低碳钢的焊接特点及工艺分析

潘文全 吴彩

【摘 要】伴随生产加工技术飞速发展，我国工业已经朝着现代化、自动化、智能化方向发展，对机械设备及相关零部件加工制造精度不断提高，相关元件复杂度随之增强，用以满足日益提高的工业生产制造需求。其中，金属作为常见的加工材料，其自身化学性质、物理性质、机械等性质存在差异性，无法完全满足机械加工及生产制造需求，为此需通过焊接将异种金属整合在一起，使其物理性质、化学性质、机械等性质均符合生产制造标准。然而，相较于西方发达国家，我国异种金属焊接工艺研究基础相对薄弱，未形成极具导向性的工艺标准，用以整合低碳钢与低合金钢，这也为开展相关研究活动提供机会。鉴于此，本文对低碳钢的焊接特点及工艺进行分析，以供参考。

【关键词】低碳钢；低合金钢；焊接工艺

中图分类号：TG457 文献标识码：A

引言

低碳钢与低合金钢焊接工艺若想科学高效，需技术人员在充分掌握焊接参数基础上，合理选择焊接方法，科学控制热输量与预热温度，使焊接工艺得以发挥积极功效，在提高二者焊接质量同时，为工业加工企业获取更高经济收。

1什么是低碳钢

低碳钢，是一种钢铁材料，属于碳素钢分类，之所以被分在碳素钢下面是因为其中的碳含量所决定。因为低碳钢的含碳量只有25%，并且低碳钢的强度比较低，并且质地非常软，所以它还有另外一个名字“软钢”。低碳钢主要包括大部分普通碳元素结构的钢铁，以及某一部分具有优质碳素结构的钢铁。这些钢铁不用经过加工就可以直接用于工程中，因为低碳钢在加热过后非常容易冷却并且非常容易成形，所以可以通过多种方式对低碳钢进行成形。因为低碳钢的碳素含量的原因，低碳钢也具有非常好的焊接性，非常容易被加工。

2焊接环境

管道焊接的环境控制是制约焊接质量的重要因素之一。焊接环境的温度控制与焊接材料和焊件有关，当环境温度低于焊接材料所需要的温度下限时，按照焊接评定工艺进行预热。风速和湿度的控制也不可忽視，特殊天气，必须根据天气预报及时采取相应的应对措施，若焊接环境不符合规范要求，那么必须停止施焊作业。如在有防风设施的情况下，风速仍超过规定值；电弧1米内的相对湿度大于90%，焊件表面潮湿等。因为只有一个适宜的温度、风速、湿度，焊接质量才能得到保证。

3焊接缺陷的含义及分类

外部缺陷是位于焊缝外部的缺陷，是可以用肉眼观察到的明显缺陷、低倍放大镜或检测者等检测到的缺陷。包括裂纹、咬痕、崩塌、火炬、表面孔隙、弧坑、焊缝磨损、弧磨损和成型不良。这些缺陷大多数都是不当的操作过程，很容易导致影响焊接结构寿命的应力集中、设备泄漏、工件故障等。因此，需要及时消除和修复这些缺陷。内部缺陷位于焊缝内部，不能用肉眼观察，可以通过rt、ut等非破坏性检测方法或破坏性测试进行检查。主要包括裂纹、孔隙、渣、未熔合、未焊接等。其中最危险的是裂缝。由于存在这些缺陷，焊接件的承载力明显下降，疲劳强度下降，因此容易发生焊接质量事故。

4低碳钢的焊接性

4.1低碳钢使用的焊接方法

因为低碳钢的良好特性，所以大部分焊接方法都可以使用，并且焊接效果非常好，所以对焊接工人的要求也不是很严格。在最近几年的发展过程中，因为对焊接技术的不断研发，也出现了几种比较新式的焊接方法以及工艺。因为低碳钢的焊接性良好，使得新研发的技术很好地被应用。所以到目前为止，低碳钢的焊接方法多种多样。

4.2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。

4.3焊接工艺参数确定

焊接工艺设计是焊接工艺设计应用程序中更重要的焊接设计要素，在整体提高焊接质量方面发挥着重要作用。只有在焊接过程生效的情况下，才能设置相应的焊接参数，以确保最终焊接技术的应用效果。

5低碳钢在焊接过程中的缺陷以及预防措施

不管对于什么技术来说，都会有很好的方面，当然不可规避的也会有缺点。低碳钢虽然有很好的冷却性，但也很容易受外界热度的影响，所以在焊接过程中，会对金属造成影响产生裂纹。针对这种情况，可以在焊接过程中选择含碳量比较低的焊接材料，防止裂纹的产生。同时在焊接过程中，还要注意焊接物的厚度。焊接物的厚度达到一定程度之后，若焊接物的性能并不是很好，这也会导致焊接结果的失败。因此当焊接物达到一定厚度时，一定要选择性能良好的焊接物，防止焊接失败。

5.1焊接材料

焊接材料是确保焊接质量和预防焊接缺陷的基本前提，直接与焊接质量和工程成本相关。与此相关，软钢管道焊接前，相关负责人必须严格控制焊接材料的采购、验收、储存、使用等多个方面。选择焊接材料时，请根据母材的强度和实际工作条件进行选择，以便与拉伸强度和机械特性相匹配。凤的模特比较多，要根据具体情况选择。第二，所购焊接材料的化学成分、机械性能等必须符合相关工艺文件要求，质量证书必须符合相关标准要求，必要时进行材料重新检查。焊接现场的材料保管要标准化，湿度、温度要控制。入库的材料要经过质量检查，符合资格后才能入库、标记、分类堆积。使用前必须创建焊条干燥记录，使用后回收的焊条也必须再次干燥，但同一个焊条不能多次干燥。

5.2焊接检验

焊接检查是焊接质量控制过程的重要组成部分。焊接检查过程包括焊前检查、工艺检查和焊后检查。预焊接检查主要是检查相关文档数据、准备检查计划、预焊接准备检查、检查连接的焊道清理状态以及验证组间距是否满足要求。工艺检查主要是检查相关参数是否满足焊接工艺的要求，焊接顺序是否满足工艺要求，安装位置是否满足绘图要求等；焊后检查必须仔细准确地检查焊缝的形状、尺寸和形状。为了确定是否有缺陷焊接，必须立即开发维修返还流程。修理后要重新检查，做好修理和检查记录。

结束语

低碳钢焊接与其他材料钢板的焊接不同，焊接技术的实施需要对低碳钢板厚度、化学成分、材料属性等的焊接工艺控制进行专业研究分析，因此分析可帮助您找到适合焊接工艺操作的方法和策略。本文研究低碳钢板焊接设备、焊接材料、焊接工艺设计，根据焊接工艺执行程序执行阶段综合分析全面焊接技术实施的控制因素，对提高机电产品焊接技术应用质量和效果有重要的研究意义。

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（作者单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司）