1、65Mn與Q235焊接的焊縫講解 焊接方法的選擇 65Mn65Mn- -Q235Q235 異種鋼的焊接性很差， 對于一般能滿足使用性能的結(jié)構(gòu)很少采用該異種鋼結(jié)構(gòu)，因此其焊接生產(chǎn)量較少，并且大多是短焊縫，生產(chǎn)中多采用焊條電弧焊。 2 2 焊接材料的選擇 在 65Mn65Mn- -Q235Q235 異種鋼焊接構(gòu)件中，6565MnMn 鋼一般是滿足高硬度、耐磨的要求，其強度不作為設(shè)計基準，而是以 Q235Q235 鋼的強度為設(shè)計強度。因此，在選擇焊接材料時，應(yīng)以 Q Q235235 鋼為依據(jù)。 但是 65Mn65Mn 鋼容易因為擴散氫含量高而導致延遲裂紋，所以選擇焊接材料時還應(yīng)該選擇低氫型的。另外，

2、根據(jù)異種鋼焊接時，不同強度級別碳鋼的焊接材料選擇要點，一般要求焊縫金屬或接頭的強度不低于兩種被焊金屬的最低強度， 選用的焊條熔敷金屬的強度能保證焊縫及接頭的強度，不低于強度較低側(cè)母材的強度。 同時焊縫金屬的塑性和沖擊韌性，不低于強度較高而塑性較差一側(cè)母材的性能。因此，可按兩者之中強度級別較低的鋼材選用焊接材料，為了防止焊接裂紋，應(yīng)按強度級別較高，焊接性較差的鋼種確定焊接工藝。 根據(jù)以上要求，65Mn65Mn- -Q235Q235 異種鋼焊接選用 E431E4315 5 低氫鈉型焊條，并用直流反接施焊。焊條使用前應(yīng)按規(guī)定烘干 350cx2h350cx2h。由表 4 4- -1 1 可以看出選用

3、E4315E4315 型焊條能夠滿足工藝設(shè)計要求。 接頭形式及坡口設(shè)計 由前面分析，因為 65Mn65Mn、Q235Q235 兩種鋼的化學成分、物理性質(zhì)等方面有較大的差異，這就導致了焊接時有較大的內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，所以 65Mn65Mn- -Q235Q235 異種鋼焊接接頭的設(shè)計，應(yīng)盡量避開較大內(nèi)應(yīng)力的影響，選用對接接頭。 坡口尺寸的大小及形狀影響熔合比和焊接生產(chǎn)率，同時還應(yīng)考慮母材的厚度。可以參照表4 4- -2 2 進行確定。 焊接參數(shù)的選擇 4.4.1 1 焊條直徑 焊條直徑可根據(jù)焊件厚度、接頭型式、焊縫位置、焊道層次等因素進行選擇。焊件厚度越大，可選用的焊條直徑越大；T T 形接頭比對接接頭

4、的焊條直徑大，而立焊、仰焊及橫焊比平焊時所選用焊條直徑應(yīng)小些，一般立焊焊條最大直徑不超過 5mm,5mm,橫焊、仰焊不超過 4mm4mm；多層焊的第一層焊縫選用細焊條。焊條直徑與厚度的關(guān)系見表 4 4- -3 3o o 4.4.2 2 焊接電流 焊接電流是焊條電弧焊中最重要的一個工藝參數(shù)，它的大小直接影響焊接質(zhì)量及焊縫成形。當焊接電流過大時，焊縫溶深和余高增加，焊縫寬度減少，且有可能造成咬邊、燒穿等缺陷； 當焊接電流過小時，焊縫窄而高，熔池淺，熔合不良，會產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。選擇焊接電流大小時，要考慮焊條類型、焊 條直徑、焊件厚度以及接頭型式、焊縫位置、焊道層次等因素。其 a.a.焊條直徑

5、焊條直徑越大，焊接電流就越大，如表 4 4- -4 4 所示。 b.b.焊接位置 厚板或 T T 形接頭和搭接接頭以及施焊環(huán)境溫度低時，焊接電流應(yīng)大些；平焊位置焊接時，可選擇偏大些的焊接電流；橫焊和立焊時，焊接電流應(yīng)比平焊位置電流小 10%10%15%,15%,仰焊時，焊接電流應(yīng)比平焊位置電流小 10%10%20%;20%;角焊縫電流比平焊位置電流稍大 c.c.焊道層次 在多層焊或多層多道焊的打底焊道時，為了保證背面焊道質(zhì)量和便于操作，應(yīng)使用較小電流；焊填充焊道時，為了提高效率，可使用較大的焊接電流；蓋面焊時，為了防止出現(xiàn)焊接缺陷，中最主要焊條直徑、焊接位置和焊道層次 大因素。 應(yīng)選用稍小電流

