高铬堆焊条
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DJ656高铬堆焊条 　　 　　碱性药皮，焊缝金属含Cr20-35％、其他＜10％、C2-4％等合金。有很高耐磨性、抗气蚀性、耐高温性。焊接工艺性优良，可交直流两用。焊前焊条适当烘干，如有可能，用J506或J422作过渡层或适当预热工件。用于堆焊修复中等冲击情况下主要受磨粒磨损的耐磨耐蚀件，如砼泵耐磨板、搅拌叶、高速混砂机、矿石破碎机、高炉料钟（500℃以下）、煤孔挖掘器等磨损件。堆焊层硬度：HRC≥62。 　　 　　DJ052高铬高耐磨堆焊条　　 　　碱性药皮，焊缝金属含Cr、C等合金。具有很高耐磨性、抗气蚀性、耐高温性。焊接工艺性优良，可交直流两用。焊前焊条须经100～200℃烘焙；大型工件焊前适当预热（200～300℃），并清理被焊工件表面。必要时用J506或J422作过渡层。用于堆焊修复造纸、制糖、矿山、泥浆泵、航道疏浚机械受强热磨损的工件如砼泵耐磨板、搅拌叶片、泵壳、轧钢机械前后导卫等易磨损件。堆焊层硬度：HRC≥65。 　　 　　DJ054高铬钼超硬高耐磨堆焊条　　 　　碱性药皮，焊缝金属含Cr、其他（WC、Mo、B）、C等合金。具有很高的耐磨性、气蚀性、耐高温性。焊接工艺性优良，可交直流两用。焊前焊条适当烘干，工件需经400℃以上高温预热并清理工件表面，焊后应用石棉、干砂覆盖并立即放入保温炉缓冷。适用于堆焊修复榨糖机轧辊、强力采煤滚筒、搅拌机叶片、泵壳、螺旋送料机、矿山机械等磨损件。堆焊层硬度：HRC≥65。　　 　　以上产品适用于砖瓦厂搅刀、搅笼、对滚、锤破、笼破。
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EDZCr60高铬耐磨焊条
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主营产品：焊接材料,砖厂配件
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EDZCr60高铬耐磨焊条
用于锤式地辊式破碎机、塔盘、塔蓖、摆辊、铲齿、衬板、钳型吊钳齿等堆焊，用面很广。
产地/厂商：
&高铬耐磨焊条材质 钴基焊条，碳化钨耐磨焊条 规格3.2-4.0-5.0 净重 盘丝15公斤 焊条20公斤 品牌：司太立，铸桥，直销批发价格详细说明髙铬堆焊耐磨焊条说明：使用于锤式地辊式破碎机、塔盘、塔蓖、摆辊、铲齿、衬板、钳型吊钳齿等堆焊，用面很广。施焊时交直流均可，宜用小电流，以保证合金成分的顺利过渡。为了提高效率，可选用大规格焊条。焊后不需立即清渣，冷却后自行脱落。。注：焊条焊前要℃烘干DS012耐磨焊条45号耐磨焊条用于堆焊修复矿山、水泥机械、P20、5CrMnMo、5CrNiMo类热作模具、齿轮等易磨损件。 硬度48~52DS032耐磨焊条7号耐磨焊条用于堆焊修复各种冷冲压模具刃口（空冷钢、7CrSiMnMoV、SKH-51、CH-1、T10A）及齿轮、轴类、加料斗等耐磨件。 硬度587号耐磨焊条用于堆焊修复模具刃口（SKD11、Cr12MoV、Cr12、D2）。 55~58DS006耐磨焊条 在高温条件下具有很高耐磨性和热强性，用于堆焊模具及刀具如热剪刀。 硬度58~60DJ002耐磨焊条 焊缝微裂、可受轻微冲击和多层堆焊。用于堆焊修复塑料机械螺杆、密炼机、犁头等。 硬度55~58DJ052耐磨焊条 具有较高的耐磨性，用于堆焊修复搅拌叶片、轧机导卫、高锰锤头、对辊等。 硬度63~65DJ053耐磨焊条 受冲击性能一般，尽量不要多层堆焊，用于受强烈磨粒磨损件堆焊，如混凝土S管、砖厂螺旋铰刀、螺旋输送机等。 硬度65DJ054耐磨焊条 硬度65~68DJ056耐磨焊条 具有极高的耐磨粒磨损性，不可受冲击，尽量不要多层堆焊。用于堆焊修复混凝土输送泵眼睛板、切割环、玻璃行业耐磨板、耐磨片、木炭机推进器、盾构机刀盘等。 硬度67~69DJ707碳化钨耐磨焊条 DJ709碳化钨耐磨焊条 含超硬碳化钨等合金。有最高耐高温性、抗气蚀性及耐磨性。 硬度68~70DJ062高强韧不锈钢焊条 用于焊接各种合金钢如弹簧钢、高锰钢、42CrMo、38CrMoAl螺杆、铸钢齿轮等，还可用于高锰钢、碳钢异种钢焊接。堆焊时常可以用作打底使用。 硬度HB 250DJ110耐磨焊条 具有最高等级的耐磨粒磨损性能，可受轻微冲击。 硬度68DJ150耐磨焊条 国内首创，硬度高、多层堆焊而不剥离，焊缝裂纹少，具有极高的耐磨粒磨损性，可受中等冲击磨损。用于堆焊修复螺杆、耐磨板、螺旋推进器及破碎锤片等硬度65~68DJ5003耐磨焊条 高硬无裂焊条，用于抗冲击、冲刷、耐热磨损的堆焊，如高炉料钟密封面、料斗、破碎锤头及对辊、轧钢厂进出口导轨、塑料机械机筒等。 硬度57~60DJ656耐磨焊条 用于堆焊修补混凝土泵管、S管、搅拌叶片、磨焊煤辊、冲击板、耐磨板、破碎辊、锤头等 硬度62D906耐磨焊条 具有很好的红硬性、抗裂及抗氧化性，用于耐高温磨损件的堆焊，如3Cr2W8V类热作模具、热剪切刀、齿轮、机立窑塔篦、造纸等易磨损件 硬度58DJ938耐磨焊条 高铬铸铁强化型，用于堆焊修复泥浆泵、眼睛板、切割环等易损件。 硬度63~65DJ968耐磨焊条 堆焊层硬度高，但较脆，不可多层堆焊，主要用于制砖设备磨损件如螺旋铰道、对辊等。 硬度68~70Dj064耐磨焊条 用于各类铸铁件裂纹修补及铸铁与异种钢的连接，强度高，加工性一般。也可用在焊接高碳、高铬钢等作过渡层使用。 高镍铸铁焊条 用于各种铸铁件修补,焊后可加工.可替代Z308、Z408。 Dj600耐磨焊条 适用于不锈钢异种钢焊接，其裂纹敏感度很低，故对不锈钢覆面，异种母材，硬化性合金钢及焊接困难或易发生气孔焊接非常适合，亦称为万能焊条。堆焊时常可以用作打底使用。 硬度18~22
