合金结构钢的焊接方法

(一)合金结构钢的分类

合金结构钢是在普通碳素钢的基础上添加某些合金元素，以满足各种工作条牛和性能等要求的钢种。用于焊接的合金结构钢通常分为如下两大类。

1 强度用钢

强度用钢也称高强钢，其屈服强度不低于1290MPa，抗拉强度不低于440MPa。按照屈服点的高低及热处理状态，强度用钢又可分为热轧正火钢、低碳调质钢和中碳调质钢三种。热轧正火钢属于非热处理强化钢，一般在热轧或正火状态下供货，主要靠团溶强化、增加珠光体的相对量、细化晶粒及沉淀强化来保证强度。低碳调质钢是依靠淬火、高温回火热处理工艺(调质处理)来强化的优质合金结构钢，其含碳量一般w_c<0.25%，有强度高、塑韧性好，可直接在调质状态下进行焊接等特点。中碳调质钢的含碳量高w_c> 0.3%，屈服强度可达880MPa以上，也是热处理强化钢。调质处理后具有很高的强度和硬度，而韧性低，因此焊接性较差。

2 特殊用钢

按使用的环境条件或使用性能的要求可分为珠光体耐热钢、低合金耐蚀钢和低温钢三种。

珠光体耐热钢的w_c≤5%，以铬和铝为基的亚共析钢。它具有良好的热强性和热稳定性。其特殊点是在高达500~600℃的温度下仍具有一定的强度和抗氧化性能。主要用于制造热动力设备和石油化工设备中的高温构件。低合金耐蚀钢包括用于石油化工设备的含铝耐蚀钢和用于耐海水或大气腐蚀的含磷、铜耐蚀钢。这类钢除了满足综合力学性能外，还要有在相应介质中的耐蚀性。它一般在热轧或正火状态下使用，属于非热处理强化钢。低温钢卞要用于在-40~196℃低温下作的设备及结构件，主要要求低温韧性，对强度的要求不高。它通常分为无镍钢和含镍钢两类，一般在正火或正火口火状态下使用，属于非热处理强化钢。

3 高强钢的焊接性分析

高强钢焊接性的卞要问题有:结晶裂纹、液化裂纹、冷裂纹、再热裂纹及热影响区的性能变化等

（1)结晶裂纹焊缝中的结晶裂纹是在焊接凝固后期，由于低熔点共晶在晶界形成液态薄膜，在抗伸应力作用下沿晶界开裂而形成的。它的产生与焊缝中的杂质(如硫、磷、碳等)含量有关。这此杂质均为促使结晶裂纹产生的元素，应严格加以控制。锰具有脱硫作用，从而可提高焊缝的抗结晶裂纹性。

（2）液化裂纹焊接热影响区液化裂纹是在多层焊情况下，由于焊接热循环作用，近缝区金属晶界的低熔共晶发生局部熔化，在拉伸应力下而产生的。

4 高强钢的焊接工艺

焊接工艺包括焊接方法和焊接材料的选择、焊接规范的确定、热处理工制定及焊接装配、焊接顺序的制定。合理的焊接工艺对保证产品质量，提高效率，降低成本有重要意义。

（1)闷热轧及正火钢的焊接工艺热轧正火钢有良好的焊接性，只有在焊接工艺不当时才会出现接头性能问题。

①焊接方法及工艺参数热轧、正火钢适合于各种焊接方法，主要根据材料的厚度、产品结构、焊缝位置和具体施下条件而定。通常可采用焊条电弧焊、理弧焊、二氧化碳气体保护焊和电渣焊等方法进行焊接。为避免过热区脆化，宜选用小热输入。在焊接厚大下件、母材合金元素较多的钢种时，可采用偏小热输入及预热措施，控制层间温度以防止产生裂纹。

②焊接材料的选择选择焊接材料的目的有两个:一是避免焊缝出现各种缺陷，二是和母材匹配的力学性能。由于焊缝结晶的特殊性，其化学成分通常与母材不完全相同。

采用焊条电弧焊时，可以选择强度级别和母材相对应的焊条，也就是根据母材的b对应来选择。焊接强度较低，裂纹倾向不大的热轧钢可以选工艺性能好的钦钙型焊条，也可选低氢型焊条。对强度级别高的钢，一般应选择低氢型焊条。