关于低碳钢的焊接性与焊接缺陷的分析

冷康龙　刘政威

摘 要：一般情况下，熔焊焊接质量缺陷可以划分为多种类型，主要焊接裂纹，焊接孔穴、固体夹杂（夹渣、夹钨）、没熔合及未焊透、形状缺陷（主要有宽度不齐、咬边、焊缝超高、焊瘤、错边及烧穿）、其他缺陷（打磨过量、电弧擦伤、层间错位、飞溅等）。本文基于关于低碳钢的焊接性与焊接缺陷的分析展开论述。

关键词：关于;低碳钢的焊接性;焊接缺陷的分析

引言

现在我们对炼钢的特点有了更全面的了解。钢铁行业或焊接行业的发展与人们的日常生活息息相关。因此我们进一步深化了软钢的研究和应用。

1 什么是低碳钢

低碳钢，属于碳钢分类的钢材料，由于碳含量的原因，分为碳钢以下。软钢的碳含量只有25%，软钢的强度相对较低，质地非常脆弱，因此被命名为软钢。软钢主要包含一般碳元素结构的钢和具有优质碳结构的钢的一部分。这种钢无需加工即可直接用于工程，低碳钢加热后冷却非常容易，成型非常容易，因此可以用多种方法成型低碳钢。软钢的碳含量使软强焊接性很好，容易加工。通过引进炼钢，如果很多人相信他们已经对炼钢有了一个基础，理解炼钢的人气原因，那么接下来我们具体来看看炼钢的焊接性。

2 热轧工艺

采用高精轧入口温度、高轧制速度的方式保证较高的终轧温度及温度精度的控制能力，终轧温度控制在890℃，奥氏体区轧制，采用较高的终轧温度主要目的在于提升晶粒轧制过程中的动态再结晶动力，避免在两相区轧制导致的晶粒尺寸不均匀，最终获得均匀细化的热轧组织。卷曲温度采用730℃的高温卷曲，提升间隙原子的扩散动力，同时为间隙原子提供充足的扩散时间，以促进碳氮化物的充分析出。另外，较高的卷曲温度，使静态再结晶及晶粒长大过程更充分，抵消因合金元素加入导致的强度提升。热轧组织以铁素体基体为基体，晶粒内部较纯净，铁素体晶界上弥散分布着碳化物，晶粒尺寸约为20μm左右。

3 低温条件下的焊接施工

如果焊接环境的温度比较低，会加快焊缝冷却速度，从而提高了焊接金屬的淬硬可能性，特别在气温很低的情况下，钢材表面含水量会不断提升，如果没有对焊材进行充分的烘干，引起焊缝氢裂纹的概率大幅提升，因此，在冬季时进行油气管道焊接施工过程中，应该制定出合理的保温措施。任何一种焊接技术在环境温度低于5度时，应该采取可靠的防护和保温措施，防止由于低温而使焊接接头出现熔渣、脆裂等质量缺陷。如果不会受到外界环境因素的影响，在气象条件比较稳定的区域进行焊接，应该保证焊接接头处于干燥状态，防止焊接母材由于受潮而产生收缩。还需要对焊接接头部位进行预热处理，可以有效的减少焊后焊缝冷却速率。施焊完成之后需要对焊缝进行保温覆盖，避免焊缝产生骤冷现象。焊接最低温度控制在零下10度以内，应该采取有效的保温和加热措施，预热温度应该保证在50度左右，利用火焰加热的方式缓慢地进行预热。

4 热裂纹的预防措施

（1）钢材中的硫、磷等杂质元素是产生裂纹的重要因素，限制钢材及焊材中易偏析元素和有害杂质的含量，减少硫、磷等元素含量及降低含碳量。（2）调整焊缝金属化学成分，通过热处理改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，以提高塑性。减少或分散偏析程度，控制低熔点共晶的有害物。（3）焊条和焊剂的选用应当规范，如提高焊条和焊剂的碱度，以降低焊缝中杂质含量，改善偏析程度。（4）控制焊接规范，适当提高焊缝成形系数，采用多层多道焊法，避免中心线偏析，防止中心线裂纹产生。（5）采用各种降低焊接应力的工艺措施，如焊接时对称焊，先点焊后连续焊。（6）焊接结束断弧时采用收弧板，填满弧坑，避免随意中断焊接过程。（7）采用尽量小的焊接线能量，控制焊接电流参数，防止液化裂纹产生。

5 焊接材料

根据母材的化学成分选择相近化学成分的焊接填充材料，力学性能选择相应强度级别的焊接材料，主要保证焊缝金属的强度、塑性和韧性等力学性能与母材的匹配，以保证结构使用性能的要求。电弧增材制造由于设备简单成本低、成形路径受限小、零件的尺寸范围大，相比其他增材方式效率高等优势，近几年关注度越来越高，已成为研究热点。马倩等研究了工艺参数对钛合金单层单道电弧增材宏观形貌的影响规律，得到稳定成形的焊接工艺参数范围。赵慧慧研究了低碳钢电弧增材制造中单层多道搭接熔覆层的微观组织及力学性能，发现由于热影响的作用熔覆层有明显的分区现象。柏久阳等进行了铝合金TIG电弧增材单道多层实验，研究了成形件不同部位出现不同微观组织的原因。滕玮晔研究了不锈钢TIG电弧增材成形件的显微组织及力学性能，发现成形件组织主要为针状马氏体，并且同一堆积层上硬度均匀分布。Liberini等通过改变工艺参数研究了成形件的微观结构演变及最终产品的力学性能，发现冷却时间对零件的微观结构演变具有重要性

6 低碳钢在焊接过程中需要注意的关键点

要想在低碳钢焊接过程中不出错，顺顺利利地将焊接任务完成，要非常注意焊接过程中的要点。我们都知道低碳钢的冷却速度非常快，并且极易成形。这虽然是低碳钢的优点，但是在操作不当的情况下，也会变成它的缺点。因此在焊接过程中，要尤其注意焊接接头处的环境影响，一定要采取相应的防范措施，以保证焊接的顺利完成。了解完低碳钢的焊接性之后，我们再来看一下低碳钢在焊接过程中的缺点以及我们可以通过什么方法进行防范。

7 低碳钢在焊接过程中的缺陷以及预防措施

任何技术都会有好的一面，当然也会有不可避免的缺点。软钢具有良好的冷却特性，但很容易受外部热量影响，因此在焊接过程中会影响金属，从而导致裂纹。在这种情况下，可以在焊接过程中选择碳含量相对较低的焊接材料，以避免裂纹。在焊接过程中，还必须注意焊接件的厚度。焊接零件的厚度到一定程度时，如果焊接性能不太好，焊接结果可能会失败。因此，当焊接件达到一定厚度时，为了防止焊接故障，必须选择工作良好的焊接件。

结束语

焊接是其中一项很关键的环节，低碳钢在焊接过程中会出现各种各样的焊接缺陷和问题，从而会影响到印制板与电路板的正常使用，甚至可能带来安全隐患，因此需要对现有的低碳钢焊接缺陷加以弥补以及调整，从而保障了产品的质量。

参考文献

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