南宫市双昊耐磨材料厂自创立以来，一直秉承“精益求精、诚实守信”的理念和以“整合渠道资源，促进本行业发展”的思想不懈地努力着，我们的宗旨是：“开拓进取，诚信为本，以客户的需求为中心”。 　　在经营过程中以优良的职业道德、一流的商业信誉、高质量的产品、完善的售后服务赢得了广大用户的信赖和支持。本公司渠道广泛、实力雄厚、技术精通，专业支持。 　　现将公司主打产品陈列如下： 铸造碳化钨气焊条，碳化钨堆焊焊条，合金耐磨堆焊焊条，堆焊焊条，耐磨焊条，耐磨焊丝，阀门焊条，模具焊条，模具焊丝，铸铁焊条，铸铁气焊条，不锈钢焊条，不锈钢焊丝，银焊条，银焊丝，银焊料，银焊粉，银焊片，耐热钢焊条，耐热钢焊丝，防水焊条，铜合金焊条，铜合金焊丝，铝合金焊条焊丝，钴基焊条，钴基焊丝，镍基合金焊条，镍基合金焊丝，碳化钨耐磨焊条，抗冲击耐磨焊条，高铬铸铁耐磨焊条，耐高温耐磨焊条，FW3102合金耐磨焊条，合金焊条，高锰钢耐磨焊条，纤维素焊条，低温钢焊条，万能焊条，铸造碳化钨气焊条及各种焊粉等等。 　　展望未来：山高方知路远，水激才感源深。在我们发展壮大的路上及当前电子商务网络信息化日益普及的时代，我们将为广大客户提供完善的售后服务，做到即需即到、尽心尽力、服务专业，努力以更完善的售后服务和过硬的技术支持，回报社会，回报客户，并将与广大客户及业界同仁携手共进，共享成功。 　　欢迎广大新老顾客光临惠顾.
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企业经济性质：
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六、常用金属材料的焊接
1& 什么是焊接性？试述碳钢的焊接性。
焊接性是指材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。焊接性受材料、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素的影响。
碳钢是以铁元素为基础的，铁碳合金，碳为合金元素，其碳的质量分数不超过1%，此外，锰的质量分数不超过1.2%，硅的质量分数不超过0.5%，后两者皆不作为合金元素。其它元素如Ni、Cr、Cu等均控制在残余量的限度以内，更不作为合金元素。杂质元素如S、P、O、N等，根据钢材品种和等级的不同，均有严格限制。因此，碳钢的焊接性主要取决于含碳量，随着含碳量的增加，焊接性逐渐变差，其中以低碳钢的焊接性最好，见表1。
表1& 碳钢焊接性与含碳量的关系
碳的质量分数（%）
特殊板材和型材薄板、带材、焊丝
0.15～0.25
结构用型材、板材、棒材
0.25～0.60
机器部件和工具
& 中（需预热、后热，推荐使用低氢焊接方法）
弹簧，模具，钢轨
& 劣（需预热、后热，必需使用低氢焊接方法）
2& 什么是碳当量？碳钢的碳当量如何计算？
把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换自成碳的相当含量，称为该种钢材的碳当量，可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。
碳钢中的元素除C外，主要是Mn和Si，它们的含量增加，焊接性变差，但其作用不及碳强烈。国际焊接学会推荐的碳当量公式为
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
Cu+Ni&&&&&&&&
CE（IIW）= C + ──& +　────　+　──────
（质量分数）（%）
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
6&&&&&&&&&
15&&&&&&&&&&&&
随着碳当量值的增加，钢材的焊接性会变差。当CE值大于0.4%～0.6%时，冷裂纹的敏感性将增大，焊接时需要采取预热、后热及用低氢型焊接材料施焊等一系列工艺措施。
3& 利用碳当量值评价钢材焊接性有何局限性？
碳当量值只能在一定范围内，对钢材概括地、相对地评价其焊接性，这是因为：
1）如果两种钢材的碳当量值相等，但是含碳量不等，含碳量较高的钢材在施焊过程中容易产生淬硬组织，其裂纹倾向显然比含碳量较低的钢材来得大，焊接性较差。因此，当钢材的碳当量值相等时，不能看成焊接性就完全相同。
2）碳当量计算值只表达了化学成分对焊接性的影响，没有考虑到冷却速度不同，可以得到不同的组织，冷却速度快时，容易产生淬硬组织，焊接性就会变差。
3）影响焊缝金属组织从而影响焊接性的因素，除了化学成分和冷却速度外，还有焊接循环中的最高加热温度和在高温停留时间等参数，在碳当量值计算公式中均没有表示出来。
因此，碳当量值的计算公式只能在一定的钢种范围内，概括地、相对地评价钢材的焊接性，不能作为准确的评定指标。
4& 试述低碳钢的焊接性。
由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。
但在少数情况下，焊接时也会出现困难：
1）采用旧冶炼方法生产的转炉钢含氮量高，杂质含量多，从而冷脆性大，时效敏感性增加，焊接接头质量降低，焊接性变差。
2）沸腾钢脱氧不完全，含氧量较高，P等杂质分布不均，局部地区含量会超标，时效敏感性及冷脆敏感性大，热裂纹倾向也增大。
3）采用质量不符合要求的焊条，使焊缝金属中的碳、硫含量过高，会导致产生裂纹。如某厂采用酸性焊条焊接Q235－A钢时，因焊条药皮中锰铁的含碳量过高，会引起焊缝产生热裂纹。
4）某些焊接方法会降低低碳钢焊接接头的质量。如电渣焊，由于线能量大，会使焊接热影响区的粗晶区晶粒长得十分粗大，引起冲击韧度的严重下降，焊后必需进行细化晶粒的正火处理，以提高冲击韧度。
