常用焊接材料

常用焊接材料（钢、不锈钢、钛、铜、铝）的焊接

101 试述低碳钢与低合金钢的焊接工艺。

⑴焊接性低碳钢具有优良的焊接性，因此，低碳钢和低合金钢焊接时的焊接性仅决定于低合金钢的焊接性。

⑵预热根据低合金钢的要求选用合适的预热温度。

⑶焊接材料选择的原则是焊缝金属的强度、塑性和冲击韧度都不低于被焊钢种中的最低值，具体选择见表7-80。

表7-80 低碳钢与低合金钢焊接材料的选择

钢种低合金钢电弧焊电渣焊

CO2保护

焊焊丝

预热条件及温度（℃）屈服点（M

Pa）

手弧

焊

埋弧焊

焊丝

焊

剂

焊条焊丝

焊

剂

低碳钢

300E4315H08A

HJ43

1

H08A

HJ3

60

H10MnSi板厚不预热350E5015

H08M

nA

HJ43

1

H08Mn

2Si

HJ3

60

H10MnSi

δ＞40mm，预热温度

≥100℃400E5015

H08M

nA

HJ43

1

H08Mn

2Si

HJ3

60

H10MnSi

δ①＞32mm，预热温

度≥100℃450E5015

H08M

nA

H J43

1

H08Mn

2Si

HJ3

60

H10MnSi

①δ——板厚（mm）。

102 什么是不锈钢的组织图？

焊缝的组织决定于焊缝的成分，而焊缝的成分决定于母材的熔入量，即熔合比。因此，一定的熔合比决定了一定的焊缝成分和焊缝组织。熔合比发生变化时，焊缝的成分和组织都要随之发生相应的变化。不锈钢的成分、组织和熔合比的关系图称为不锈钢的组织图，见图7-14。

图中坐标为铬当量（Cr当量）和镍当量（Ni当量），其计算式为

Cr当量（%）=Cr+Mo+1.5Si+0.5Ni(质量分数)(%)

Ni当量（%）=Ni+30C+0.5Mn(质量分数)(%)

当知道了两种母材金属的化学成分后，可分别算出其铬当量和镍当量，根据两者的值在不锈钢组织图上找出相应的点，然后根据熔合比，就能确定不锈钢焊缝的组织状态。

103 试分析1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A低碳钢采用不加填充焊丝的手工钨极氩弧焊焊接时，焊缝的组织。

1Cr18Ni9Ti不锈钢和Q235-A低碳钢的铬当量和镍当量，见表7-81。

表7-81 铬、镍当量值

母材化学成分（质量分数）（%）

铬当量（%）镍当量（%）

图上

位置C Mn Si Cr Ni

1Cr18Ni9Ti

钢

Q235-A钢0.07

0.18

1.36

0.44

0.66

0.35

17.8

－

8.55

－

18.79

0.53

11.42

5.62

a

b

若假设两种母材的熔化数量相同，其熔合比分别为50%， 则其组织应在不锈钢组织图a-b 连线的中点f （图7-14），由图中看出焊缝组织为马氏体。由此可见，1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A 低碳钢采用手工钨极氩弧焊焊接时，如果不加填充焊丝，则在焊缝中要避免出现马氏体组织是不可能的。

104 为什么1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A 低碳钢手弧焊时，应选用E1-23-13-16、E1-23-13-15（A302、A307）焊条？

今用E0-19-10-16（A102）、E1-23-13-15（A307）、E2-26-21-15（A407）三种焊条进行分析比较，该三种焊条的铬、镍当量值及在不锈钢组织图上的位置，分别见表7-82、图7-14。

表7-82 奥氏体不锈钢焊条的铬、镍当量值 焊条型号（牌号）

化学成分（质量分数） （%）

铬当量（%） 镍当量（%） 图上 位置

C Mn Si Cr Ni E0-19-10-16（A102） E1-23-13-15（A307） E2-26-21-15（A407） 0.07 0.11 0.18 1.22 1.32 1.40 0.46 0.48 0.54 19.2 24.8 26.2 8.50 12.80 18.80 19.89 25.52 27.01 11.15 16.76 24.90 a b e

⑴采用E0-19-10-16（A102）焊条焊条的铬、镍当量值相当于图6-14中的c点。如果假定两种母材的熔化数量相同，则两种母材熔化混合后的当量成分相当于f点，此时，焊缝金属可视为当量成分为f点的母材金属与焊条金属熔化混合而成。所以当母材熔合比发生变化时，焊缝的当量成分将沿f-c线段上各点变化。当母材的熔合比为40%时，即两种母材在焊缝中各占20%时，焊缝的当量成分相当于图中的g点；当母材的熔合比为30%时，焊缝的当量成分相当于h点。因此，当母材的熔合比为30%～40%时，焊缝的组织为奥氏体+马氏体。如果要得到不含马氏体的奥氏体+铁素体组织，非用极小的熔合比，这在工艺上是很困难的。

⑵采用E1-23-13-15(A307)焊条焊条的铬、镍当量值相当于图7-14中的d点。如果母材的熔合比为40%，在f-d线段上求得焊缝的位置在i点，由图7-14中可知焊缝组织为纯奥氏体；若熔合比为30%，在f-d线段上求得焊缝的位置在j点，此时的焊缝组织为含2%铁素体的奥氏体+铁素体组织。

⑶采用E2=26-21-15（A407）焊条焊条的铬、镍当量值相当于图7-14中的e点，当母材的熔合比为30%～40%时，相当于线段f-e上的k、l点，焊缝为单相奥氏体组织，有较高的热裂倾向。

综上所述，Cr18Ni9Ti不锈钢和Q235-A低碳钢焊接时，较理想的是选用E1-23-13-15（A 307）焊条或E1-23-13-16 （302）焊条，此时只要把母材的熔合比控制在40%以下，就能得到较高具有抗裂性能的奥氏体+铁素体双相组织的焊缝金属。

105 试述奥氏体不锈钢珠光体耐热钢（碳钢或低合金钢）的焊接工艺。