奥氏体不锈钢及Q235钢焊接工艺要点与焊接性分析 焊接专业毕业设计 毕业论文.docx

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奥氏体不锈钢及Q235钢焊接工艺要点与焊接性分析焊接专业毕业设计毕业论文

摘要

通过半年的工厂实习，我学到了很多知识，将理论与实践结合，本文主要写了异种钢的焊接，以及机械工件的制作，其在焊接与制作过程中发现其所需知识与在校所学课程相符，例如，制定焊接工艺，焊后检验，焊接变形的矫正，合理选用焊接工装夹具，和焊接注意问题及解决办法。

运用所学知识解决遇到的问题。

关键词：

焊接工艺焊后检验焊接变形

绪论

古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上，使用的热源都是炉火，温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接，只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。

随着焊接技术越来越发展，推广的领域越来越广，从平焊到各种位置焊接，从陆地焊接到水下焊接，从单一金属到异种金属焊接，工件越来越复杂难度越来越大。

在近代的金属加工中，焊接比铸造、锻压工艺发展较晚，但发展速度很快。

焊接结构的重量约占钢材产量的45%，铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。

现代的科技发展提高了焊接机械化和自动化水平，如焊机实现程序控制、数字控制、研制从准备工序焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机，在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人，可以提高焊接生产水平，改善焊接卫生安全条件。

但是由于施焊空间及一些特殊因素造成的不便，导致不能运用自动化焊接，而应用操作简便灵活的焊条电弧焊，下文介绍了采用焊条电弧焊焊接奥氏体不锈钢与非合金钢中的Q235。

第一章奥氏体不锈钢及Q235钢简介

我在实习时主要就是把工件组装与焊接，在一些工件组装与焊接过程中其里面利用的技术基本上完全来自于我们所学的课程《焊接结构生产》。

它门的焊接母材为奥氏体不锈钢中的1Cr18Ni9与非合金钢中的Q235。

因为1Cr18Ni9是属于奥氏体不锈钢简称18-8钢，而Q235属于低碳钢，它们的组织不同所以在焊接上存在一定的难度，所以下面以18-8钢和Q235为例介绍一下它们的焊接。

1.1奥氏体不锈钢及其物理性质简介

所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。

不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。

可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。

如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀。

耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。

又称不锈耐酸钢。

奥氏体系不锈钢各元素含量　碳C：

≤0.12硅Si：

≤1.00锰Mn：

≤2.00硫S：

≤0.030磷P：

≤0.035铬Cr：

17.00～19.00镍Ni：

8.00～11.00钛Ti：

5（C％-0.02）～0.80[1]

机械性能抗拉强度σb（MN/m2）>=550、屈服强度σs（MN/m2）>=200　　伸长率δ5（%）〉=40、收缩率ψ（%）〉=55

硬度：

≤187HB;≤90HRB;≤200HV而奥氏体不锈钢的线膨胀系数比低碳钢大将近50％，而热导率仅为低碳钢的1/3左右；

奥氏体不锈钢铁素体不锈钢双相不锈钢

图1-1几种不锈钢的显微组织

18-8钢在0Cr18Ni9基础上加入Ti、Nb等稳定碳化物元素，抗晶间腐蚀的能力提高；

18-8型不锈钢按其化学成分中的碳的含量不同，可分为三个等级：

一般含碳量（wc≤0.15%）、低碳级（wc≤0.08%）和超低碳级（wc≤0.03%）。

1.2低碳钢物理性质及其特点

低碳钢是含碳<0.25%,硬度60HBW-90HBW,其含碳质量分数低，硅锰含量又较少，因此在通常情况下不会因焊接引起严重的硬化组织和产生淬火组织，其强度不高（一般在500MP以下），塑性和冲击韧度优良。

其主要用于特殊板材和型材、薄板、带材、焊丝结构用型材、板材和棒材。

焊接时具有以下特点；

（1）可装配成各种接头形式，适应各种不同位置的焊接，且焊接工艺和技术简单，容易掌握。

（2）塑性好焊接接头产生裂纹的倾向小，适合制造各种大型结构和受压容器。

（3）不需要使用特殊和复杂的工艺设备，对焊接电源和焊接材料没有特殊要求，交直流焊机、酸碱性焊条和焊剂都可以使用。

（4）如果焊接时热输入过大，例如焊条直径或焊接电流选择不当，埋弧焊电流或焊接速度不当，也可能因热影响区的晶粒长大而引起塑性降低。

1.3奥氏体不锈钢及其焊接性

焊接性是指金属材料在一定的焊接工艺条件下（焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数和结构形式等），获得优质焊接接头的难易程度。