总之，低碳钢是属于焊接性最好、最容易焊接的钢种，所有焊接方法都能适用于低碳钢的焊接。
5& 低碳钢焊接时，如何正确地选用焊接材料？
⑴手弧焊焊条的选用&
常用低碳钢Q235的抗拉强度平均值为417.5MPa，根据等强度原则，与之匹配的焊条应为E43系列。几种不同钢号的低碳钢手弧焊时焊条的选用，见表2。
表2& 低碳钢手弧焊时焊条的选用
一般结构选用的
动载荷、复杂、厚板结构，锅炉受压容器，低温焊接
选用的焊条型号
E4313，E4303，E4301，E4320，E4311
E4316，E4315
（E5016，E5015）
一般不预热
一般不预热
E4316，E4315
E5016，E5015
厚板结构预热150℃以上
08、10、15、20
E4303，E4301，E4320，E4311
E4316，E4315
（E5016，E5015）
一般不预热
E4316，E4315
E5016，E5015
厚板结构预热150℃以上
E4303，E4301
E4316，E4315
（E5016，E5015）
厚板结构预热100～150℃
E4303，E4301
E4316，E4315
（E5016，E5015）
一般不预热
注：表中括弧内的焊条型号表示可以代用。
⑵埋弧焊焊丝和焊剂的匹配选用&
低碳钢埋弧焊时焊丝和焊剂的匹配选用，见表3。
表3& 低碳钢埋弧焊焊丝与焊剂的匹配选用
焊&&&&&&&&&&&&&&&&&
H08A，H08MnA
H08MnA，H10Mn2
H08MnA，H08MnSi，h10Mn2
⑶CO2焊丝的选用&
实芯焊丝选用牌号为H08Mn2Si和H08Mn2SiA两种，焊后熔敷金属强度偏高。药芯焊丝选用牌号为YJ502-1、YJ506-2、YJ506-3、YJ506-4。
⑷电渣焊焊丝和焊剂的匹配选用&
电渣焊熔池温度比埋弧焊低，所以焊剂中的硅、锰还原作用弱，应选用含锰、含硅量较高的焊丝。常选用H10Mn2、H10MnSi焊丝配合焊剂HJ360或H10MnSi焊丝配合焊剂HJ431。
6& 低碳钢在低温下如何施焊？
严冬条件下焊接低碳钢结构时，由于焊接接头的冷却速度快，使裂纹倾向增大，特别是厚大结构的第一道焊缝容易开裂，为此必需采取如下工艺措施：
1）焊前预热，焊接过程中严格保持层间温度不应低于预热温度。
2）采用低氢或超低氢焊接材料。
3）定位焊时加大焊接电流，减慢焊接速度，适当增加定位焊缝的截面积和长度，必要时进行预热。
4）整条焊缝应尽量连续焊完，避免中断。
5）不应坡口面以外的母材上进行引弧，熄弧时需填满弧坑。
6）尽可能不在低温条件下进行弯板、矫正和装配焊件。
各种金属结构低温焊接时的预热温度见表4。管道、压力容器低温焊接时的预热温度见表5。
表4& 低碳钢金属结构低温焊接的预热温度
焊件厚度（mm）
在各种气温下的预热温度
不低于－30℃时不预热；低于－30℃时预热100～150℃
不低于－10℃时不预热；低于－10℃时预热100～150℃
不低于0℃时不预热；低于0℃时预热100～150℃
低碳钢管道、压力容器低温焊接的预热温度
焊件厚度（mm）
在各种气温下的预热温度
不低于－30℃时不预热；低于－30℃时预热100～150℃
不低于－20℃时不预热；低于－20℃时预热100～150℃
不低于－10℃时不预热；低于－10℃时预热100～150℃
不低于0℃时不预热；低于0℃时预热100～150℃
7& 试述中碳钢的焊接性。
中碳钢的碳的质量分数为0.25%～0.60%。当碳的质量分数接近0.25%而含锰量不高时，焊接性良好。随着含碳量的增加，焊接性逐渐变差。如果碳的质量分数为0.45%左右而仍按焊接低碳钢常用的工艺施焊时，在热影响区可能会产生硬脆的马氏体组织，易于开裂，即形成冷裂纹。
焊接时，相当数量的母材被熔化进入焊缝，使焊缝的含碳量增高，促使在焊缝中产生热裂纹，特别是当硫的杂质控制不严时，更易出现。这种裂纹在弧坑处更为敏感，分布在焊缝中的热裂纹于是与焊缝的鱼鳞状波纹线相垂直，见图1。
8& 中碳钢焊接时，如何正确地选用焊条？
中碳钢的焊接目前大都采用手弧焊。为提高焊接接头的抗裂性，应选用低氢型焊条。个别情况下，也可采用钛钙型和钛铁矿型酸性焊条，但此时应采取严格的工艺措施，如焊前预热、减少熔合比（降低焊缝含碳量）等。
中碳钢手弧焊时焊条的选用，见表6。
表6& 中碳钢手弧焊时焊条的选用
焊件含碳量（%）
焊件力学性能（≥）
选用焊条型号
不要求等强度
要求等强度
ZG270～500
0.31～0.40
E4303，E4301
E4316，E4315
ZG310～570
0.42～0.50
0.41～0.50
E4303，E4301
E4316，E4315
E5016，E5015
ZG340～340
0.52～0.60
0.51～0.60
E4303，E4301
E4316，E4315
E5016，E5015
特殊情况下，中碳钢焊接时可采用铬镍不锈钢焊条，如E0-19-10-16（A102）、E0-19-10-5（A107）、E1-23-13-16（A302）、E1-23-13-15（A307）、E2-26-21-16（A402）、E2-26-21-15（A407）等，因奥氏体焊缝金属的塑性良好，可以减小焊接接头应力，即使焊件焊前不预热，也可避免热影响区产生冷裂纹。
9& 试述中碳钢的焊接工艺要点。
⑴预热&
预热有利于减低中碳钢热影响区的最高硬度，防止产生冷裂纹，这是焊接中碳钢的主要工艺措施，预热还能改善接头塑性，减小焊后残余应力。通常，35和45钢的预热温度为150～250℃含碳量再高或者因厚度和刚度很大，裂纹倾向大时，可将预热温度提高至250～400℃。
若焊件太大，整体预热有困难时，可进行局部预热，局部预热的加热范围为焊口两侧各150～200mm。
