低碳钢和高碳钢焊接性能的比较

范文一：低碳钢和高碳钢焊接性能的比较

低碳钢和高碳钢焊接性能的比较

低碳钢

碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经参碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。

高碳钢

常称工具钢，含碳量从0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。锤、撬棍等由含碳量0.75%的钢制造；切削工具如钻头、丝攻、铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。

低碳钢和高碳钢焊接性能的比较

钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成。而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影响程度一般都比碳小得多。钢中含碳量增加，淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。所以含碳量越高，可焊性越差。所以，常把钢中含碳量的多少作为判别钢材焊接性的主要标志。

低碳钢焊接性能

低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强廖和硬度较低，塑性和韧性较好。因此，其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢翅具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，淬火处理可以改善其切削加工性。

高碳钢焊接性能

高碳钢由于含碳量高，焊接性能很差。

其焊接有如下特点：

(1)导热性差，焊接区和未加热部分之间产生显著的温差，当熔池急剧冷却时，在焊缝中引起的内应力，很容易形成裂纹。

(2)对淬火更加敏感，近缝区极易形成马氏体组织。由于组织应力的作用，使近缝区产生冷裂纹。

(3)由于焊接高温的影响，晶粒长大快，碳化物容易在晶界上积聚、长大，使焊缝脆弱，焊接接头强度降低。

(4)高碳钢焊接时比中碳钢更容易产生热裂纹。

范文二：高碳钢的焊接工艺要点

高碳钢的焊接工艺要点

1、高碳钢的碳的质量分数大于0.60%时，焊后的硬化、裂纹敏感倾向更大，因此焊接性极差，不能用于制造焊接结构。常用于制造需要更硬度或耐磨的部件和零件，其焊接工作主要是焊补修复。

2、由于高碳钢的抗拉强度大都在675MPa 以上，所以常用的焊条型号为E7015、E6015，对构件结构要求不高时可选用E5016、E5015焊条。此外，亦可采用铬镍奥氏体钢焊条进行焊接。

3、焊接工艺

（1）由于高碳钢零件为了获得高硬度和耐磨性，材料本身都需经过热处理，所以焊前应先进行退火，才能进行焊接。

（2）焊件焊前应进行预热，预热温度一般为250～ 350℃ 以上，焊接过程中必需保持层间温度不低于预热温度。

（3）焊后焊件必需保温缓冷，并立即送入炉中在 650℃ 进行消除应力热处理。

4、高碳钢含碳量比较高，焊接性就比较差，焊接时要预热，焊后要缓冷或者进行350度的低温回火处理，具体的热处理的时间长短是由工件的厚度来决定的。如果不能预热，那就只好采用焊接性能好，抗裂性能好的焊接材料来配合了，例如MG600、AMIALLOY800等焊条来焊接了，但是焊接速度一定要降下来。

5、高碳钢属于焊接性能不好的类种，如果要进行焊接的话，应在预热条件下进行焊接，焊后须进行消除应力热处理。

范文三：二次热处理对高碳钢盘条焊接组织性能的影响

二次热处理对高碳钢盘条焊接组织性能的影响

- - In f luen ce of Rehea ttrea tm en t on the M icro struc ture an d

Proper ty of the W e lded Sec t ion f or H igh Ca rbon Stee l W ire s

田文彤, 伍业俊, 谭佃龙

() 江苏法尔胜技术开发中心, 江苏江阴 214433

摘要: 在高碳钢盘条电阻对焊工艺的基础上, 增加了二次热处理工艺。结果表明: 采用二次热处理工艺后, 焊接区

域的显微组织得到了明显细化, 极大地改善了该区域的塑性, 降低了拉丝及绞线时的断丝率?100 。 t

关键词: 高碳钢; 电阻对焊; 二次热处理; 断丝率?100t + 中图分类号: 453. 8 () T G文献标识码: B 文章编号: 100123814 20040620060202 Ξ 随着建筑施工要求高效、经济、便捷及建筑结构向的比例较大。

