4.3常用金属材料的焊接 4.3.1材料的焊接性 焊接性是材料在限定的施工条件下焊成 按规定设计要求的构件,并满足预定服役要 求的能力。 1材料焊接性的影响因素: 1)材料的化学成分: 1)在Fe-C合金中,随含C量的增加, 焊接性下降; 2)非铁合金的焊接性一般均较差
4.3 常用金属材料的焊接 4.3.1 材料的焊接性 焊接性是材料在限定的施工条件下焊成 按规定设计要求的构件，并满足预定服役要 求的能力。 1.材料焊接性的影响因素: （1）材料的化学成分： 1）在Fe－C合金中，随含C量的增加， 焊接性下降； 2）非铁合金的焊接性一般均较差
(2)焊接方法 同种材料采用不同的焊接方法,材料的焊 接性差别很大。采用埋弧焊、等离子弧焊、激 光焊等方法时,焊接性较好。 例如:焊接难熔金属,异种材料时,若 采用手工电弧焊、气体保护焊等较困难,但采 用等离子弧焊、激光焊等可获得良好的接头。 (3)焊接材料: 指焊条、焊丝、焊剂和气体等。 例如:选用碱性焊条, 焊缝力学性能比选用酸性焊条要高
（2）焊接方法: 同种材料采用不同的焊接方法，材料的焊 接性差别很大。采用埋弧焊、等离子弧焊、激 光焊等方法时，焊接性较好。 例如：焊接难熔金属，异种材料时，若 采用手工电弧焊、气体保护焊等较困难，但采 用等离子弧焊、激光焊等可获得良好的接头。 （3）焊接材料: 指焊条、焊丝、焊剂和气体等。 例如：选用碱性焊条， 焊缝力学性能比选用酸性焊条要高
(4)焊接结构类型: 焊件结构越复杂或板厚越大,焊接性就越差。 (5)服役要求(使用要求): 焊接使用要求不高时,焊接性好些。 2焊接性的评价: (1)估算法: 1)碳当量法:即把钢中合金元素(包括碳) 的含量按其作用换算成碳的相当含量,作为评 价钢材焊接性的一种参考指标
（4）焊接结构类型: 焊件结构越复杂或板厚越大，焊接性就越差。 （5）服役要求（使用要求）: 焊接使用要求不高时，焊接性好些。 2.焊接性的评价: （1）估算法： 1）碳当量法：即把钢中合金元素（包括碳） 的含量按其作用换算成碳的相当含量，作为评 价钢材焊接性的一种参考指标
国际焊接学会推荐的公式: O(C)+ Mn) o(cr)+Mo)+o(v) CE 6 5 ×100 o(Ni)+o(Cu, 15 式中CE—碳当量(%); 0(C)、o(Mn)—碳、锰等相应 成分的质量分数(%)
国际焊接学会推荐的公式： ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 100% 15 6 5 + + + + + + = N i C u Mn C r Mo V C C E ω ω ω ω ω ω ω 式中 ＣＥ＿＿碳当量（％）； ω（Ｃ）、ω（Ｍｎ） ＿＿碳、锰等相应 成分的质量分数（％）
CE值愈大,焊接性愈差。 ①CE0.6%时,焊接性能很差。 淬硬、冷裂倾向严重,需严格的工艺措施 (焊前较高温度的预热,焊后缓冷并进行去应力退火)
A U T S CE值愈大，焊接性愈差。 ① CE＜0.4% 时，焊接性能良好。 淬硬、冷裂倾向不大，不需特殊的工艺措施。 ② CE=0.4%～0.6% 时，焊接性能较差。 淬硬、冷裂倾向明显，需一定的工艺措施。 （焊前预热、焊后缓冷） ③ CE＞0.6% 时，焊接性能很差。 淬硬、冷裂倾向严重，需严格的工艺措施。 （焊前较高温度的预热，焊后缓冷并进行去应力退火）
2)冷裂纹敏感系数法Pw 考虑了板厚、焊缝氬量的影响。 0(C)+ a(Si), o(Mn)+(Cu+o(cr) Pw= 30 20 100% o(N)o(M1)0()a[ +5 +-+ 60 10 60600」 式中PW—冷裂纹敏感系数; o(C、oMm等碳、锰等相应成分的 质量分数%);
