中碳钢的焊接方法

中碳钢(medium carbon steel)是含碳量0.25～0.6%的碳素钢,其强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。它包括大部分优质碳素结构钢和部分普通碳素结构钢。可以不经热处理，直接使用热轧材和冷拉材，也可以经热处理后使用。经淬火和回火后的中碳钢具有良好的综合性能。在中等强度水平的各种用途中用得最为广泛，除建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。中碳钢与低碳钢比较，含碳量高，强度也高，但焊接性较差。其焊缝金属的液-固相区间较大，偏析较严重，产生热裂纹的倾向较大；由于中碳钢焊接时在热影响区产生塑性很低的淬硬组织-马氏体，随着含碳量增加，淬硬倾向也增大。特别是当材料较厚、刚性较大时在热影响区容易产生冷裂纹；当焊缝金属的含碳量较高时，也有产生冷裂纹的可能。

中碳钢总的来说焊接性较差，一般用作机器的部件，其焊接通常是修补性的所以焊接中碳钢最合适的方法是焊条电弧焊。其次是其他的焊接方法如二保焊等。焊材选用，一般选用去S能力强，熔敷金属扩散氢含量低，塑性和韧性较好的低氢焊条。在要求焊缝金属与母材等强度时，选相应级别的低氢焊条。在不要求等强度时，选用强度级别低于母材的低氢焊条。如果是在热处理后的部件上焊接，则要选低氢焊条，并采取相应的工艺措施，以防止裂纹产生和热影响区软化。选用二氧化碳气体保护焊时，30号和35号钢焊丝一般选用H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiA和H04MnSiAlA等。

中碳钢焊接时，焊条必须提前按规定烘干和保温；焊补前待焊处的缺陷要清除干净，根据实际情况采用V形或U形坡口。中碳钢焊接时大多需要预热和控制焊道间温度，以以降低焊缝金属和热影响区的冷却速度，提高街头的塑性减小残余应力。预热温度取决于碳当量、母材厚度、结构刚度和焊条类型等。中碳钢焊后应立即进行消除应力处理，不能立即进行热处理的也应至少在冷却到预热温度或道间温度之前进行，具体操作规范见图1。

在施焊中碳钢时，尽量采用窄焊道，短弧焊接；如果是多层焊前几层焊缝应采用小直径焊条，小电流焊，以减小木材的熔深，但必须焊透。中间层可用较高的线能量来完成焊接。最后一道或几道盖面尽可能全部熔敷在前一层已熔敷的焊缝金属上，起到对前面焊道及热影响区的回火作用，以降低此处硬度和脆性，防止焊后热处理前产生裂纹。

中碳钢45号钢是典型钢种，其预热温度为150～250℃；如过含碳量再高或因厚度和刚度很大，裂纹倾向大时，可预热提高到250～400℃。如果焊件太大，整体预热有困难时，可进行局部预热温，局部预热的加热范围为焊口两侧150～200mm。焊材优先选用碱性焊条；破口尽可能开成U形坡口，如果是铸件缺陷，挖除后的破口外形要圆滑，其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例，以降低焊缝中的含碳量，防止裂纹产生。在焊接第一层焊缝金属时，应采用小电流，慢速焊以减小熔深。焊后应立即进行消应力处理，其消应力的回火的温度为600～650℃。