⑵焊条& 条件许可时优先选用碱性焊条。
⑶坡口形式&
将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷，铲挖出的坡口外形应圆滑，其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例，以降低焊缝中的含碳量，防止裂纹产生。
⑷焊接工艺参数&
由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右，所以第一层焊缝焊接时，应尽量采用小电流、慢焊接速度，以减小母材的熔深。
⑸焊后热处理&
焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理，特别是对于大厚度焊件、高刚性结构件以及严厉条件下（动载荷或冲击载荷）工作的焊件更应如此。消除应力的回火温度为600～650℃。
若焊后不能进行消除应力热处理，应立即进行后热处理。
10& 试述高碳钢的焊接工艺要点。
⑴焊接性&
当高碳钢的碳的质量分数大于0.60%时，焊后的硬化、裂纹敏感倾向更大，因此焊接性极差，不能用于制造焊接结构。常用于制造需要更硬度或耐磨的部件和零件，其焊接工作主要是焊补修复。
⑵焊条选用&
由于高碳钢的抗拉强度大都在675MPa以上，所以常用的焊条型号为E7015、E6015，对构件结构要求不高时可选用E5016、E5015焊条。此外，亦可采用铬镍奥氏体钢焊条进行焊接。
⑶焊接工艺
1）由于高碳钢零件为了获得高硬度和耐磨性，材料本身都需经过热处理，所以焊前应先进行退火，才能进行焊接。
2）焊件焊前应进行预热，预热温度一般为250～350℃以上，焊接过程中必需保持层间温度不低于预热温度。
3）焊后焊件必需保温缓冷，并立即送入炉中在650℃进行消除应力热处理。
11& 低合金高强钢的碳当量如何计算？
低合金高强钢碳当量的计算公式目前以国际焊接学会（IIW）所推荐的CE和日本JIS标准所规定的Ceq应用最为广泛，其计算公式为
Cr+Mo+v&&&&&
CE（IIW）=C + ──　+　───── + ─── （质量分数）（%）
6&&&&&&&&&&
5&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&Mo&&&&&&&
Ceq（JIS）=C + ─── + ─── + ─── + ─── + ─── + ─── （质量分数）（%）
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
式中，化学元素都表示该元素在钢中的质量分数，计算时，元素含量均取其成分范围的上限。CE主要适用于文艺报非调质量低合金高强钢（σb=500～900MPa）焊接性的估算；Ceq主要适用于低碳钢调质钢和低合金高强钢（σb=500～1000MPa），但均适用于含碳量偏高的钢种（C的质量分数≥0.18%），这类钢化学成分的范围如下
C的质量分数为≤0.2%、Si≤0.55%、Mn≤1.5%、Cu≤0.5%、Ni≤2.5%、Cr≤1.25%、Mo≤0.7%、V≤0.1%和B≤0.006%。
12& 试述低合金高强钢的焊接性。
强度级别较低的低合金高强钢，如300～400MPa级，由于钢中合金元素含量较少，其焊接性良好，接近于低碳钢。随着钢中合金元素的增加，强度级别提高，钢的焊接性也逐渐变差，出现的主要问题是：
⑴热影响区的淬硬倾向&
含碳时较少、强度级别较低的钢种，如09Mn2、09Mn2Si、09MnV钢等，淬硬倾向很小。随着强度级别的提高，淬硬倾向也开始加大，如16Mn、15MnV钢焊接时，快速度冷却会导致在热影响区出现马氏体组织。
⑵冷裂纹&
低合金高强钢焊接时，热影响区的冷裂纹倾向加大，并且这种冷裂纹往往具有延迟的性质，危害性很大。例如，材料为18MnMoNb钢壁厚115mm的一大型容器，由于预热温度不够，焊后在热影响区形成大量冷裂纹。
低合金高强钢的定位焊缝很容易开裂，其原因是由于焊缝尺寸小、长度短、冷却速度快，这种开裂属于冷裂纹性质。
⑶热裂纹&
一般情况下，强度等级为294～392MPa的热轧、正火钢，热裂倾向较小，但在厚壁压力容器的高稀释率焊道（如根部焊道或靠近坡口边缘的多层埋弧焊焊道）中也会出现热裂纹。电渣焊时，若母材的含碳量偏高并含镍时，电渣焊缝中可能会出现呈八字形分布的热裂纹。
强度等级为800～1176MPa的中碳调质钢（如30CrMnSiA钢），焊接时热裂的敏感性较大。
⑷粗晶区脆化&
热影响区中被加热至;以上的粗晶区，当焊接线能量过大时，粗晶区的晶粒将迅速长大或出现魏氏组织而使韧性下降，出现脆化段。
试述低合金高强钢焊接时的主要工艺措施。
⑴预热&
预热是防止裂纹的有效措施，并且还有助于改善接头性能。但预热会恶化劳动条件，使生产工艺复杂化，过高的预热温度还会降低接头韧性。因此，焊前是否需要预热以及预热温度的确定应根据钢材的成分（碳当量）、板厚、结构形状、刚度大小以及环境温度等决定。
⑵焊接线能量的选择&
含碳低的热轧钢（09Mn2、09MnNb钢等）以及含碳量偏下限的16Mn钢焊接时，因为这些钢的冷裂淬硬、脆化等倾向小，所以对焊接线能量没有严格的限制。焊接含碳量偏高的16Mn钢时，为降低淬硬倾向，焊接线能量应偏大一点。对于含V、Nb、Ti的钢种，为降低热影响区粗晶脆化所造成的不利影响，应选择较小的焊接线能量。如15MnVN钢的焊接线能量应控制在40～45kJ/cm以下。
对于碳及合金元素含量较高而屈服点为490MPa的正火钢（如18MnMoNb钢等），因淬硬倾向大，应选择较大的焊接线能量，但当采用焊前预热时，为了避免过热倾向，可以适当地减少线能量。
⑶后热及焊后热处理&
