧焊电源，反极接，这样可以使熔深减少，起到降低裂纹倾向和气孔敏感性的作用。

（5）       焊后热处理  焊后尽量立即进行消除应力热处理，特别对于厚度大或刚性大的工件。消除应力回火温度一般为600~800℃。

如果焊后不能立即进行消除应力热处理，也要进行后热，即采取保温、缓冷措施，使扩散氢逸出，以减少裂纹的产生。