轻薄美观的方向发展, 对预应力钢绞线的通条性、强

度、塑性等方面的要求越来越高。因此, 盘条连接处的

焊接质量是影响高应力钢绞线性能充分发挥的关键因

素, 获得接近于母材的强度和塑性的焊接接头是实现

1 , 3 这一目的的基础和关键。然而在大直径高碳钢盘

条电阻对焊中, 焊接区域普遍存在着过热组织。本文通

过对焊接接头处进行二次热处理, 可有效地消除过热

组织, 改善其强度和塑性, 提高线材的通条性能及建筑

()() 图 1 二次热处理前 a、后 b 焊缝处纵剖面的金相组织构件的使用寿命, 消除不安全隐患。

值得说明的是二次热处理的加热温度及冷却速度 1 试验材料及方法必须严格控制, 经过反复试验验证, 加热温度在 820,

试验用材为沙钢产 77盘条, 直径为 13 , 其化B mm 880?范围内效果最好。之后, 空冷至室温, 以获得足够

的索氏体组织。高于或低于该温度区间都不能获得这 ( ) 学成分质量分数, % 为: 0. 78C , 0. 25S i, 0. 74M n ,

种均匀细小的组织。 0. 18C r, 0. 03N i, 0. 13C u , 0. 012P , 0. 007S, 余为 F e。

2. 2 二次热处理前后的力学性能变化取若干根 500 长的高碳钢盘条, 将端面切成 mm

拉伸试验结果如表 1 所示; 断口形貌如图 2 所示。同一斜度, 磨去盘条表面的磷化层, 并将盘条表面、端

可知, 二次热处理前后的抗拉强度变化不大, 但其伸长面及夹钳槽清理干净。在 280 型电阻焊机上焊 ID EA L

率和断面收缩率变化却很大。二次热处理前的试样在接盘条, 通过调整夹钳初始间距、顶锻力、变压器分接

拉伸过程中几乎未发生颈缩, 其伸长率和断面收缩率头、限位开关获得满意的焊接接头。之后, 分别进行一

都远小于盘条母体材料, 其断口形貌断裂面较平, 见图次热处理和二次热处理, 以观察不同热处理条件下焊 2 () , 为典型的脆性断裂; 经二次热处理后, 试样在拉 a 缝处纵剖面组织; 将该条件下的盘条加工成标准拉伸伸过程中发生了明显的颈缩, 其断口边缘有剪切唇, 为 ( ) 试样焊缝位于试样的中心, 在电子万能材料试验机典型的韧性断裂, 见图2 ( ) , 其伸长率和断面收缩率 b 上进行拉伸试验, 并对拉伸断口进行分析。 SEM 都得到了明显的提高, 接近于盘条母体材料的性能 2 试验结果及分析表 1 二次热处理前后的力学性能变化

2. 1 二次热处理前后的显微组织变化 ( )( )Ρb?M P a ?% ?%

图 1 为二次热处理前后焊缝处纵剖面的金相组盘条母体1 200 11 40 织。可见, 二次热处理前的显微组织中, 普遍存在着不一次热处理986 4 8 均匀的粗大晶粒, 有的地方甚至出现魏氏体组织, 且晶二次热处理1 028 9 32 界上有网状渗碳体析出; 经过二次热处理后, 基本上消除了过热组织, 晶粒变得细小均匀, 接近于盘条母体组

