(×××3型) 。
(2)对性能有不同要求的主次焊缝,可采纳不同焊条,不要片面追求焊条的全面性能。
(3)依照结构的工作条件,合理选用焊条的合金系统。如对在常温下工作,用于一样腐蚀条件的不锈钢,就不必选用含铌的不锈钢焊条。 8、考虑焊接效率:
(1)对焊接工作量大的结构,有条件时应尽量采纳高效率焊条,如铁粉焊条、高效率不锈钢焊条、重力焊条、底层焊条、立向下焊条之类的专用焊条。
(2)水平位置焊接时采纳铁粉焊条,垂直位置焊接时采纳下向焊条等,均可大大提高生产率和降低成本。 9、考虑焊条的工艺性能:
焊条工艺性能的好坏是焊条使用的前提。工艺性能不行的焊条会产生各种焊接缺陷 。
(1)关于同一牌号(型号)的焊条,不同的生产厂家,其工艺性能差不专门大,需要我们在采购时认真分析。 (2)采购不同厂家同一牌号的焊条时,还应考虑焊工的适应咨询题和对该焊条工艺性能的适用性。
(二)碳素钢的焊条选用
1、对碳素钢的认识:
●碳钢的要紧分类方法:
(1)按含碳量分类:低碳钢:C≤0.30%(有的国家称为软钢);中碳钢:C=0.30-0.60%;高碳钢:C>0.60%。 (2)按冶炼方法分:平炉钢;转炉钢;电炉钢。
(3)按钢的脱氧程度的不同分:沸腾钢;半冷静钢;冷静钢。 (4)按用途分:结构钢;工具钢。 (5)依照钢中有害杂质S、P的含量分: 一般碳素钢:S ≤0.050%, P ≤0.045%; 优质碳素钢: S ≤0.035%, P ≤0.035%; 高级优质碳素钢: S ≤0.030%, P ≤0.035%。
★注意:经常需要焊接的钢是各种碳素结构钢,包括一般碳素结构钢(如Q235)、优质碳素结构钢(20钢)、
专门用途碳素结构钢等。
☆高碳钢实际上不用于制造焊接结构。
●与焊接关系紧密的专门用途碳素结构钢:
(1)船体用碳素钢(GB712-88):
▲A、B、D、E: C≤0.18-0.22%;屈服强度235MPa。 (2)焊接气瓶用碳素钢(GB6653-94):
▲HP245、HP265、HP295: C≤0.16-0.20%;屈服强度245-295MPa。 (3)压力容器用碳素钢(GB6654-1996):
▲20R: C≤0.20%;屈服强度225-245MPa。 (4)锅炉用碳素钢(GB713-1997)
▲20g: C≤0.21%;屈服强度225-245MPa。 (5)桥梁用碳素结构钢(YB/T10-81) ▲16q: C=0.12-0.20%;屈服强度225MPa。
(6)石油天然气管道用螺旋缝埋弧焊碳素钢(GB9711-88) ▲S205、S240、S290: C≤0.17-0.22%;屈服强度205-290MPa (7)铁道钢轨用碳素钢(GB2585-81):
▲U、71、U74、U71Cu: C=0.64-0.80%;抗拉强度≥785MPa。 (8)核压力容器用碳素结构钢
▲20HR: C≤0.20%;屈服强度235MPa。
(9)汽车制造用碳素结构钢(GB3275-91) ▲08Al: C= 0.05-0.12%;抗拉强度315-440MPa 15Al:C= 0.12-0.17%;抗拉强度345-490MPa 2、低碳钢的焊接特点:
(1)焊接性能优良,一样可不能因焊接而引起淬硬组织。
(2)冶炼方法落后或非正规小型钢厂生产,造成碳钢含N、O高,焊接裂纹倾向大。 (3)母材成分不合格(如C、S过高)时,焊接裂纹倾向大。 (4)焊条质量不行时造成焊缝中C、S偏高,焊接裂纹倾向大。 (5)厚度大、刚性大的结构件在低温条件下焊接可能显现裂纹。
3、低碳钢在低温环境下的焊接措施: (1)焊前预热,焊时保持道间温度 (2)采纳低氢或超低氢型焊条 (3)整条焊缝连续焊完,尽量幸免中断 (4)不在坡口以外的母材上打弧
(5)弯板、矫正和装配时尽可能不在低温下进行 (6)尽可能改善严寒下劳动生产条件 4、低碳钢的焊条选用要点:
(1)按照等强度匹配的原则,通常选用E43 × ×系列的焊条。有时也可选用E50 × ×系列焊条代用,但不应作为首选,否则违抗了等强的原则。
(2)一样结构选用酸性焊条或碱性焊条。
(3)焊接动载荷、复杂和厚板结构和重要受压容器,以及低温下焊接时,应选用碱性、低氢型焊条,如E4316(J426)、E4315(J427)。
☆各国依照自己的资源及使用适应,选用的药皮类型均有所不同。在我国,钛钙型焊条(如J422)的消耗量最大,要占全部焊条产量的80%以上 。
低碳钢在低温条件下的焊接预热温度
壁厚mm 在各种气温下的预热温度 低碳钢管道、容器低温环境下焊接时 ≤16 不低于-30℃时不预热;低于-30℃时预热100-150℃ 17-30 不低于-20℃时不预热;低于-20℃时预热100-150℃ 31-40 不低于-10℃时不预热;低于-10℃时预热100-150℃ 41-50 不低于0℃时不预热;低于0℃时预热100-150℃ 低碳钢梁、柱、桁架结构低温焊接时 ≤30 31-51 51-70 5、中碳钢的焊接特点:
