焊钢难焊的原因解析
中碳钢是指含碳量0.25%～0.60%的碳素钢，包括优质碳素结构中的30、35、45、50、55等和铸造碳钢中的ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640等钢种由于中碳钢的含碳量比低碳钢高，其焊接性比低碳钢差当碳的质量分数接近0.30%而含锰量不高时，焊接性尚好，但随着含碳量的增加，焊接性逐渐性明显变差当碳的质量分数达到0.50%左右时，焊接性明显变差一、焊接中碳钢易出现的问题及工艺措施焊接中碳钢时容易发生的问题如下：1、冷裂纹问题由于钢材的含碳量较高，焊接时热影响区很容易产生硬脆的马氏体组织，因此容易产生冷裂纹如果焊接材料选用不当或焊接工艺制定不当，焊缝也容易产生冷裂纹 2、热裂纹问题焊接时，含碳量较高的母材熔化后，也会把碳带入焊缝中，使焊接中碳的含量增高碳能加剧金属中硫、磷等引发热裂纹的作用，因此焊接中碳钢时焊缝容易产生热裂纹特别是当母材或焊接材料中硫、磷含量控制不严时，更容易产生热裂纹此外，钢中碳的含量高，也使焊接缝产生CO气孔的倾向增大工艺措施由于中碳钢焊接时容易产生冷裂纹、热裂纹等缺陷，因此焊接时需要采取一些特殊的工艺措施才能正常焊接1、焊接方法各种电弧焊方法均可用于焊接中碳钢。
由于中碳钢多用于制造机器零件，并非大型焊接结构，所以生产中焊条电弧焊方法应用的最多2、焊接材料为了防止焊接接头产生冷裂纹和热裂纹，焊条电弧焊时通常都采用低氢焊条焊接低氢焊条不仅使焊缝中含氢量较低，而且具有一定的脱硫、磷作用，能提高焊缝的塑性和韧性当钢中碳的含量较低且接头拘束度不大时，也可采用钛铁矿型或钛钙型焊条焊接，但一定要采取严格的工艺措施相配合，例如尽量减少熔合比、对焊件严格预热和控制层间温度等如果焊件不能预热，也可有采用铬镍奥氏体不锈钢焊条焊接，例如E308L-16（A102）、E308L-15（A107）、E309-16（A302）、E309-15（A307）、E310-16（A402）、E310-15（A407）等3、 预热温度和层间温度焊前预热是焊接中碳钢时防止产生裂纹最有效的工艺措施预热不仅能降低接头的冷却速度，从而防止产生马氏体，而且能减少焊接应力和加速氢的扩散逸出大多数情况下都需要预热和保持层间温度预热温度和层间温度的选择取决于钢材的碳当量、母材的厚度、结构的刚性、焊条的类型等预热温度可通过焊接性试验来确定，也可通过经验公式T0=550（C-0.12）+0.4δ确定，式中T0表示预热温度（℃），C表示所焊母材的碳的质量分数（%），δ表示钢板厚度（mm）。
4、坡口型式焊件最好开U形或V形坡口，这样可以减少母材金属熔入焊缝的比例如果是焊补铸件缺陷，铲挖出的坡口外形应圆滑，以减少母材熔入焊缝的量5、焊接参数焊接宜采用直流反极性电源多层焊时，由于母材溶化到第一层焊缝中的比例（质量分数）最高可达30%左右，因此宜采用小直径焊条、小电流、慢焊接速度焊接6、焊后热处理焊后，焊件最好立即进行消除应力热处理特别是对于大厚度焊件、大刚性结构件和在动载荷或冲击载荷下工作的焊件消除应力回火的温度一般为600～650℃如果焊后不能立即进行消除应力热处理，则应进行后热，即进行略高于预热温度的加热，保温时间为大约每10mm厚度1h二、典型中碳钢焊接工艺汇编（一）35钢与ZG270-500铸造碳钢35碳钢的质量分数为0.32%～0.39%，ZG270-500铸造碳钢碳的质量分数为0.31%～0.40%碳当量约为0.45%，因此这类钢的焊接性尚可但焊接时热影响区仍有可能产生硬脆的马氏体组织，有产生裂纹的倾向，所以焊接这类钢时应采取一定的工艺措施1、焊接材料的选用焊条电弧焊时，当要求焊缝与母材等强度时，可选用E5016（J506）或E5015（J507）焊条焊接；当不要求焊缝与母材等强度时，可选用E4316（J426）、E4315（J427）、E4303（J422）、E4310（J423）等焊条焊接。
埋弧焊时，焊剂可选用HJ430、HJ431；焊丝可选用H08MnA、H10Mn2等电渣焊时，焊剂可选用HJ430、HJ431、HJ360；焊丝可选用H10Mn2、H08Mn2Si、H08Mn2SiA等2、 预热温度和层间温度焊接35钢和ZG270-500铸造钢时，通常焊件的预热温度和层间温度为150℃左右，当焊件刚性比较大时，预热温度和层间温度应提高到200～250℃局部预热的加热范围为坡口两侧150～200mm3、 焊后热处理对于大厚度焊件，大刚性结构件和工作条件为动载荷或冲击载荷的焊件，焊后宜立即进行消除应力回火处理，回火温度一般为600～650℃对于一般厚度的焊件可采用后热，以使扩散氢逸出后热温度一般为200～350℃，保温时间为2～6h，视焊件厚度而定二）45钢与ZG310-570铸造碳钢45钢碳的质量分数为0.42%～0.5%，ZG310-570铸钢碳的质量分数为0.41%～0.50%碳当量约为0.56%，淬硬倾向比较大，容易产生裂纹，焊接性比较差1、焊接材料的选用焊条电弧焊时，尽量选用低氢型焊条，当要求焊缝与母材等强度时，可选用E5516-G（J556）、E5515-G（J557）焊条；当不要求焊缝与母材等强度时，可选用E4316（J426）、E4315（J427）、E5016（J506）、E5015（J507）、E4303（J422）、E4301（J423）等焊条。
埋弧焊时，焊剂可选用HJ350或SJ101，焊丝可选用H08MnMoA2、焊接参数的选择焊接45钢和ZG310-570铸造碳钢，应选用较小的焊接电流，以降低焊缝的熔合比，减少母材中碳向焊缝中过渡的数量3、 预热温度和层间温度焊接这类钢，焊前最好采取整体预热，预热温度为200℃以上对于T形接头，由于比平对接头散热方向多，会导致焊接接头冷却加快，增加产生冷裂纹倾向，预热温度应适当提高，预热温度为250～400℃，视焊件厚度而定层间温度不应低于预热温度4、焊后热处理焊件焊后应立即进行消除应力回火处理，回火温度为600～650℃。