它包括两方面的内容，一是结合性能，即在一定焊接工艺条件下，焊接接头产生焊接缺陷的敏感性；二是使用性能，即在一定焊接工艺条件下，焊接接头对使用要求的适应性。

影响金属焊接性的因素很多，主要有材料（化学成分、组织状态、力学性能等）、设计（结构型式）、工艺（焊接方法、焊接规范等）及工作条件（工作温度、负荷条件、工作环境等）等4个方面。

化学成分是影响金属材料焊接性的主要因素。

生产中，常根据钢材的化学成分来评定其焊接性。

由于钢中含碳量对其焊接性的影响最为明显，通常把钢中合金元素含量对其焊接性的影响，按其作用换算成碳元素的相当含量，即用碳当量（CE）法评价金属材料的焊接性。

1.4低碳钢及其焊接性

因为其含碳量还不足25%且合金元素含量又较少，焊接接头的塑性和冲击韧度也很好，焊接时一般不需预热、控制道间温度及后热，焊后也不必采取热处理来改善组织，可以说在整个焊接过程中不需要特殊的工艺措施，其焊接性优良。

分析低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接性。

1.5不锈钢焊接的防范措施

控制焊接电流：

不锈钢的焊接规范要小于低碳钢，电流量约为低碳钢的80%。

加快焊接速度：

尽可能使用较快的焊接速度，目的是减少热影响区宽度，缩短焊缝在敏化温度区间的停留时间，使焊缝处于一次稳定状态，以及细化焊缝组织。

合理选择焊接材料：

焊接时要选择合适的焊接材料、保护气氛。

焊丝的化学成分对焊缝部位的耐蚀性有重要影响，焊条应具有与母材相似的化学成分，这样可以使焊缝金属与母材具有相似的化学成分，一般被认为可以实现最佳的耐腐蚀性。

第二章18-8钢及Q235焊接时容易遇到的问题

18-8钢在广义上来说属于奥氏体不锈钢，它在焊接时容易遇到如下问题，例如：

焊接接头晶间腐蚀、焊接接头热裂纹、应力腐蚀开裂、奥氏体焊缝的脆化、较大的焊接变形。

图2-1奥氏体不锈钢焊接接头可能发生晶间腐蚀的部位

a—焊缝区b—HAZ敏化区c—熔合区

2.1晶间腐蚀

晶间腐蚀在焊缝区，熔合区，热影响区均有可能出现；通常用贫铬理论来解释。

即当奥氏体不锈钢加热至450～850℃的敏化温度区时，钢中的碳向奥氏体组织扩散沿晶界沉淀析出Cr23C6，致使晶界边界层含Cr量低于12％，大大降低了不锈钢的耐腐蚀性和焊缝强度。

如图2-2所示

晶间腐蚀的危害

受腐蚀部位无尺寸上的变化，甚至仍旧保持金属泽，不易察觉受到应力作用时会沿晶界断裂，强度几乎完全消失是一种最危险的破坏形式。

晶间腐蚀的防止措施

采用低碳焊条、降低焊接电流、加快焊接速度。

2．2焊接热裂纹

焊接热裂纹：

焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区时所产生的裂纹。

最常见的是焊缝凝固裂纹，奥氏体不锈钢导热系数小，而线膨胀系数大，焊接过程中易于产生拉应力,奥氏体不锈钢在结晶时晶粒间存在很薄的液相层，塑性很低。

裂纹的防治措施

采用含S,P量少的焊丝、焊缝冷却速度不可过快、采用小电流快速焊、收弧时填满弧坑。

2.3应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力时所产生的延迟开裂现象。

应力腐蚀开裂的防止措施

采用合理的焊接顺序，避免产生较大的焊接拉应力避免焊缝与腐蚀介质接触避免焊缝产生咬边等点蚀缺陷

2.4焊缝脆化

焊缝脆化：

焊缝接头在工作时，其韧性和塑性没有达到要求，导致发生脆断的现象。

低温状态下尤为明显。

焊缝脆化产生的原因：

焊接时过大残余应力，使得奥氏体焊缝产生“自生硬化”现象，降低了焊缝的塑性和韧性；

焊缝脆化的防治

焊缝中铁素体的存在，采用限制热输入的办法，可以有效防止焊缝脆化。

2.5焊接变形的防止方法

奥氏体不锈钢的焊接变形较大特别是环缝的焊接变形较难控制。

（1）从工艺角度采取措施

以较小的焊接规范（一般是碳钢的90％左右）施焊，多道多层焊，严格控制层间温度，使变形倾向减小；采用分段焊，使局部变形倾向减小以及尽量合理的布局焊缝，能布置对称的尽量对称布置，从而也降低应力集中，减少变形的发生。

