1. 常用低碳钢焊接材料的选择
低碳钢埋弧焊焊剂与焊丝的选配
选用高锰高硅低氟焊剂时,配合H08A或H08E,目前常用的为H08A+HJ431(HJ430、HJ433、HJ434)组合。焊剂中的MnO和SiO2在高温下与Fe反应,Mn和Si得以还原,过渡到焊接熔池中,冷却时起脱氧剂和合金剂的作用,保证焊缝金属的力学性能。其中HJ431与HJ430相比,电弧稳定性改善,但抗锈能力和抗气孔能力降低;HJ433含CaF2;较低、Si)2较高,有较高的熔化温度及黏度,焊缝成形好,适宜薄板的快速焊接;HJ434由于加入了TiO2,且CaO和CaF2含量略高,其抗锈能力、脱渣性更好。
选用中锰、低锰或无锰的高硅低氟焊剂时,应选配含锰较高的焊丝,才能保证在焊接过程中有足够数量的锰、硅过渡到熔池,保证焊缝脱氧和力学性能。常用的焊丝与焊剂的组合有:(H08MnA、H08Mn2、H10Mn2Si、H10Mn2)+(HJ330、HJ230、HJ130)。
近几年由于烧结焊剂的快速发展以及独特的优越性,在焊接生产中的应用逐渐扩大,如SJ301、SJ401等与焊丝H08A配合焊接低碳钢,焊缝质量优良,焊接效率高,可实现单面焊双面成形,焊缝美观,目前已在锅炉压力容器等产品上应用。常用烧结焊剂与焊丝的组合如下。
①(H08A、H08E)+(SJ401、SJ402) SJ401抗气孔能力强,SJ402抗锈能力强,适于薄板和中厚板的焊接;其中SJ402更适于薄板的高速焊接。
②(H08A、H08E)+(SJ301、SJ302) 焊接工艺性能良好,熔渣属“短渣”性质,焊接时不下淌,适于环缝的焊接,其中SJ302的脱渣性、抗吸潮性和抗裂性更好,焊剂的消耗量低。
③(H08A、H08E、H08MnA)+(SJ501、SJ502、SJ503、SJ504) 焊接工艺性能良好,易脱渣,焊缝成形美观。其中SJ501抗气孔能力强,主要用于多丝快速焊,特别适合双面单道焊;SJ502、SJ504适于锅炉压力容器的快速焊;SJ503抗气孔能力更强,焊缝金属低温韧性好,适于中、厚板的焊接。
2. 常用低碳钢焊接材料的选择原则
低碳钢焊接结构材料时采用焊后退火热处理工艺。焊后热处理是在焊接构件焊接完成后,对其进行整体或局部热处理。其目的是改善金属的组织和性能,降低焊接残余应力,软化焊接热影响区的淬硬组织,提高焊接接头韧性以及结构的几何稳定性。
根据焊后热处理目的不同,可将其分为去除应力热处理、焊后退火、正火、淬火、低温去除应力等。焊后热处理对低碳钢等钢材有提高其韧性的作用。
3. 用于焊接的碳素钢和低合金钢
一、碳素钢的焊接性能:各种碳素钢的化学成分不同,其焊接性能也不同,可分为四个等级;
良好、一般、较差和不好。在碳素钢的化学成分中,对焊接影响最大的元素是C,所以往往把碳素钢中的含C量作为焊接性能的主要指标,即含C量越高则焊接性能越差,故低碳钢(如10#、20#等)焊接性能最好;中碳钢次之,高碳钢最差。
二、低合金结构钢的焊接性能:由于各种合金结构钢的化学成分不同,其焊接性能的差别也很大,一般以它们的强度级别分类;强度级较低(如30—40Kg级)的合金钢焊接性能良好,接近普通的低碳钢,而强度大于50Kg的合金钢其焊接性能就差了。
4. 含碳量少的钢,适合于焊接
一般含碳量低于0.25%。
焊接性,是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下,获得优良焊接接头的难易程度。
一种金属,如果能用较普通又简便的焊接工艺获得优质接头,则认为这种金属具有良好的焊接性能。
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。含碳量小于0.25%的低碳钢和低合金钢,塑性和冲击韧性优良,焊后的焊接接头塑性和冲击韧性也很好。焊接时不需要预热和焊后热处理,焊接过程普通简便,因此具有良好的焊接性。
5. 常用低碳钢焊接材料的选择方法
匹配时主要看一下两点:
1、被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求低碳钢应选与母材相匹配的焊接材料,可选高猛高硅焊剂(如HJ431,HJ433、HJ430)与低碳钢焊丝(如H08A)或含锰的焊丝(如H08MnA)相配合,或用中锰、低锰或无锰的焊剂与含锰量较高的焊丝相匹配。
2、埋弧焊的工艺特点稀释率高 焊缝成分大多取决于母材成分热输入量高 应选合金成分略高于母材的焊丝并配中性焊剂焊接速度快 应选适宜快速焊的焊剂