后热是指焊接结束或焊完一条焊缝后，将焊件立即加热至150～250℃范围内，并保温一段时间，使接头中的氢扩散逸出，防止延迟裂纹产生。
对于厚壁容器、高刚性的焊接结构以及一些在低温、耐蚀条件下工作的构件，焊后应及时进行消除应力的高温回火，其目的是消除焊接残余应力，改善组织。
焊后立即进行高温回火的焊件，无需再进行后热处理。
低合金高强钢焊接时，如何正确地选用焊接材料？
总的原则是根据等强度的要求，即熔敷金属的强度等级应与母材在同一档次来选用焊接材料，具体选用，见表7。
表7& 低合金高强钢焊接材料的选用
埋& 弧& 焊
电& 渣& 焊
薄板：H08A
中板开坡口对接
开I形坡口对接
厚板深坡口
开I形坡口对接
中板开坡口对接
H08Mn2MoVA
厚板深坡口
H08Mn2MoVA
H08Mn2MoVA
H08Mn2NiMo
H10Mn2MoVA
H10Mn2NiMoA
H08Mn2SiMoA
试述16Mn钢的焊接工艺。
16Mn钢属于碳锰钢，碳当量为0.345%～0.491%，屈服点等于343MPa（强度级别属于343MPa级）。16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。不同板厚及不同环境温度下16Mn钢的预热温度，见表8。
16Mn钢手弧焊时应选用E50型焊条，如碱性焊条E5015、E5016，对于不重要的结构，也可选用酸性焊条E5003、E5001。对厚度小、坡口窄的焊件，可选用E4315、E4316焊条。
焊接16Mn钢的预热温度
焊件厚度& （mm）
不同气温下的预热温度计（℃）
不低于－10℃不预热，－10℃以下预热100～150℃
不低于－5℃不预热，－5℃以下预热100～150℃
不低于0℃不预热，0℃以下预热100～150℃
均预热100～150℃
16Mn钢埋弧焊时H08MnA焊丝配合焊剂HJ431（开I形坡口对接）或H10Mn2焊丝配合焊剂HJ431（中板开坡口对接），当需焊接厚板深坡口焊缝时，应选用H08MnMoA焊丝配合焊剂HJ431。
16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢，用于制造焊接结构的16Mn钢均为16MnR和16Mng钢。
试述18MnMoNb钢的焊接工艺。
18MnMoNb钢的屈服点等于490MPa（属于490MPa级钢），由于碳及合金钢元素的含量都较高，所以淬火硬倾向及冷裂倾向均比16Mn钢大。焊接工艺要点：
1）除电渣焊外，焊前对焊件应采取预热措施，预热温度控制在150～180℃。对于刚度较大的接头，预热温度应提高至180～230℃。焊后或中断焊接时，应立即进行250～350℃的后热处理。
2）焊接材料的选用，见表7。
3）为保证接头性能和质量，应适当控制焊接线能量，如手弧焊时，焊接线能量应控制在24kJ/cm以下；埋弧焊时，焊接线能量应控制在35kJ/cm以下。但焊接线能量不能过小，否则焊接接头易出现淬硬组织和降低韧性。同时，层间温度应控制在预热温度和300℃之间。
4）焊后应进行热处理。电渣焊接头热处理的方式是900～980℃正火加630～670℃回火。手弧焊及埋弧焊接头进行消除焊接残余应力的高温回火处理，回火温度比一般钢材回火温度低30℃左右。
17& 试述低温用钢的焊接工艺。
工作温度等于或低于－20℃的低碳素结构钢和低合金钢称为低温用钢，其牌号及成分，见表9。对低温用钢的主要要求是应保证在使用温度下具有足够的塑性及抵抗脆性破坏的能力。
表9& 低温容器用钢的牌号及成分
化学成分（质量分数）（%）
09MnTiCuREDR
1.20～1.60
1.40～1.70
1.40～1.70
1.20～1.60
0.20～0.60
0.20～0.05
0.17～0.37
0.04～0.10
0.03～0.08
化学成分（质量分数）（%）
09MnTiCuREDR
0.20～0.40
0.02～0.05
0.15(加入量)
低温用钢由于含碳量低,淬硬倾向和冷裂倾向小，所以焊接性良好。焊接时，为避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而降低低温韧性，要求采用小的焊接线能量，焊接电流不宜过大，宜用快速多道焊以减轻焊道过热，并通过多层焊的重热作用细化晶粒，多道焊时要控制层间温度不得过高，如焊接06MnNbDR低温用钢时，层间温度不得大于300℃。
焊接低温用钢的焊条，见表10。
表10& 焊接低温用钢焊条
焊 条 牌 号
焊接－40℃工作的16MnDR 钢
焊接－70℃工作的09Mn2V及09MnTiCuRe钢
焊接－70℃工作的低温钢及2.5%Ni钢
焊接－90℃工作的3.5%Ni钢
焊接－100℃工作的06MnNb、06AINbCuN及3.5%Ni钢
低温用钢焊后可进行消除应力热处理，以降低焊接结构的脆断倾向。
18& 试述珠光体耐热钢的焊接工艺。
高温下具有足够的强度和抗氧化性的钢称为耐热钢，以Cr、Mo为主要合金元素的低合金耐热钢，基体组织是珠光体（或珠光体+铁素体）称为珠光体耐热钢，常用钢号有15CrMo、12CrMoV、12Cr2MoWVTiB、14MnMov、18MnMoNb、13MnNiMoNb。
由于珠光体耐热钢中含有一定量的Cr、Mo和其它一些合金元素，所以热影响区会产生硬脆的马氏体组织，低温焊接或焊接刚性较大的结构时，易形成冷裂纹。因此在焊接时应采取以下几项工艺措施：
⑴预热&
预热是焊接珠光体耐热钢的重要工艺措施。为了确保焊接质量，不论在定位焊或正式施焊过程中，焊件都应预热并保持为80～150℃用氩弧焊打底和CO2气体保护焊时，可以降低预热温度或不预热。
⑵焊后缓冷& 焊后应立即用石棉布覆盖焊缝及热影响区，使其缓慢冷却。
⑶焊后热处理&