6、。 d.d.當使用堿性焊條時，比酸性焊條的焊接電流減少 10%10%左右。 4.4.3 3 電弧電壓 電弧電壓主要影響焊縫寬度，電弧電壓越高，焊縫就越寬，焊縫厚度和余高減少，飛濺增加，焊縫成形不易控制。電弧電壓的大小主要取決于電弧長度，電弧長，電弧電壓就高；電弧短，電弧電壓就低。 焊接電弧有長弧與短弧之分，當電弧長度是焊條直徑的 0.0.5 5 1.1.0 0 倍時，稱為短?。划旊娀￠L度大于焊條直徑時，稱為長弧。一般在焊接過程中，希望電弧長度始終保持一致且盡量使用短弧焊4.4.4 4 焊接速度 焊接速度主要取決于焊條的熔化速度和所要求的焊縫尺寸、裝配間隙和焊接位置等。當焊接速度太慢時，焊縫高而

7、寬，外形不整齊，易產(chǎn)生焊瘤等缺陷；當焊接速度太快時，焊縫窄而低，易產(chǎn)生未焊透等缺陷。在實際操作中，應(yīng)要把具體情況靈活掌握，以確保焊縫質(zhì)量和外觀尺寸滿足要求。 4.4.5 5 焊接線能量 線能量是指熔焊時，由焊接能源輸入給單位長度焊縫上的能 量。其計算公式如下： ( (J/cmJ/cm) ) 式中 E E焊接線能量，J/cmJ/cm； q q電弧有效功率，J/sJ/s； v v焊接速度，cm/s;cm/s; 刀一電弧有效功率因數(shù)； I I焊接電流，A A; ; U U焊接電壓，V V。焊接線能量會影響焊縫的性能和質(zhì)量，不同的鋼材，焊接線能量最佳范圍也不一樣，一般通過工藝試驗來確定線能量的范圍，再

8、根據(jù)線能量范圍確定焊接工藝參數(shù)。 4.4.6 6 焊接層數(shù) 當焊件較厚時，要進行多層焊或多層多道焊。多層焊時，后一層焊縫對前一層焊縫有熱處理作用，能細化晶粒，提高焊縫接頭的塑性。因些對于一些重要結(jié)構(gòu)，焊接層數(shù)多些好，每層厚度最好不大于 4 45mm5mm。實踐經(jīng)驗表明，當每層厚度為焊條直徑的 0.0.8 81.21.2 倍時，焊接質(zhì)量最好，生產(chǎn)效率最高，并且容易操作。 4.4.7 7 定位焊 定位焊是指焊前為固定焊件的相對位置進行的焊接操作，俗稱點固焊。定位焊所形成的斷續(xù)而又短小的焊縫稱為定位焊縫。在焊接結(jié)構(gòu)的制造過程中，幾乎所有零部件均先通過定位焊進行組裝，然后再焊成一體，因而定位焊的質(zhì)量將

9、影響焊縫質(zhì)量以至整個產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)引起足夠的重視。 進行定位焊時應(yīng)主要考慮以下幾方面因素：4.4. 7.7.1 1、定位焊焊條定位焊縫一般作為正式焊縫留在焊接結(jié)構(gòu) 中，因而定位焊所用焊條應(yīng)與正式焊接所用焊條型號相同，不能用 受潮、脫皮、不知型號的或者焊條頭代替。 5.5. 7.7.2 2、定位焊部位雙面焊反面清根的焊縫，盡量將定位焊縫布置在反面；形狀對稱的構(gòu)件上，定位焊縫應(yīng)對稱排列；避免在焊件的端部、角度等容易引起應(yīng)力集中的地方進行定位焊，不能在焊縫交叉處或焊縫方向發(fā)生急劇變化的地方進行定位焊，通常至少應(yīng)離開這些地方 50mm50mm。 4.4. 7.7.3 3、定位焊縫尺寸一般根據(jù)焊件的厚度來