（2）用焊接夹具控制变形

纵缝的焊接变形可用卷板机来校正，环缝的收缩变形

总之为减少焊接引起的变形，都是采用专用夹具，以机械约束力减小变形倾向，选用较小的焊接电流，并多层多道焊，分段焊，减小局部变形倾向。

奥氏体不锈钢含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钳、钦、氮等元素。

综合性能好，可耐多种介质腐蚀，是应用最广泛的不锈钢，以高Cr-Ni型最为普遍。

2.6Q235钢焊接时容易遇到的问题

Q235属于非合金钢低碳钢，它的焊接一般不需要特殊的工艺措施，但在工件厚度较大或环境温度较低（T≤0℃）时，会因冷速加快而导致接头裂纹倾向增加，例如在焊接直径Φ≥3000mm且壁厚δ≥50mm的结构、焊接壁厚δ≥90mm的第一层焊道、受压容器壁厚δ≥20mm时的焊缝有可能产生裂纹。

因此焊接时应采取如下工艺措施：

（1）焊前预热，焊接时保持道间温度。

（2）采用低氢或超低氢型焊接材料。

（3）连续施焊整条焊缝，避免中断。

（4）在坡口内引弧，避免擦伤母材，注意熄弧时填满弧坑。

（5）不在低温下进行成形、矫正和装配。

（6）尽可能改善严寒的劳动条件。

上述措施可单独使用有时需要综合使用。

第三章奥氏体不锈钢的焊接特点

3.1焊接热裂纹

奥氏体不锈钢由于其热传导率小，线膨胀系数大，因此在焊接过程中，焊接接头部位的高温停留时间较长，焊缝易形成粗大的柱状晶组织，在凝固结晶过程中，若硫、磷、锡、锑、妮等杂质元素含量较高，就会在晶间形成低熔点共品，在焊接接头承受较高的拉应力时，就易在焊缝中形成凝固裂纹，在热影响区形成液化裂纹，这都属于焊接热裂纹。

防止热裂纹最有效的途径是降低钢及焊材中易产生低熔点共品的杂质元素和使铬镍奥氏体不锈钢中含有4%一12%的铁素体组织。

3.2晶间腐蚀

在晶间上析出碳化铬，造成品界贫铬是产生晶间腐蚀的主要原因。

为此，选择超低碳焊材或含有铌、钦等稳定化元素的焊材是防止品间腐蚀的主要措施。

3.3应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂通常表现为脆性破坏，目发生破坏的过程时间短，因此危害严重。

造成奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的卞要原因是焊接残余应力。

焊接接头的组织变化或应力集中的存在，局部腐蚀介质浓缩也是影响应力腐蚀开裂的原因。

晶间腐蚀焊缝脆化应力腐蚀开裂

3-1奥氏体不锈钢焊缝缺陷处的金相组织

3.4焊接接头的σ相脆化

σ相是一种脆硬的金属间化合物，主要析集于柱状晶的晶界。

γ相和δ相都可发生σ相转变。

比如对于Cr25Ni20型焊缝在800℃~900℃加热时，就会发生强烈的γ→δ转变。

对于铬镍型奥氏体不锈钢，特别是铬镍钼型不锈钢，易发生δ→σ相转变，这主要是由于铬、钼元素具有明显的σ化作用，当焊缝中δ铁素体含量超过12％时，δ→σ的转变非常显著，造成焊缝金属的明显的脆化，这也就是为什么热壁加氢反应器内壁堆焊层将δ铁素体含量控制在3％~10％的原因。