焊后应立即进行高温回火，防止产生延迟裂纹、消除应力和改善组织。焊后热处理温度应避免在350～500℃温度区间内进行，因珠光体耐热钢在该温度区间内有强烈的加火脆性现象。几种常用珠光体耐热钢的焊后热处理温度见表11。
表11& 珠光体耐热钢焊后热处理温度
需热处理厚度（mm）
焊后高温回火温度（℃）
12Cr2MoWVB
12Cr3MoVSiTiB
珠光体耐热钢焊接时，如何正确地选用焊接材料？
总的原则是根据化学成分的要求，即熔敷金属的化学成分应与母材相当来选用焊接材料。具体选用，见表12。
表12& 珠光体耐热钢焊接材料的选用
埋& 弧& 焊
气体保护焊
焊丝与焊剂匹配
H08CrMoA+IIJ350
H08CrMnSiMo
E5515-B2-V
H08CrMoV+HJ350
H08CrMnSiMoV
H08Cr3MoMnA+hJ350
H08Cr3MoMnSi
12CrMoWV-TiB
E5515-B3-VWB
H08Cr2MoWVNbB+HJ250
H08Cr2MnWVNbB
H08Mn2MoA+HJ350
H08Mn2SiMo
13MnNiMoNb
H08Mn2NiMo+HJ350
H08Mn2NiMoSi
20& 试述低碳调质钢的焊接性。
碳的质量分数不超过0.21%，加入适量的合金元素Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu，经过奥氏体化-淬火-回火热处理的钢称为低碳调质钢，常用牌号有WCF60、62、HQ70A、B、15MnMoVN、15MnMoVNRE和14MnMoNbB等，其化学成分见表13。
低碳调质钢的化学成分（质量分数）& （%）
15MnMoVNRE
0.09～0.12
0.11～0.18
0.12～0.20
0.12～0.18
0.15～0.35
0.15～0.40
0.15～0.40
0.20～0.50
0.20～0.60
0.15～0.35
1.10～1.50
0.60～1.20
0.80～1.20
1.30～1.70
1.20～1.70
1.30～1.80
0.30～0.60
0.40～0.80
15MnMoVNRE
0.70～1.20
0.20～0.40
0.20～0.40
0.40～0.60
0.35～0.60
0.45～0.70
0.15～0.50
0.15～0.50
V0.02～0.06
V+Nb≤0.10
V+Nb0.05～0.10
V0.10～0.20
N0.01～0.02
N0.02～0.03(加入)
RE0.10～0.20(加入)
Nb0.02～0.07
低碳调质钢具有高的屈服点（490～980MPa）、良好的塑性、韧性、耐磨及耐腐蚀性。
低碳调质钢由于含碳量不高，虽含有一定量的合金元素，但焊接性较好，主要特点是：在焊接热影响区，特别是焊接热影响区的粗晶区有一定的冷裂倾向并有韧性下降的现象；在焊接热影响区受热时未完全奥氏体化的区域，以及受热时其最高温度低于Ac1、高于钢调质处理时的回火温度的那个区域有软化或脆化的倾向。
21& 试述低碳调质钢的焊接工艺。
常用的各种熔焊方法，都可以适用于焊接低碳调质钢。其焊接工艺如下：
⑴焊前预热&
当板厚较小或接头拘束度也较小时，焊前可不进行预热，如15MnMoVN、14MnMoNbB钢。当板厚小于13mm时，通常采用不预热施焊。随着板厚的增加，为了防止产生冷裂纹，必须进行预热，但是必须严格控制预热温度，因为过高的预热温度会使热影响区的冷却速度过于缓慢，使热影响区强度下降，韧性变坏。
几种低碳调质钢的最低预热温度，见表14。允许的最高预热温度与表中最低值相比，不得大于65℃。若有可能，可采用低温预热加后热或不预热，只采用后热的方法来防止低碳调质钢产生冷裂纹，可以减轻或消除过高的预热温度对热影响区韧性的损害。
低碳调质钢的最低预热温度&&&&
（℃）
焊件厚度 （mm）
⑵焊接材料&
为防止产生冷裂纹，因此必须严格控制焊接材料中的含氢量，要求所使用的焊条必须是低氢型或超低氢型的，焊前应严格按规定进行烘干、贮存。用于CO2气体保护焊的CO2气体应符合GB6052—85中规定的Ⅰ级气体或Ⅱ级1类气体的要求。
焊接低碳调质钢推荐用的焊接材料，见表15。
表15& 焊接低碳调质钢推荐用的焊接材料
熔化极气体保护焊
保护气体（体积分数）（%）
15MnMoVNRE
H08Mn2Ni2Mo
15MnMoVNRE（QJ-70）
H08Mn2Ni2Mo
⑶焊接技术&
为避免过度损伤热影响区的韧性，应避免使用过大的线能量，因此，不推荐使用大直径的焊条或焊丝。只要可能，应采用多层小焊道焊缝，最好采用窄焊道，而不采用横向摆动的运条技术。
⑷焊后热处理&
大多数低碳调质钢的焊接构件都是在焊态下使用，只有在下述条件下才进行焊后热处理。
1）焊后或冷加工后的韧性过低。
2）焊后需进行高精度加工，要求保证结构尺寸的稳定性。
3）焊接结构承受应力腐蚀。
焊后热处理的温度必须低于母材调质处理的回火温度。
22& 试述中碳调质钢的焊接性。
碳的质量分数量较高（含碳量0.25%～0.5%），并加入适量的合金元素（Mn
、Si、Cr、Ni、B、Mo、W、V、Ti等）以保证钢的淬透性，再通过调质处理以获得综合性能较好的高强钢称为中碳调质钢，常用牌号有30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA、35CrMoA、35CrMoVA、34CrNi13MoA、40CrNiMoA等。
中碳调质钢的屈服点可达到880～1176MPa，但焊接性较差，主要表现在：
⑴焊接热影响区的脆化和软化&
首先，由于中碳调质钢的含碳量高、合金元素多，钢的淬硬倾向大，在热影响区的淬火区会产生大量的马氏体，导致严重脆化。其次，热影响区被加热到超过调质处理时回火温度的区域，将出现强度、硬度低于母材的软化区。
⑵裂纹倾向严重&