10、確定定位焊縫的長度、高度和間距。如表 4 4- -5 5 所示。 表 4 4- -5 5 定位焊縫參考尺寸單位：mmmm 焊件 厚度 定位 焊縫高度 定位 定位焊縫 間距 焊縫 長度 V4V4 4 0 0 5 51 1 5050 100100 4 41212 3 36 6 2020 1010 100100 200200 1212 66 1515 3030 200200300300 4.7.4.7.4 4、定位焊工藝要求 1 1）定位焊縫短，冷卻速度快，因而焊接電流應(yīng)比正式焊縫電 流大 10%10%15%15%。 2 2）定位焊起弧和結(jié)尾處應(yīng)圓滑過渡，焊道不能太高，必須保 證熔合良好，以防產(chǎn)生未

11、焊透、夾渣等缺陷。 3 3）如定位焊縫開裂，必須將裂紋處的焊縫鏟除后重新定位焊。 在定位焊后，如出現(xiàn)接口不齊平，應(yīng)進行校正，然后才能正式焊接。 4 4）盡量避免強制裝配，以防在焊接過程中，焊件的定位焊縫或正式焊縫開裂，必要時可增加定位焊縫的長度，并減小定位焊縫的間距，或者采用熱處理措施。 5 5 焊前準備 焊接坡口的制備一般都采用火焰切割，但是火焰切割在精度方 面不能得到很好的保證，特別是對裝配要求較高時更不能得到滿 足。另外火焰切割不能避免氧化皮產(chǎn)生，還有可能造成增碳等不良后果, 所以為了減小火焰切割對焊接接頭的影響，65Mn65Mn 鋼坡口的制備應(yīng)先將其退火然后機械加工。Q235Q235鋼

12、也盡量采用機械加工，以保證裝配精度。對于坡口兩側(cè) 5 57cm7cm 范圍內(nèi)的氧化鐵皮、鐵銹、油污、水等雜物應(yīng)清理干凈，以免焊接產(chǎn)生氫不利于焊接。 6 6 焊前預熱 重要構(gòu)件的焊接、合金鋼、高碳鋼的焊接及厚部件的焊接，都要求在焊前必須預熱。焊前預熱的主要作用如下： 1 1、預熱能減緩焊后的冷卻速度，有利于焊縫金屬中擴散氫的逸出，避免產(chǎn)生氫致裂紋。同時也減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，提高了焊接接頭的抗裂性。 2 2、預熱可降低焊接應(yīng)力。均勻地局部預熱或整體預熱，可以減少焊接區(qū)域被焊工件之間的溫度差（也稱為溫度梯度）。這樣，一方面降低了焊接應(yīng)力，另一方面，降低了焊接應(yīng)變速率，有利于 避免產(chǎn)生焊接裂

13、紋。 3 3、預熱可以降低焊接結(jié)構(gòu)的拘束度，對降低角接接頭的拘束度尤為明顯，隨著預熱溫度的提高，裂紋發(fā)生率下降。 預熱溫度和層間溫度的選擇不僅與鋼材和焊條的化學成分有關(guān)，還與焊接結(jié)構(gòu)的剛性、焊接方法、環(huán)境溫度等有關(guān)，應(yīng)綜合考慮這些因素后確定。另外，預熱溫度在鋼材板厚方向的均勻性和在焊縫區(qū)域的均勻性，對降低焊接應(yīng)力有著重要的影響。 局部預熱的寬度，應(yīng)根據(jù)被焊工件的拘束度情況而定，一般應(yīng)為焊縫區(qū)周圍各三倍壁厚，且不得少于 150150- -200200 毫米。如果預熱不均勻，不但不減少焊接應(yīng)力，反而會出現(xiàn)增大焊接應(yīng)力的情況。6565MnMn- -Q235Q235異種鋼焊接時，65Mn65Mn、Q2

14、35Q235 兩種鋼都應(yīng)預熱 150150200200C C。 7 7 焊后熱處理 焊后熱處理主要是指焊后消氫處理，是在焊接完成以后，焊縫尚未冷卻至 100c100c 以下時，進行的低溫熱處理。一般規(guī)范為加熱到 200200350350C C, ,保溫 2 26 6 小時。焊后消氫處理的主要作用是加快焊縫及熱影響區(qū)中氫的逸出，對于防止焊接時產(chǎn)生焊接裂紋的效果極為顯著。 在焊接過程中，由于加熱和冷卻的不均勻性，以及構(gòu)件本身產(chǎn)生拘束或外加拘束，在焊接工作結(jié)束后，在構(gòu)件中總會產(chǎn)生焊接應(yīng)力。焊接應(yīng)力在構(gòu)件中的存在，會降低焊接接頭區(qū)的實際承載能力，產(chǎn)生塑性變形，嚴重時還會導致構(gòu)件的破壞。 消應(yīng)力熱處理是