图3-2δ相含量对焊接热烈倾向的影响图3-3δ相在奥氏体基体上的分布

a）单相γb）γ+δ

第四章奥氏体不锈钢与Q235焊材选用

4.1奥氏体不锈钢的选材

奥氏体不锈钢焊材的选择原则是在无裂纹的前提下，保证焊缝金属的耐蚀性能及力学性能与母材基本相当，或高于母材，一般要求其合金成分大致与母材成分匹配。

对于耐蚀的奥氏体不锈钢，一般希望含一定量的铁素体，这样既能保证良好的抗裂性能，又能有很好的抗腐蚀性能。

对耐热用奥氏体钢，应考虑对焊缝金属内铁素体含量的控制。

对于长期在高温运行的奥氏体钢焊件，焊缝金属内铁素体含量不应超过5％。

综上可知奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，常用的熔焊方法都能进行焊接。

但是由于电渣焊热过程的特点，会使接头的耐晶间腐蚀能力降低，并且在熔合线附近易产生严重的刀状腐蚀，因此极少应用。

气体保护CO2焊由于CO2气体的强烈氧化性，使合金元素烧损严重，并且还会造成增碳，形成脺硬的马氏体组织。

所以也没有得到推广应用，目前实用的焊接方法是手弧焊、埋弧焊和氩弧焊。

4.2奥氏体不锈钢焊接要点

总的来说，奥氏体不锈钢具有优良的焊接性。

几乎所有的熔化焊接方法均可用于焊接奥氏体不锈钢，奥氏体不锈钢的热物理性能和组织特点决定了其焊接工艺要点。

（1）由于奥氏体不锈钢导热系数小而热膨胀系数大，焊接时易于产生较大的变形和焊接应力，因此应尽可能选用焊接能量集中的焊接方法。

（2）由于奥氏体不锈钢导热系数小，在同样的电流下，可比低合金钢得到较大的熔深。

同时又由于其电阻率大，在焊条电弧焊时，为了避免焊条发红，与同直径的碳钢或低合金钢焊条相比，焊接电流较小。

（3）焊接规范。

一般不采用大线能量进行焊接。

焊条电弧焊时，宜采用小直径焊条，快速多道焊，对于要求高的焊缝，甚至采用浇冷水的方法以加速冷却，对于纯奥氏体不锈钢及超级奥氏体不锈钢，由于热裂纹敏感性大，更应严格控制焊接线能量，防止焊缝晶粒严重长大与焊接热裂纹的发生。

（4）为提高焊缝的抗热裂性能和耐蚀性能，焊接时，要特别注意焊接区的清洁，避免有害元素渗入焊缝。

（5）奥氏体不锈钢焊接时一般不需要预热。

为了防止晶粒长大及碳化物的析出，以及保证焊接接头的塑、韧性和耐蚀姓，应控制较低的层间温度，一般不超过150℃。

4.3Q235的选材

选择焊接材料应遵循等强匹配的原则，也就是根据母材强度等级及工作条件来选择焊接材料。

低碳钢结构通常使用抗拉强度平均值为420MPa的钢材。

第五章低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接性分析

当两种成分、组织性能不同的金属通过焊接而形成连续的焊接接头时，接头部位实质上是成分与组织变化的过渡区，集中了各种矛盾，具体表现如下；

5.1焊缝金属化学成分的稀释

低碳钢与奥氏体不锈钢焊接时，焊缝金属平均成分是由两种不同类型的母材和填充金属混合组成，由于珠光体钢中不含或只含有少量的合金元素，如低碳钢融入焊缝金属的比例增大，则会冲淡焊缝金属的合金浓度，从而改变焊缝金属的化学成分和组织状态，这种现象称为母材对焊缝金属的稀释作用。

稀释程度取决于母材金属在焊缝金属中所占的质量比，低碳钢与奥氏体不锈钢的焊缝，希望母材在焊缝金属中所占的比例要小即融合比要小，且稳定，影响融合比的因素很多如焊缝形状、焊接方法、焊接电流、电弧电压。

例如在Q235钢与1Cr18Ni9钢的焊缝金属中如由于母材对焊缝金属的过分稀释，可使焊缝中奥氏体形成元素不足，结果在焊缝中出现马氏体组织，使焊接接头脆性增大导致焊接接头形成裂纹通过图5-1舍弗勒组织图来分析奥氏体不锈钢填充材料焊接Q235与1Cr18Ni9焊缝金属的金相组织以及熔合比变化所带来的影响。