中碳调质钢的淬硬倾向大，热影响区产生的马氏体组织，增大了焊接接头的冷裂倾向。
此外，中碳调质钢的碳及合金元素含量高，熔池的结晶温度区间大，偏析严重，因而具有较大的热裂纹敏感性。
23& 试述中碳调质钢的焊接工艺。
常用的各种熔焊方法，都可以适用于焊接中碳调质钢。
⑴预热及后热&
除了拘束度小、构造简单的薄壳结构不用预热外，中碳调质钢都应采取焊前预热和后热措施，预热温度约为200～350℃后热温度为300℃左右。
如果焊后不能及时进行调质处理，则必需在焊后及时进行中间热处理，即在等于或高于预热温度下进行保温一段时间的热处理，如低温回火或650～680℃高温回火。若焊件焊前处于调质状态，其预热温度、层间温度及热处理温度都应比母材淬火后的回火温度低50℃。进行局部预热时，应在焊缝两侧各100mm范围内均匀加热。
⑵焊接材料&
为了防止产生热裂纹，要求采用低碳焊丝，焊丝中的碳的质量分数应控制在0.15%以内，最高不超过0.25%，并且控制硫、磷的质量分数应小于0.03%～0.035%。
焊接中碳调质钢焊条的选用，见表16。表中HTJ-1及HTJ-4焊条涂料只起稳弧作用，焊缝金属的力学性能和抗裂性能较差，只适用于受力小、待焊处可达性不好及要求变形小的30CrMnSiA钢薄板的焊接。
⑶焊接线能量&
中碳调质钢宜用小线能量焊接，以有利于减少淬火区的高温停留时间，降低奥氏体的晶粒长大，从而降低淬火区的脆化程度。
表16& 焊接中碳调质钢的焊条选用
直 径 （mm）
HTJ-4（钛型）
HTJ-1（钛型）
HTJ-2（低氢型）
40CrMnSiMoVA
HTJ-3（低氢型）
30CrMnSiNi2A
40CrMnSiMoVA
HTG-1（低氢型）
焊接已调质的：
30CrMnSiNi2A
HTG-2（低氢型）
HTB-3（低氢型）
H1Cr19Ni11Si14A1Ti
A507（低氢型）
E1-16-25Mn6N-15
焊接已调质的
A502（钛钙型）
E1-16-25Mn6N-16
注：“HT”——航空焊条、“J”——结构钢焊条、“G”——高温合金焊条、“A”——不锈钢焊条及A5&&焊条——焊缝中的铬的质量分数（含铬量）为16%，镍的质量分数（含镍量）为25%。
试述耐候钢及耐海水腐蚀用钢的焊接工艺。
铜、磷能显著地降低钢的腐蚀速度，这是耐候钢及耐海水腐蚀用钢的主要合金元素，常用耐候钢及耐海水腐蚀用钢有：16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、09Mn2Cu、16MnCu、09MnCuPTi、08MnPRE、10MnPNbRE钢等。
铜、磷耐蚀钢对焊接热循环不敏感，焊接热影响区的最高硬度不超过350HV。虽然钢中含有Cu、P等元素，但其含量均不高，通常铜的质量分数控制在0.2%～0.4%，不会促使产生热裂纹。含磷钢中碳、磷的质量分数都在0.25%以下，因而钢的冷脆倾向也不大，所以焊接性良好，焊接工艺与强度级别较低（σs为343～392MPa）的普通热轧钢相同。
焊接耐候及耐海水腐蚀用钢的焊条，见表17。埋弧焊时，采用H08MnA、H10Mn2焊丝配合HJ431焊剂。
表17& 焊接耐候及耐海水腐蚀用钢的焊条
焊接12CrMoCu
焊接10MnPNbRE、08MnP、09MnCuPTi
焊接耐候铁道车辆09MnCuPTi
J502CrNiCu
焊接耐候近海工程结构
焊接耐候用钢09MnCuPTi
焊接耐候用钢
焊接耐候用钢
焊接耐海水腐蚀用钢的海洋重要结构
25& 什么是不锈钢的晶闸腐蚀？
不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶闸腐蚀。产生晶闸腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶闸腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀，见图2。
不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C8等。但是由于铬的扩散速度较小，来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。
什么是不锈钢产生晶间腐蚀的“危险温度区”（敏化温度区）？
不锈钢产生晶间腐蚀与钢的加热温度和加热时间有关。1Cr18Ni9Ti不锈钢的晶间腐蚀与加热温度和加热时间的关系，见图3。从图中可看出，当加热温度小于左面50℃或大于850℃时，不会产生晶间腐蚀。因为温度小于450℃时，由于温度较低，不会形成碳化铬化合物；而当温度超过850℃时，晶粒内的铬扩散能力增强，有足够的铬扩散至晶界和碳结合，不会在晶界形成贫铬区。所以产生晶间腐蚀的加热温度为450～850℃，这个温度区间就称为产生晶间腐蚀的
“危险温度区
”或称“敏化温度区”，其中尤以650℃为最危险。焊接时，焊缝两侧热影响区中处于危险温度区的地带最易发生晶间腐蚀，即使是焊缝由于在冷却过程中其温度也要穿过危险温度区，所以也会产生晶间腐蚀。
焊接接头在危险温度区停留的时间越短，接头的耐晶间腐蚀能力越强，所以不锈钢焊接时，快速冷却是提高接头耐腐蚀能力的有效措施。由于奥氏体不锈钢冷却过程中没有马氏体的转变过程，所以快速冷却不会使接头淬硬。
不锈钢焊接时，为什么要控制焊缝中的含碳量？
随着不锈钢中含碳量的增加，在晶界生成的碳化铬随之增多，使得在晶界形成贫铬区的机会增多，在腐蚀介质中产生晶间腐蚀的倾向就会增加。因此不锈钢焊接时，为提高接头的耐腐蚀能力，必需控制焊缝中的含碳量，采取的措施是：
⑴采用超低碳不锈钢及其焊接材料&