2）冷裂纹敏感系数法PW ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 100% 60 600 5 60 15 10 30 20 + + + + + + + + + + = H h B N i Mo V Si Mn C u C r C Pw 考虑了板厚、焊缝氢量的影响。 式中 Pw_____冷裂纹敏感系数； ω(C)、ω(Mn)等_____碳、锰等相应成分的 质量分数(%)；
[H]100克焊缝金属中扩散氢的含量M〕 h—材料板厚mm)。 防止裂纹要求的最低预热温度Tp: Tp=1440Pw-392(℃) Pw值越大(反映材料焊接性差), 预热温度Tp越高。 (2)焊接性试验: 即评定母材焊接性的试验。 如焊接裂纹试验接头、力学性能试验 接头耐腐蚀性能试验等
［H］_____100克焊缝金属中扩散氢的含量(Ml)； h _____材料板厚(mm)。 防止裂纹要求的最低预热温度Tp： Tp=1440Pw-392（℃） Pw值越大（反映材料焊接性差）， 预热温度Tp越高。 （2）焊接性试验： 即评定母材焊接性的试验。 如焊接裂纹试验接头、力学性能试验、 接头耐腐蚀性能试验等
常用金属材料的焊接性能 材料种类焊接性主要焊法 工艺措施 低碳钢 良好 所有方法 般不需,只有 焊厚大构件或在0℃ 低台金低强度良好手弧、埋弧 以下低温环境中焊 电渣、CO2接时,应适当预热 结构钢 高强度较差手弧、埋弧、焊前需预热,重要 电渣、Ar+CO2件焊后去应力退火 中碳钢 较差手弧、埋弧、 焊前预热 气焊等 焊后缓冷 高碳钢 很差手弧、埋弧 焊前预热, 气焊等焊后缓冷并热处理
常用金属材料的焊接性能 材料种类 焊接性 主要焊法 工艺措施 低碳钢 良好 所有方法 一般不需，只有 焊厚大构件或在0℃ 以下低温环境中焊 低合金 接时，应适当预热 结构钢 低强度 良好 手弧、埋弧、 电渣、CO2 高强度 较差 手弧、埋弧、 电渣、Ar+CO2 焊前需预热，重要 件焊后去应力退火 中碳钢 较差 手弧、埋弧、 气焊等 焊前预热， 焊后缓冷 高碳钢 很差 手弧、埋弧、 气焊等 焊前预热， 焊后缓冷并热处理
(续表) 材料种类焊接性主要焊法 工艺措施 不奥氏体良好 不需 氩弧焊、 锈 钢马氏体 铁素体/较差 手弧、埋弧焊前预热,焊后缓 冷,有时需热处理 等有色金属较差氩弧焊、气焊、 铜、铝、钛 电阻焊、钎焊 厚板需焊前预热 极差 铸铁 手弧焊、重要件、复杂件焊 (只焊补)气焊(薄壁)前预热,焊后缓冷
材料种类 焊接性 主要焊法 工艺措施 不 锈 钢 奥氏体 良好 氩弧焊、 手弧、埋弧 不需 马氏体 铁素体 较差 焊前预热，焊后缓 冷，有时需热处理 铜、铝、钛 等有色金属 较差 氩弧焊、气焊、 电阻焊、钎焊 厚板需焊前预热 铸铁 极差 （只焊补） 手弧焊、 气焊（薄壁） 重要件、复杂件焊 前预热，焊后缓冷 （续表）
4.3.2常用金属材料的焊接 1.碳钢的焊接 (1)低碳钢的焊接 低碳钢的CE<0.4%,焊接性良好 应用 般的工程结构和强度要求不高的机器零件 (2中碳钢的焊接 中碳钢的CE一般为0.4%~0.6% 焊接性较差,焊接接头易产生淬硬组织和裂 纹
4.3.2 常用金属材料的焊接 1.碳钢的焊接 ⑴低碳钢的焊接 低碳钢的ＣＥ＜０.４％，焊接性良好． 应用： 一般的工程结构和强度要求不高的机器零件 ⑵中碳钢的焊接： 中碳钢的ＣＥ一般为０.４％～０.６％， 焊接性较差，焊接接头易产生淬硬组织和裂 纹．