關于低碳鋼的焊接性與焊接缺陷的分析

冷康龍　劉政威

摘 要：一般情況下，熔焊焊接質量缺陷可以劃分為多種類型，主要焊接裂紋，焊接孔穴、固體夾雜（夾渣、夾鎢）、沒熔合及未焊透、形狀缺陷（主要有寬度不齊、咬邊、焊縫超高、焊瘤、錯邊及燒穿）、其他缺陷（打磨過量、電弧擦傷、層間錯位、飛濺等）。本文基于關于低碳鋼的焊接性與焊接缺陷的分析展開論述。

關鍵詞：關于;低碳鋼的焊接性;焊接缺陷的分析

引言

現(xiàn)在我們對煉鋼的特點有了更全面的了解。鋼鐵行業(yè)或焊接行業(yè)的發(fā)展與人們的日常生活息息相關。因此我們進一步深化了軟鋼的研究和應用。

1 什么是低碳鋼

低碳鋼，屬于碳鋼分類的鋼材料，由于碳含量的原因，分為碳鋼以下。軟鋼的碳含量只有25%，軟鋼的強度相對較低，質地非常脆弱，因此被命名為軟鋼。軟鋼主要包含一般碳元素結構的鋼和具有優(yōu)質碳結構的鋼的一部分。這種鋼無需加工即可直接用于工程，低碳鋼加熱后冷卻非常容易，成型非常容易，因此可以用多種方法成型低碳鋼。軟鋼的碳含量使軟強焊接性很好，容易加工。通過引進煉鋼，如果很多人相信他們已經對煉鋼有了一個基礎，理解煉鋼的人氣原因，那么接下來我們具體來看看煉鋼的焊接性。

2 熱軋工藝

采用高精軋入口溫度、高軋制速度的方式保證較高的終軋溫度及溫度精度的控制能力，終軋溫度控制在890℃，奧氏體區(qū)軋制，采用較高的終軋溫度主要目的在于提升晶粒軋制過程中的動態(tài)再結晶動力，避免在兩相區(qū)軋制導致的晶粒尺寸不均勻，最終獲得均勻細化的熱軋組織。卷曲溫度采用730℃的高溫卷曲，提升間隙原子的擴散動力，同時為間隙原子提供充足的擴散時間，以促進碳氮化物的充分析出。另外，較高的卷曲溫度，使靜態(tài)再結晶及晶粒長大過程更充分，抵消因合金元素加入導致的強度提升。熱軋組織以鐵素體基體為基體，晶粒內部較純凈，鐵素體晶界上彌散分布著碳化物，晶粒尺寸約為20μm左右。

3 低溫條件下的焊接施工

如果焊接環(huán)境的溫度比較低，會加快焊縫冷卻速度，從而提高了焊接金屬的淬硬可能性，特別在氣溫很低的情況下，鋼材表面含水量會不斷提升，如果沒有對焊材進行充分的烘干，引起焊縫氫裂紋的概率大幅提升，因此，在冬季時進行油氣管道焊接施工過程中，應該制定出合理的保溫措施。任何一種焊接技術在環(huán)境溫度低于5度時，應該采取可靠的防護和保溫措施，防止由于低溫而使焊接接頭出現(xiàn)熔渣、脆裂等質量缺陷。如果不會受到外界環(huán)境因素的影響，在氣象條件比較穩(wěn)定的區(qū)域進行焊接，應該保證焊接接頭處于干燥狀態(tài)，防止焊接母材由于受潮而產生收縮。還需要對焊接接頭部位進行預熱處理，可以有效的減少焊后焊縫冷卻速率。施焊完成之后需要對焊縫進行保溫覆蓋，避免焊縫產生驟冷現(xiàn)象。焊接最低溫度控制在零下10度以內，應該采取有效的保溫和加熱措施，預熱溫度應該保證在50度左右，利用火焰加熱的方式緩慢地進行預熱。