首先将钢中的合金元素折算成铬当量和镍当量再在图5-1中找出相应的点，即可知道焊缝的正常冷却组织中的相组成。

A-奥氏体

M-马氏体

F-铁素体

图5-1不锈钢舍弗勒组织图

1Cr18Ni9钢与Q235钢未焊前铬当量和镍当量的计算见表5-1分别为图5-1中的a、b

两点，如果采用钨极氩弧焊不加填充材料，假定这两种金属融入焊道中的比例各为一半，其融合比为50%则在图5-1中会找出对应的f点。

f点所处焊缝位置为马氏体组织。

马氏体组织是一个硬而脆的组织，容易使焊缝产生裂纹。

表5-1Q235钢和1Cr18Ni9钢的铬、镍当量

钢号

化学成份（质量分数，%）

铬当量

（%）

镍当量

（%）

上图中位置

C

Mn

Si

Cr

Ni

Q235

0.18

0.44

0.35

-

-

0.53

5.62

b

1Cr18Ni9

0.07

1.36

0.66

17.8

9.65

18.79

11.42

a

表5-2焊缝熔敷金属的铬、镍当量

焊条

化学成份（质量分数，%）

铬当量

（%）

镍当量

（%）

上图中位置

型号

牌号

C

Mn

Si

Cr

Ni

E308-16

A102

0.07

1.22

0.46

19.2

8.5

19.87

11.15

c

E309-15

A307

0.11

1.32

0.48

24.8

12.8

25.52

16.76

d

E310-15

A407

0.18

1.4

0.54

26.2

18.8

27.01

24.9

e

对焊接1Cr18Ni9钢和Q235钢常用的几种焊条的熔敷金属进行铬当量和镍当量的计算，计算结果见表5-2，首先选用不锈钢焊条A102做为填充金属，其铬、镍当量对应如图5-1中的c点。

此焊条焊接这两种材料时假定这两种材料融入焊缝中的数量相同，即两种材料混合熔化后铬和镍当量仍为原来的f点，则当母材金属的融合比发生变化时，焊缝金属中铬和镍当量的质量分数将沿fc线段各点移动而变化。

当母材金属融合比为40%时，即两种母材金属的熔合比为30%时，焊缝的铬和镍当量的质量分数相当于n点，从图5-1上可以看出，g，n两点的焊缝组织为奥氏体+马氏体，焊头接头仍有形成裂纹的可能。

在完全相同的条件下，若改变焊条熔敷金属成分，用E309-15（A307）焊条进行焊接，则焊条熔敷金属铬和镍当量为图5-1中的d点。

如果母材金属熔合比为40%，焊缝的铬和镍当量相当于图5-1中i点，此时焊缝金属中含有体积分数为5%的铁素体组织，对抗裂性和耐蚀性均有利。

若采用E301-15（A407）焊条焊接，则焊条熔敷金属铬和镍当量为图5-1中e点，如果母材熔合比仍为30%-40%。

即焊缝为于图5-1中fe线段中k、l两点，焊缝金属为单相奥氏体组织，也易使焊接接头产生裂纹。

从上述分析可知，焊接1Cr18Ni9钢和Q235钢时，若不加填充金属或用E308-16（A102）焊条焊接时，焊缝金属不可避免地要出现硬而脆的马氏体组织，导致焊缝产生裂纹。

用E309-15（A307）焊条焊接时，母材金属的熔合比要控制在30%以下，才能获得金属成分和为理想的奥氏体+铁素体双组织。

综上说述，由于珠光体钢的稀释作用，焊接金属成分和组织会发生较大变化。

但通过焊接方法和焊接材料以及母材金属熔合比的控制，可以在相当宽的范围内调整焊接金属的成分组织。

5.2凝固过渡层的形成

在焊缝金属熔池边缘，金属在液态持续时间最短，温度也较熔池中部低，液体金属流动性较差，最先结晶形成固态。

由于珠光体钢与奥氏体不锈钢化学成分相差悬殊，在珠光体钢一侧熔池边缘，熔化的母材金属和填充金属不能充分地混合，在此侧的焊缝金属中珠光体钢所占比例较大，且越靠近熔合线稀释程度就越大；而在焊缝金属熔池的中心，其稀释程度就小。

在珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时，在珠光体钢一侧熔合线的焊缝金属存在一个成分梯度很大的过渡层，宽约为0.2～0.6mm。

