對幾種金屬材料焊接探討

白濤　劉磊

【摘 要】金屬材料通常都有焊接性，即可焊性，其在特殊的焊接技術之上，可以獲得優質焊接接頭的難度大小，或者金屬材料是否能夠焊接加工。焊接結構的很多方面決定著金屬材料能否焊接。筆者就幾種金屬材料的幾種焊接進行全面且詳細的論述，希望能夠給實際工作中的焊接技術提供經驗。

【關鍵詞】金屬材料；焊接性；焊接技術

由于焊接技術的千差萬別，所以對于不同的金屬材料，所使用的焊接方法也會不盡相同。以下探討幾種不同的金屬材料的焊接。

1 鑄鐵類焊接技術

鑄鐵類金屬以其含碳量大、可塑性差等缺點，所以在焊接方面很差。焊接工作完成后極易呈現出氣孔、裂紋和白口結構。因此鑄鐵類金屬很少作為焊接材料出現在生產中。鑄鐵類金屬一般用作局部損傷的鑄鐵件和因其鑄造誤差出現焊補的情況。焊條電弧焊和氣焊是焊補鑄鐵做常用的辦法。焊補鑄件的方法通常有以下幾種：①冷焊法：即未焊接時就對鑄鐵實行不高于400攝氏度的預熱抑或不進行預熱，由于鑄鐵金屬材料極易出現裂縫與白口結構，所以務必改變它的焊縫化學成分。要想降低熔深，就要選擇窄焊縫、短電弧及相對小的電流，并且要控制焊接長度，在焊接之后輕擊焊縫，以便能使焊接應力降低，從而能夠減少開裂。②熱焊法：這種方法就是在未焊接時就對鑄鐵實行不低于60攝氏度至700攝氏度的局部和全部預熱工作，并且一定要穩定溫度在全部的焊接過程，焊接完成后再慢慢變冷。這種焊接的方法可以使大面積保持高溫，并逐漸冷卻，盡量不呈現裂紋以及白口結構。這種焊接法只適合焊接之后要加工抑或小型的比較關鍵與復雜的鑄件。

2 碳鋼類焊接技術

碳素鋼的碳元素的總含量其可焊性起關鍵作用，低碳鋼中的合金元素和碳元素如果含量少，那么這種鋼就具備很強的可塑性和很低強度，就有很好的可焊性，一般情況下全部的工藝辦法東可以應用在其焊接操作上，而且普通的工藝方法就可以取得良好的焊接接頭。通常不用在焊接前對低碳鋼加熱，只有在材料構造具備很強剛性抑或周邊環境出現高溫天氣時才需要對其加熱。沸騰鋼里面包括很多磷、硫等礦物質，并且缺少勻稱的分布，所以我們在對沸騰鋼焊接時非常容易導致裂紋出現；焊接較厚板時極易出現層狀的撕裂。因此，鎮靜鋼焊接一般使用在關鍵的構造。對于中碳鋼的焊接，由于它含有0.25%到0.45%的碳，相對于低碳鋼，它確實強度大，并且容易出現淬硬的情況，不容易焊接。所以焊接的標準要嚴格制定，并且要降低焊接后溫度，假如有特殊情況出現，還要在焊接之前對其進行預熱，確保其加熱溫度低于250攝氏度，高于150攝氏度。另外其構造比較厚，所以還要保持更高的預熱溫度。由于高碳鋼的含碳量高，所以在焊接時比較容易發生淬硬現象，其焊接的殘余抑或是焊接應力會導致裂紋出現，因此其和焊性比較差。一般情況下焊接構造不選擇高碳鋼材料。這種碳鋼的焊接一般只適合對局部損壞器件的修修補補。若遇到特殊情況，還要使得預熱溫度更高，憑借細小的電流慢慢來焊接，另外還要減緩同焊接之后的冷卻速度。

3 不銹鋼類的焊接技術

依據空氣冷卻之后室內溫度的不同可以把不銹鋼分成以下幾種類型，比如奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼以及馬氏體不銹鋼等等，在生產中使用做普遍的就是奧氏體不銹鋼。在制造焊接構造時，18-8型號的奧氏體不銹鋼是應用最普遍的，雖然它包含大量的Ni與Cr。不過其含有很低的碳，能夠取得很好的可焊性，一般使用普通的工藝方法就能夠完成焊接操作。平時，在焊接過程里一般選用鎢極氬弧焊、等離子弧焊、焊條電弧焊以及埋弧焊。這種情況一定要選擇與母材成分以及焊縫金屬相同的焊劑、焊絲以及焊條。一般在焊接時，可以選擇速度較快的固定焊，大致焊接完成之后，再努力提升冷卻的速度，最后焊接和腐蝕物質互相接觸的表面。在焊接鐵素體不銹鋼的時候，熱影響區內存在的鐵素體顆粒容易經過過高溫度逐漸變得粗糙化，然后在較短時間內降低焊接接頭的韌性以及可塑性，嚴重的時候可能斷裂。因此，在焊接之前必須保持不高于150℃的預熱溫度，并且選擇快速焊以及較小的電流等等，以便能夠盡力避免晶粒粗化的現象出現。在焊接馬氏體不銹鋼的時候，當空氣逐漸冷卻的時候，焊縫可以變成馬氏體組織，在焊接之后非常容易發生淬硬，產生冷裂紋。含碳量越大，出現冷裂紋以及淬硬的概率就會越大，情況也就更加嚴重。因此，在焊接以前一定溫度在高于200℃同時低于400℃的預熱溫度，在進行焊接之后再進行熱處理。如果熱處理抑或預熱操作沒有辦法實施，在這種情況之下就要選擇奧氏體類型的不銹鋼焊條。焊條電弧焊以及氬弧焊是一般狀況下焊接馬氏體不銹鋼以及鐵素體不銹鋼最適合的辦法。

4 低合金結構鋼類的焊接技術

由于低碳鋼的含碳量最多為0.25%，這種鋼的可塑性好，通常不會出現淬硬現象，可焊性很強。強度級別和其化學成分直接決定著低合金構造鋼的可焊性。假如低合金鋼含有很少的合金元素和含碳量，那這種鋼就具備良好的可焊性。假如這種鋼含有更多的合金元素，更高的強度，那這種鋼其的焊性反而會很差。使用率最高的強度角度的低合金構造鋼的焊接標準與低碳鋼的焊接標準相似。在含碳量增加之后，其在焊接的時候就極易產生淬硬組織與裂紋的現象，并且鋼的強度越大，它就越容易產生冷裂。因此，在進行焊接之前一定要先進行預熱。CO2保護焊、埋弧焊以及焊條電弧焊等等都適合于低合金構造鋼在普通情況下的焊接方法。電渣焊可以應用在厚板工件的焊接，例如厚壁壓力容器等等。對于需要全焊透類型的管狀工件的打底焊，我們可以選擇鎢極電弧焊的方法。

5 結束語

金屬材料的可焊性，就是在焊接金屬材料的時候，能夠展現出來的金屬材料的化學與物理特性的結合，并且焊接工藝的水平高低直接決定金屬材料的焊接性。在實際的焊接過程中，我們需要就具體的金屬材料做出詳細的分析，選擇最合理的焊接方法去焊接各種不同類型的金屬材料，例如鑄鐵、不銹鋼、高碳鋼、低碳鋼等等金屬材料，以便能夠確保獲得的焊接件具有較高的質量水平。

【參考文獻】

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[責任編輯：王楠]