织, 晶界上主要由铁素体和渗碳体组成, 其中铁素体占 Ξ 收稿日期: 2003212205

作者简介: 田文彤 ( 19682) , 女, 辽宁人, 工程师, 工学博士。

61 《热加工工艺》 2004 年第 6 期生产技术与应用

机、停产及制品短尺寸处理所带来的间接经济损失。

3 结论

( ) 1 最佳的二次热处理工艺为加热到 820,

880?, 之后空冷至室温。

( ) 2采用二次热处理工艺, 能明显消除过热组织,

改善材料的塑性, 其伸长率和断面收缩率接近于盘条

母体材料。

() 3采用二次热处理工艺, 能明显降低拉丝及绞线 ()() 二次热处理前 a、后 b 焊接区域的断口形貌图 2 时的断丝率。指标。

2. 3 二次热处理对断丝率?100 t 的影响

将二次热处理工艺应用于实际生产中, 其拉丝过程 :参考文献

高伟, 刘镇昌, 葛培其, 等. 65M n 钢丝的焊接 [ J . 焊接, 2002, 的断丝率?100 由原来的 4. 18% 下降到目前的1 t

( ) 5: 25228. 2. 71% ; 绞线过程中的断丝率?100 由原来的 1. 79% t ( ) 施工技术, 2001, 30 10: 吴成材. 2 H RB 400 级钢筋焊接技术[J . 下降到目前的 1. 51% ; 而且焊接接头附近在拉丝及绞线 14215. 过程中也较少出现横向裂纹。这说明经过二次热处理后 3 方平, 唐国保, 黄石生, 等. 逆变技术在电阻焊中应用研究 [ J . ( ) 南昌航空工业学院学报, 2001, 15 1: 16219. 获得的细晶组织极大地提高了材料的塑性, 降低了拉丝

及绞线时的断丝率?100 , 改善了制品质量, 减小了停 t

( ) 上接第 15 页较差的 V C、V N 、N bC、N bN 等重新沉 4 结论淀到残留粒子上引起的。( 1) 22微合金钢中的第二相粒子仍具有面T iV N b 3. 2 第二相粒子对 HA Z 奥氏体晶粒尺寸的影响

心立方结构, 确定出的点阵常数为 0. 432 5 nm 。焊接第二相粒子通过钉扎奥氏体晶界阻止奥氏体晶粒

热循环前, 这些粒子的形状不规则, 焊接热循环后, 大长大。粒子的钉扎力由下式确定:

部分粒子变为长方形。 ()()F = K f ?r 3

(2) 焊接热循环的峰值温度小于 1 200?时, T m () 式中: K 为常数; f 为粒子的体积分数 % ; r 为粒子

第二相粒子的溶解及长大程度很小, 焊接热循环过程的半径 ()。可知, 粒子的数量越多、尺寸越小, 对原 nm

中对奥氏体的钉扎作用很大, 奥氏体晶粒长大速度很始奥氏体的钉扎力越大。微合金钢中存在大量细小的

小, 奥氏体晶粒基本尺寸不随焊接热输入以及 t85 T m?第二相粒子, 因此, 在同样的热循环下, 微合金钢焊接

的增大而增大。大于 1 250?时, 第二相粒子发生明 T m 热影响区的奥氏体晶粒尺寸显著小于不含微合金元素

显的溶解及长大, 焊接热循环过程中对奥氏体的钉扎的钢, 见图 3 ()、()。焊接热循环过程中, 粒子 H SL A ab

作用减小, 奥氏体晶粒比热循环峰值温度较低时显著会发生溶解及长大, 减小而增大, 使得粒子对奥氏f r

增大, 且奥氏体晶粒尺寸随 t85 的增大而增大。?体晶界的钉扎作用也逐渐减小。在低于 1 200? T m

时, 粒子的溶解及长大程度很小, 见图 2 ()、() , 粒子a b

:参考文献在整个热循环过程中均能保持较大的钉扎力, 奥氏体 1 , 2. 晶界几乎完全被粒子钉扎住, 因此奥氏体晶粒长大速 M u t suo N ak an ish iYu ich i kom izoIm p ro vem en to f w e lded HA Z

T o ugh ne ss by d isp e r sio n w ith n it r ide p a r t ic le s and o x ide p a r t ic le s 度很小, 基本不随及的增大而增大, 见图 3 ()。 t8?5 T m a

[. . . . , 1983, 52 ( 2) : 1172131.在上升到 1 250?时, 热循环过程中粒子的溶解及 J JJp nW e ld So c T m

2 长大程度提高, 钢中的粒子尺寸增大, 而数量大大减 S t r id J , E a ste r ling K E. O n th e ch em ist ry ad stab ility o f com p lex

[. , 1985, 33 少, 见图 2 ()、() , 在焊接热循环过程中粒子的钉扎 ca rb ide and it r ide s in m ic ro a llo yed stee ls J A c ta m e ta llcd

( ) 11: 205722074. 力显著减小, 不能完全钉扎住奥氏体晶界, 因此, 奥氏

, . 体晶粒具有一定的长大速度, 因此, 随着的增大, 奥 A d r ian H P ick e r ing F BE ffec t o f T i add it io n o n au sten ite g ra in t8?5 3

2氏体晶粒长大时间增长, 奥氏体晶粒尺寸增大。随着 g row th k ine t ic s o f m ed ium ca rbo n V N b stee ls co n ta in ing

0. 008%, 0. 18% N [ J . M a te r ia l Sc ience and tech no lo gy, 1991, 7 的继续增大, 粒子的溶解及长大程度增大, 粒子的 T m ( ) 2: 1762182. 钉扎力更小, 奥氏体晶粒长大速度增大。雍岐龙, 马鸣图, 吴宝榕, 等. 微合金钢[. 北京 : 机械工业出版 M 4 社, 1989. 2102211.