(1)随着含C量的增加,焊接性逐步变差,焊接接头的硬化倾向、裂纹倾向和气孔敏锐性均增大,杂质S操纵不严时裂纹倾向更加明显。
(2)若对差不多热处理(正火或调质)的中碳钢部件进行焊接,裂纹倾向较大。且热处理后的焊接会使母材热阻碍区软化。
6、中碳钢的焊接工艺要点: (1)正确选择焊接材料。
(2)大多数情形下,需要焊前预热和保持一定的层间温度。 (3)焊后赶忙进行排除应力热处理,热处理温度一样为600-650℃。
不低于-30℃时不预热;低于-30℃时预热100-150℃ 不低于-10℃时不预热;低于-10℃时预热100-150℃ 不低于0℃时不预热;低于0℃时预热100-150℃
(4)不能赶忙进行热处理的,则应赶忙后热。
(5)对差不多热处理的中碳钢部件进行焊接,应采取防裂纹的措施。
7、中碳钢的焊条选用要点:
(1)在要求焊缝与母材等强度的情形下,应选用相应强度等级而塑性、韧性较高的低氢或超低氢焊条。 ■举例:35钢选用J506、J507;45钢选用J556、J557;55钢选用J606、J607焊条。
(2)个不情形下也可采纳钛铁矿型或钛钙型焊条,但一定要有严格的工艺措施配合,如操纵预热温度和尽量减少母材熔深以减少焊缝含C量。
(3)在仅要求实现完整连接而不要求强度,或不要求焊缝与母材等强度的场合,或者焊件结构复杂对采取防裂纹措施有困难时,可采纳强度等级较母材低一档的焊条。但须满足设计要求的各项力学性能指标。
■举例:
35钢选用J422、J423、J426、J427;
45钢选用J422、J423、J426、J427 、J506、J507; 55钢选用J422、J423、J426、J427 、J506、J507 焊条。
(4)专门情形也可采纳铬镍奥氏体不锈钢焊条,现在可不预热或适当降低预热温度。理由是奥氏体焊缝金属塑性好、溶解氢的能力强。如A102、A107、A302、A307、A402、A407等焊条均可采纳。
(5)有时也可在中、高碳钢的坡口表面堆焊一层含碳量专门低(C≤0.03%)、强度低、塑性好的纯铁过渡层,然后再用与母材强度相匹配的焊条填满坡口,能有效地防止焊接裂纹。 ■举例:
45钢与低碳钢Q235的焊接:
方案一:先在45钢坡口面预热300℃,然后用J427或J507焊条进行焊接,焊后进行650℃后热并缓冷。 方案二:在无预热情形下,先用A302或A307焊条在45钢及Q235钢的坡口面上堆焊两层隔离层,然后再用A302或A307焊条进行对接焊。
(二)低合金结构钢的焊条选用
1、对低合金结构钢的认识:
●低合金钢按其使用性能分为三类: ▲低合金结构钢(也称强度型低合金钢) ▲低合金低温钢(也称低温型低合金钢) ▲低合金耐热钢(也称耐热型低合金钢) ●低合金结构钢的合金总含量小于5%。
●低合金结构钢一样按其屈服强度分级。常用的低合金结构钢的屈服强度在300-600MPa范畴内。
▲屈服强度为300-450MPa的低合金结构钢,以热轧或正火状态使用。如16MnR(屈服强度下限 285MPa) ▲屈服强度大于450MPa的低合金高强度结构钢,以调质状态使用。如07MnNiCrMoVDR(屈服强度下
限 490MPa)
2、低合金结构钢的焊接特点:
(1)热阻碍区的淬硬倾向(硬化):
●强度等级和含碳量低的钢,热阻碍区淬硬倾向小;
屈服强度450MPa以上的低合金高强钢,热阻碍区可能显现硬而脆的马氏体组织,冲击韧性下降,冷裂敏锐性增大,可焊性变差。 ●防止硬化的措施:
采纳适中的线能量配合以适当的预热,以获得适当小的焊接冷却速度。因为线能量增大可使硬化倾向降低,但易使晶粒长大。
(2)焊接接头的冷裂纹倾向:
●产生冷裂纹的三要素:
▲热阻碍区或焊缝金属的淬硬倾向(组织硬化) ▲焊接接头的拉应力存在(拘谨度大) ▲焊缝金属内的高含氢量(扩散氢的阻碍)
●焊接冷裂纹的操纵措施:
▲操纵组织硬化:
◇预热;◇通过较大线能量降低接头冷却速度;◇冬季和厚板多道焊时采取缓冷等措施。 ▲限制扩散氢:
◇焊件坡口表面清理;采纳低氢或超低氢焊材,并防止吸潮; ◇预热或“紧急”后热以减少扩散氢;
◇采纳奥氏体焊条来固溶氢,限制氢的扩散,但带来其它咨询题(如热裂纹、熔合区冷裂纹、不经济等),
非专门情形不采纳。 ▲操纵拘谨应力:
◇通过结构设计减少刚度或拘谨度; ◇预热;
◇采取合理焊接顺序,使焊缝有收缩余地; ◇坡口设计以减少焊缝金属填充量; ◇焊后排除应力热处理 (3)焊缝金属的热裂纹倾向 ●产生热裂纹的两要素:
▲焊缝中S、P杂质偏析,易形成低熔点共晶体偏析于晶界处。
▲焊接接头的内应力存在