这种成分上的过渡变化区是因熔池凝固特性而造成的，故称为凝固过渡层，实际上是高硬度的马氏体脆性层。

5.3碳迁移过渡层的形成

碳从珠光体母材通过熔合区向焊缝扩散，从而在靠近熔合区的珠光体母材上形成了一个软化的脱碳层，而在奥氏体不锈钢焊缝中形成了硬度较高的增碳层。

过渡层的形成，造成脱碳层与增碳层硬度的明显差别。

在长时间高温下工作时，由于对变形阻力的不同，将产生应力集中，使接头的高温持久强度和塑性下降，可能导致沿熔合区断裂。

碳的迁移是形成过渡层的主要原因。

碳的扩散取决于本身扩散能力，还与接头的成分、组织和状态有关。

具体条件如下：

（1）焊接过程中熔合区两侧分别为固体和液体，此时碳将由溶解度较低的母材向溶解度较大的熔池过渡。

（2）焊缝凝固后熔合区两侧分别为奥氏体相和铁素体相，碳将由溶解度低而扩散系数高的铁素体相的母材向溶解度高的奥氏体相焊缝中扩散。

（3）焊缝与母材中碳化物形成元素的种类与数量不同，在珠光体母材与奥氏体焊缝熔合时，焊缝中有较多的比铁更强的碳化物形成元素，促使熔合区附近母材中的渗碳体分解，析出的碳原子越过熔合区扩散到焊缝中，并在熔合区附近形成稳定的碳化物。

碳化物形成元素的差别是珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时形成碳迁移过渡层的主要原因。

5.4残余应力的形成

异种钢焊接接头，由于两种钢的线膨胀系数相差很大，不仅焊接时会产生较大的残余应力，而且在交变温度下工作，必然会产生交变热应力，从而有可能发生疲劳破坏。

在焊态时，奥氏体焊缝承受拉应力，珠光体母材承受压应力；焊后热处理，并未消除残余应力，而只是使焊接残余应力重新分布。

第六章低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接工艺要点

6.1焊接方法

这类异种钢焊接时应注意选用熔合比小，稀释率低的焊接方法如焊条电弧焊、钨极氩弧焊熔化极气体保护焊，埋弧焊要限制热输入，控制融合比，不过由于埋弧焊搅拌作用强烈，高温停留时间长，形成的过渡层较为均匀。

6.2焊接材料

焊接材料选择时必须考虑接头的使用要求、稀释作用、碳的迁移、残余应力及抗裂性等一系列问题。

6.3焊接工艺要点

（1）为了减少融合比，应尽量选用小直径的焊条和焊丝，并选用小电流、大电压和高焊速进行焊接。

（2）如果低碳钢有脺硬倾向，应适当预热，其预热温度应比低碳钢同种材料焊接时略低一些。

（3）对于较厚的焊接，为了防止因应力过高而在熔合区出现开裂现象，可以在低碳钢的坡口表面堆焊过渡层，过渡层中应含有较多的强碳化物形成元素，具有较小的脺硬倾向，也可用高镍奥氏体不锈钢焊条来堆焊过渡层，过渡层厚度一般为6-9mm。

图6-1低碳钢坡口表面堆焊的过渡层

（4）低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接接头，焊后一般不进行热处理。

第七章实例分析

例如我在车间实习时做过这样一个工件如图7-1，该工件焊接如果按正常的焊接方法进行连续焊接的话，在焊后会出现很大的焊接变形，变形后导致数据与图纸规定不符合要求。

但是如果采取合适的焊接方法，焊后变形会比上述连续焊产生的变形小的多。

此种方法就是先将法兰与下部分点固结实，在反面焊缝处采用断续焊缝进行焊接，待焊得一层厚焊接另一面，坡口焊满后，将坡口里除断续焊接处也全部焊满。

图7-1

7.1工件的下料以及组装

该工件组成由1Cr18Ni9钢板卷制而成，其下料方法为等离子弧切割下料，法兰为手工下料其材质为Q235，其利用氧乙炔火焰切割，为保证圆的精度，采用辅助工具割规对钢板进行割圆。

在1Cr18Ni9钢板卷制过程中，首先按照图纸计算1Cr18Ni9钢板展开长度，具体算法如下：

（1）按照图纸计算1Cr18Ni9钢板展开长度，假设其展开后长度为L

（2）计算1Cr18Ni9钢板卷之后圆的周长，半径为r+A，则A取1Cr18Ni9钢板中性层厚度，具体计算如下，A=（R-r）/2,因为钢板在卷制后，发生了严重的变形，如果按内径算即r，则会造成把实际料计算过短，如果按外径算即R，则会造成实际料计算过长，所以A取钢板中性层长度。

则L=兀（r+A）*2

（3）不锈钢板卷制好后采用焊条电弧焊把封口点固好，利用挡铁定位原理将法兰放在圆上在用焊条电弧焊进行点固好。

7.2焊接工艺的制定

1、焊前准备

（1）下料方法的选择1Cr18Ni9钢板采用机械切割、等离子弧切割及碳弧气刨等，Q235采用机械切及氧乙炔火焰切割。

（2）坡口的制备适当减小V形坡口角度。

当板厚大于10mm时，应尽量选用焊缝截面