15、使焊好的工件在高溫狀態(tài)下，其屈服強度下降，來達到松弛焊接應(yīng)力的目的。常用的方法有兩種：一是整體高溫回火，即把焊件整體放入加熱爐內(nèi)，緩慢加熱到一定溫度，然后保溫一段時間，最后在空氣中或爐內(nèi)冷卻。 用這種方法可以消除 80%80%- -90%90%的焊接應(yīng)力。另一種方法是局部高溫回火，即只對焊縫及其附近區(qū)域進行加熱，然后緩慢冷卻，降低焊接應(yīng)力的峰值，使應(yīng)力分布比較平緩，起到部分消除焊接應(yīng)力的目的。 異種鋼在進行焊后熱處理時應(yīng)注意以下幾點： 1 1、當焊件中有強烈淬火傾向的珠光體材料時，焊后應(yīng)立即進行回火。 2 2、為了防止焊接變形，焊前預熱的焊件裝爐溫度不得高于 350350C C; ;焊后立即進

16、行回火的焊接構(gòu)件裝爐溫度不低于 450450。 3 3、升溫速度取決于被焊鋼材的化學成分、焊件類型和壁厚、加熱爐功率等因素?？筛鶕?jù)焊件厚度8,8,按 200X25/200X25/8 8( (C/h)C/h)計算。當焊件厚度25mm25mm 時，回火的升溫速度應(yīng)小于 200200C C/ /h h。 4 4、在回火的保溫過程中，大件、厚件溫差不超過2020C C。 5 5、進行局部回火時，應(yīng)保證焊縫兩側(cè)有均勻的加熱寬度。 6 6、為消除構(gòu)件的熱應(yīng)力和變形，冷卻速度應(yīng)小于 200200C C/ /h h 或小于 200X25/200X25/8(8(C C/ /h)h)。(當焊件厚度 2525時)。

17、有回火脆性的鋼構(gòu)件回火時，溫度不能取在脆性溫度范圍內(nèi)，通過這一溫度區(qū)間時應(yīng)快冷。 焊接試驗 5.5. 1 1 試件的制備 用機械加工的方法制備 100X150100X150 厚 1212(單位：mm)mm)的 65Mn65Mn、Q235Q235 鋼試件各一塊。如圖 5 5- -1 1 示： 5.5. 2 2 焊前準備 1 1、焊前嚴格清理悍件表面的油污、水分、氧化鐵皮、鐵銹等 2 2、選用 E4315E4315 焊條，焊前烘干 350cx2h350cx2h。 5 5、 3 3 焊接規(guī)范 1 1、焊條直徑 63.263.2、4.04.0。 2 2、電源種類與極性直流反接。 3 3、焊接電流 10

18、0100130A130A（小 3.3.2 2）140140180A180A（小 4.4.0 0）。 6 6、 電弧電壓 242425V25V（小 3.3.2 2）252527V27V（小 4.4.0 0）。 7 7、 焊前預熱 150150200200C C。 6 6、焊后熱處理焊后 200200350cx2h350cx2h 回火。 5.5. 4 4 焊接操作 按圖示順序焊接，第一層用 63.63.2 2 焊條、焊接電流 100100130A130A、 電弧電壓 242425V,25V,其余各層用力 4.4.0 0 焊條、焊接電流 140140180A180A、 電弧電壓 252527V27V。焊接時，下一層焊縫的弧坑應(yīng)避免出現(xiàn)在上一層的弧坑處。 6.6. 5 5 試驗分析 、表面平均裂紋率 式中一表面裂紋率（）; 一表面裂紋長度之和（mmmm）; ; 試驗焊縫長度（mmmm）。 2 2、根部平均裂紋率 式中一根部裂紋率（%）; 根部裂紋長度之和（mmmm）; ; 試驗焊縫長度（mmmm）。 結(jié)論 經(jīng)過焊接實踐驗證焊接可以得到滿足使用性能的優(yōu)質(zhì)焊縫， 但是制訂焊接工藝時， 由于其特殊的焊接性要求，生產(chǎn)中應(yīng)特別注意 下幾個方面： 1 1、焊前預熱防止冷卻速度過快產(chǎn)生淬硬組織增加冷裂紋形成的傾向。 2 2、采用低氫型焊條并且嚴格烘干、保溫，減少擴散