热轧及正火钢的焊接工艺

出处：按学科分类—工业技术河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第463页（2727字）

热轧及正火钢焊接对焊接方法的选择无特殊要求，手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊、电渣焊、压焊等焊接方法都可以采用。可根据产品的结构、板厚、使用性能要求及生产条件等选择，其中，手工电弧焊、埋弧自动焊、CO₂气体保护焊是热轧及正火钢常用的焊接方法。

(一)焊接工艺要点

1．坡口加工、装配及定位焊

坡口加工可采用机械加工，其加工精度较高，也可采用火焰切割或碳弧气刨。对强度级别较高、厚度较大的钢材，经过火焰切割和碳弧气刨的坡口应用砂轮仔细打磨。在坡口两侧约50mm范围内，应严格去除水、油、锈及脏物等。

焊接件的装配间隙不能过大，避免强力装配定位。为防止定位焊焊缝开裂，要求定位焊焊缝应有足够的长度(一般不小于50mm)，对厚度较薄的板材不小于4倍板厚。定位点固焊应选用与焊接同类型的焊接材料，也可选用强度等级稍低的焊条或焊丝。定位焊的顺序应能防止过大的拘束、允许工件有适当的变形，焊点或点固焊缝应对称均匀分布。定位焊所用的焊接电流可稍大于焊接时的焊接电流。

2．焊接材料

热轧及正火钢焊接一般是根据其强度级别选择焊接材料，手工电弧焊和自动焊用的焊接材料见表2－3－4和表2－3－5。根据热轧及正火钢的强度级别，所用焊接材料的烘干温度和保温时间见表2－3－6。

表2－3－4 热轧及正火钢焊接用焊条^{［1，3，4］}

表2－3－5 热轧及正火钢自动焊用的焊接材料^{［1，3，4］}

表2－3－6 焊条、焊剂的烘干温度和保温时间

为保证焊接过程的低氢条件，焊丝应严格去油，必要时应对焊丝进行真空除氢处理。保护气体水分含量较多时要进行干燥处理。刚性较大的焊接结构件，对焊前不便预热，焊后不能进行热处理的部位，在不要求母材与焊缝金属等强度的条件下，可采用A307、A407等焊条焊接。

3．预热和焊后热处理

强度级别较高或厚度较大的结构件焊前应预热，焊后进行热处理。如焊后不能及时进行热处理，应立即在200～350℃保温2～6h，以便氢扩散逸出。为了消除焊接应力，焊后立即轻轻锤击焊缝金属表面，但这不适用于塑性较差的钢件。几种热轧及正火钢的预热和焊后热处理工艺参数见表2－3－7。

表2－3－7 几种热轧及正火钢的预热和焊后热处理工艺参数^［1］

强度级别较高或重要的焊接结构件，应用机械方法修整焊缝外形，使其平滑过渡到母材，减小应力集中。含有V、Ti或Nb的正火钢，在600℃左右停留时间较长，会使热影响区塑、韧性明显降低。应提高冷却速度，避免在此温度停留较长时间。

(二)焊接工艺参数

对碳当量(C_eq)小于0．40%的热轧及正火钢，不要求选择严格的焊接工艺参数。碳当量大于0．40%的钢种，随其碳当量和强度级别的提高，所适用的焊接工艺参数范围随之变窄，为减少热影响区的韧性下降，应选择较小的焊接线能量进行焊接。

焊接屈服强度440MPa以上的低合金钢或重要结构件，严禁在非焊接部位引弧。多层焊的第一道焊缝需用小直径的焊条及小线能量进行焊接，减小熔合比。

1．手工电弧焊

手工电弧焊适用于各种不规则形状、各种焊接位置的焊缝。手工电弧焊时主要根据焊件厚度、坡口形式、焊缝位置等选择焊接工艺参数。多层焊的第一层以及非平焊位置焊接时，焊条直径应小一些。在保证焊接质量的前提下，应尽可能采用大直径焊条和大电流焊接，以提高生产效率。热轧及正火钢手工电弧焊的工艺参数见表2－3－8。

表2－3－8 热轧及正火钢手工电弧焊的工艺参数^［3，5］

2．自动焊

热轧及正火钢常用的自动焊方法是埋弧自动焊、电渣焊、CO₂气体保护焊等。埋弧自动焊由于具有熔敷率高、大熔深以及机械化自动操作的优点，特别适于大型焊接结构的制造，广泛用于船舶、管道和要求长焊缝的结构制造，多用于平焊和平角焊位置。对于厚壁压力容器等大型厚板结构，电渣焊是常用的焊接方法，由于电渣焊焊缝及热影响区过热，晶粒粗化，焊后需要进行正火处理。窄间隙焊具有生产率高、焊接热输入小、热影响区窄等优点，更适于焊接性较差的低合金钢。

16Mn钢对接和角接埋弧焊的工艺参数见表2－3－9和表2－3－10。热轧及正火钢CO₂气体保护焊工艺参数见表2－3－11。

表2－3－9 16Mn钢对接埋弧焊工艺参数^［5］