4 熱裂紋的預防措施

（1）鋼材中的硫、磷等雜質元素是產生裂紋的重要因素，限制鋼材及焊材中易偏析元素和有害雜質的含量，減少硫、磷等元素含量及降低含碳量。（2）調整焊縫金屬化學成分，通過熱處理改善焊縫組織，細化焊縫晶粒，以提高塑性。減少或分散偏析程度，控制低熔點共晶的有害物。（3）焊條和焊劑的選用應當規(guī)范，如提高焊條和焊劑的堿度，以降低焊縫中雜質含量，改善偏析程度。（4）控制焊接規(guī)范，適當提高焊縫成形系數，采用多層多道焊法，避免中心線偏析，防止中心線裂紋產生。（5）采用各種降低焊接應力的工藝措施，如焊接時對稱焊，先點焊后連續(xù)焊。（6）焊接結束斷弧時采用收弧板，填滿弧坑，避免隨意中斷焊接過程。（7）采用盡量小的焊接線能量，控制焊接電流參數，防止液化裂紋產生。

5 焊接材料

根據母材的化學成分選擇相近化學成分的焊接填充材料，力學性能選擇相應強度級別的焊接材料，主要保證焊縫金屬的強度、塑性和韌性等力學性能與母材的匹配，以保證結構使用性能的要求。電弧增材制造由于設備簡單成本低、成形路徑受限小、零件的尺寸范圍大，相比其他增材方式效率高等優(yōu)勢，近幾年關注度越來越高，已成為研究熱點。馬倩等研究了工藝參數對鈦合金單層單道電弧增材宏觀形貌的影響規(guī)律，得到穩(wěn)定成形的焊接工藝參數范圍。趙慧慧研究了低碳鋼電弧增材制造中單層多道搭接熔覆層的微觀組織及力學性能，發(fā)現(xiàn)由于熱影響的作用熔覆層有明顯的分區(qū)現(xiàn)象。柏久陽等進行了鋁合金TIG電弧增材單道多層實驗，研究了成形件不同部位出現(xiàn)不同微觀組織的原因。滕瑋曄研究了不銹鋼TIG電弧增材成形件的顯微組織及力學性能，發(fā)現(xiàn)成形件組織主要為針狀馬氏體，并且同一堆積層上硬度均勻分布。Liberini等通過改變工藝參數研究了成形件的微觀結構演變及最終產品的力學性能，發(fā)現(xiàn)冷卻時間對零件的微觀結構演變具有重要性

6 低碳鋼在焊接過程中需要注意的關鍵點

要想在低碳鋼焊接過程中不出錯，順順利利地將焊接任務完成，要非常注意焊接過程中的要點。我們都知道低碳鋼的冷卻速度非?？欤⑶覙O易成形。這雖然是低碳鋼的優(yōu)點，但是在操作不當的情況下，也會變成它的缺點。因此在焊接過程中，要尤其注意焊接接頭處的環(huán)境影響，一定要采取相應的防范措施，以保證焊接的順利完成。了解完低碳鋼的焊接性之后，我們再來看一下低碳鋼在焊接過程中的缺點以及我們可以通過什么方法進行防范。

7 低碳鋼在焊接過程中的缺陷以及預防措施

任何技術都會有好的一面，當然也會有不可避免的缺點。軟鋼具有良好的冷卻特性，但很容易受外部熱量影響，因此在焊接過程中會影響金屬，從而導致裂紋。在這種情況下，可以在焊接過程中選擇碳含量相對較低的焊接材料，以避免裂紋。在焊接過程中，還必須注意焊接件的厚度。焊接零件的厚度到一定程度時，如果焊接性能不太好，焊接結果可能會失敗。因此，當焊接件達到一定厚度時，為了防止焊接故障，必須選擇工作良好的焊接件。

結束語

焊接是其中一項很關鍵的環(huán)節(jié)，低碳鋼在焊接過程中會出現(xiàn)各種各樣的焊接缺陷和問題，從而會影響到印制板與電路板的正常使用，甚至可能帶來安全隱患，因此需要對現(xiàn)有的低碳鋼焊接缺陷加以彌補以及調整，從而保障了產品的質量。

參考文獻

[1]郭建龍.基于碳、氧、溫度協(xié)調控制的超低碳鋼RH關鍵技術研究[D].北京科技大學，2019.

[2]劉彬.可更換低碳鋼耗能器滯回性能試驗與理論研究[D].北京建筑大學，2019.

[3]張軍國，蔣昭陽，趙建平，張洪杰.低碳鋼熱軋板卷邊部縱裂紋缺陷控制的研究[J].中國金屬通報，2019（05）：255+257.