范文四：高碳钢的焊接性与焊接缺陷分析

高碳钢的焊接性与焊接缺陷分析

摘要:本文从焊接方法、焊接材料等方面分析了高碳钢的焊接性, 并针对高碳钢焊接时容易出现的焊接缺陷提出了相应的预防措施。

关键词:高碳钢;焊接性;焊接缺陷;裂纹

高碳钢是指 w (C )高于 0.6%的碳钢,它比中碳钢具有更大的淬硬倾向, 并形成高碳马氏体, 对冷裂纹的形成更为敏感。同时, 焊接热影响区内形成的马氏体组织, 性能硬而脆, 导致接头的塑性和韧性大大下降, 因此高碳钢的焊接性相当差, 必须采取特殊的焊接工艺, 才能保证接头的性能。因此, 在焊接结构中, 一般很少采用。高碳钢主要用于要求高硬度和耐磨性的机器零部件, 如转轴、大型齿轮和联轴器等 [1]。为节省钢材,简化加工工艺,这些机器零部件也往往采用焊接结构组合而成。在重型机器制造中, 也会碰到高碳钢部件的焊接问题。在制定高碳钢焊件的焊接工艺时, 应全面分析可能产生的各种焊接缺陷, 并采取相应的焊接工艺措施。

1 高碳钢的焊接性

1.1 焊接方法

高碳钢主要用于高硬度和高耐磨性的结构, 所以主要的焊接方法是焊条电弧焊、钎焊和埋弧焊。

1.2 焊接材料

高碳钢焊接一般不要求接头与母材等强度。焊条电弧焊时一般选用去硫能力强、熔敷金属扩散氢含量低、韧性较好的低氢型焊条。在要求焊缝金属与母材等强度时, 应选用相应级别的低氢型焊条; 在不要求焊缝金属与母材等强度时, 应选用强度级别低于母材的低氢型焊条,切记不能选择强度级别比母材高的焊条。如果焊接时母材不允许预热, 为了防止热影响区冷裂纹, 可选用奥氏体不锈钢焊条,以获得塑性好、抗裂纹能力强的奥氏体组织 [2]。

1.3 坡口制备

为了限制焊缝金属中碳的质量分数, 应减少熔合比, 所以焊接时一般采用 U 型或 V 型坡口,并注意将坡口及坡口两侧 20mm 范围内的油污、铁锈等处理干净。

1.4 预热

采用结构钢焊条焊接时,焊前必须预热,预热温度控制在 250℃~350℃。

范文五：高碳钢的自动焊接性及工艺

高碳钢的自动焊接性及工艺

一、自动焊接性

1、脆硬倾向和裂纹敏感倾向大

2、含碳量大于 0.6%,焊接性差

二、自动焊接工艺要点

1、焊前退火:高碳钢一般用于制作高硬度与耐磨的零部件。应在退火条件下焊接这类钢, 然后热处理。例如修复断裂的高碳钢零部件前,如条件许可,建议先将修复部位进行退火

2、焊前预热:采用结构钢焊条时, 250~350度预热。

3、层间温度:与预热一样

4、焊后处理:工件应保温,并立即送入炉中在 650度保温,进行消除应力热处理;之后进行相应的热处理以获得相应的性能。

三、注意事项

1、焊前应注意烘干焊条

2、气焊时,为了防止过热,应尽量提高焊接速度。

3、尽量采用小的自动焊接电流和小的焊接速度,以减小熔深,减少母材的溶入。

4、选择合适的坡口形式,以尽量减少母材金属溶入焊缝中的比例,从而降低焊缝金属的含碳量,提高焊缝金属的韧性,降低生产冷冽纹的倾向

5、可以采用锤击方法,以减小焊接应力

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