奥氏体不锈钢根据含碳量的不同，可分成三个等级：即一般含碳量级，碳的质量分数为≤0.14%；低碳级的为≤0.06%；超低碳级的为≤0.03。因为室温时，奥氏体中能溶解的最大碳的质量分数为0.02%～0.03%，所以超低碳奥氏体不锈钢原则上就不会产生晶间腐蚀。属于超低碳奥氏体不锈钢的钢号有00Cr19Ni11、00Cr17Ni14Mo2、00Cr17Ni14Mo2Cu2等。焊接这类钢时，应采取超低碳不锈钢焊丝，如H00Cr19Ni9焊丝。
⑵在母材或焊接材料中添加稳定剂&
在钢材和焊接材料中加入Ti、Nb等与碳的结合能力比铬更强的元素，能够与碳结合成稳定的碳化物，可以避免在奥氏体晶界形成贫铬区。所以，常用奥氏体不锈钢及焊执着材料中都含有Ti或NbNb元素，如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni11Nb和H1Cr19Ni10Nb钢等。
⑶进行固溶处理&
焊后将焊接接头加热到℃，此时碳又重新溶入奥氏体中，然后急速冷却，便得到了稳定的奥氏体组织，这种工艺处理称为固溶处理。固溶处理的缺点是，如果焊接接头需要在危险温度区工作，则仍不可避免地会形成贫铬区。
⑷进行均匀化处理&
将焊接接头加热至850～900℃，保温2h，使奥氏体晶粒内部的铬有充分时间扩散至晶界，使晶界处铬的质量分数又恢复到大于12%，贫铬区得以消失。
什么是不锈钢的应力腐蚀？如何防止应力腐蚀？
盛装腐蚀介质的容器，在拉伸应力的作用下所产生的腐蚀现象称为应力腐蚀。引起应力腐蚀的拉伸应力有焊接残余应力和工作应力两种，其中以焊接残余应力为主。
产生应力腐蚀的介质因素是溶液中CI-离子浓度和氧含量的共同含量。容易引起奥氏体不锈钢产生应力腐蚀的介质，见表18。奥氏体不锈钢制设备经常由冷却水、蒸汽、空气中的积水引起应力腐蚀断裂。
防止应力腐蚀的方法主要是消除焊接残余应力，常采用低温（低于300～350℃）或高温（高于850℃）退火处理。
表18& 易引起奥氏体不锈钢应力腐蚀的介质
硝酸、盐酸、氢氟酸的混合酸溶液
氯代甲烷（含水）
有机酸+氯化物
有机氯化物
亚硫酸溶液
注：I——晶间裂纹；T——穿晶裂纹；1T——晶间裂纹及穿晶裂纹
为什么18-8型奥氏体不锈钢中要求具有一定数量的铁素体组织？
18-8型奥氏体不锈钢中，具有一定数量的铁素体组织，可以增加钢材的抗热裂纹及耐晶间腐蚀的能力。
⑴铁素体对热裂纹的影响
1）铁素体可以细化奥氏体组织，并在一定程度上打乱树枝晶的方向性，见图4。如果焊缝是单相组织，奥氏体柱状晶很粗大，易熔共晶物集中在较少的晶界上，形成较厚的晶间偏析夹层，焊后冷却过程中在拉应力的作用下很容易沿晶界被拉裂，形成热裂纹。若在组织中加入了少量铁素体后，会使柱状晶变细，晶界增多，同样数量的易熔共晶物被分割，将不连续地分散在各个晶界上，从而降低热裂纹倾向。
2）铁素体能比奥氏体溶解更多的有害杂质如S、P等。
⑵铁素体对晶间腐蚀的影响&
双相组织对防止晶间腐蚀的有利作用，见图5。单相组织的焊缝由于柱状晶发展较快，晶间夹层厚而连续，析出碳化物后，贫铬区贯穿于晶粒之间，构成侵蚀性介质的腐蚀通道。双相组织的焊缝由于树枝晶被打乱，晶间夹层分散而不连续，并且由于铁素体中的含铬量远高于奥氏体，碳化铬优先在铁素体的边缘以内析出，因而不致在晶界上形成贫铬区，即使形成了贫铬区，也容易从邻近的富铬铁素体中，及时得到铬的补充。
如何保证不锈钢焊缝金属能得到双相组织？
钢中的合金元素是形成双相组织的主要因素。合金元素对组织的影响可以分为两大类：
奥氏体生成剂：Ni、N、Cu、Co、C、Mn。
铁素体生成剂：Cr、Nb、Ti、Si、V、Mo。
当不锈钢中的含碳量与含镍量之比大于1.8时，就会出现铁素体组织。因此，为了保证焊接不锈钢时焊缝金属能得到双相组织，关键在于选择含铁素体生成剂比较多的焊接材料。如焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢时，常选用A132焊条，因为该焊条中含有一定量的Ti、Nb，焊缝金属为双相组织，具有较高的抗热裂和耐腐蚀能力。
实践证明，焊缝组织中铁素体的质量分数为2%～3%时，就能足以防止产生热裂纹，焊接18-8型不锈钢用焊条都能保证堆焊金属中含有质量分数为3%～8%的铁素体，因此这类焊条都有较强的抗热裂能力。当焊接奥氏体不锈钢或多层焊的根部焊道，可采用铁素体含量更高（质量分数5%～10%）的焊条，如Cr、Ni比更高的Cr22Ni9型焊条A122。
但是，焊缝金属中出现更多的铁素体含量是不必要的，因为过多的铁素体会引起焊缝金属的脆化，尤其是工作在高温下的焊接结构，通常铁素体的质量分数应控制在5%以内。
焊接单相奥氏体不锈钢时如何防止产生热裂纹？
单相奥氏体不锈钢如0Cr25Ni20焊接时的热裂倾向比1Cr18Ni9Ti不锈钢要大得多，特别是在根部打底焊道以及弧坑处最易产生热裂纹。但是这类钢不能依靠加入少量铁素体来提高抗裂性。因为要在焊缝中形成铁素体，势必加入大量铁素体形成元素，这就使焊缝的成分和性能与母材相差太大，以致不能满足接头的使用要求。此外，更多的铁素体还会使接头脆化。
焊接单相奥氏体钢时防止产生热裂纹的主要措施是：
1）适当提高含碳量，使焊缝中形成一定数量的碳化物，与奥氏体组织成双相组织。通常认为，碳是引起热裂纹的主要元素，特别是在18-8型钢焊缝中，当碳的质量分数从0.06%～0.08%增加到0.12%～0.14%时，热裂倾向显著增加；如果继续增高0.18%～0.20%时，热裂倾向就更大。因此对于18-8型不锈钢，总是力求降低焊缝中的含碳量，以保证足够的抗裂性能。但是在单相奥氏体不锈钢中，由于含碳量比较高，已经高到足以引起热裂纹的程度，要限制它的含量已不可能。这时如果再提高碳的含量，使焊缝中保持适量的碳化物共晶，由于这种共晶物的熔点低、流动性好，在熔池结晶过程中呈弥散分布，可以细化奥氏体晶粒，并在熔池金属发生收缩和晶间薄层被拉断的瞬间及时填充到晶间的空隙中去，使裂纹不致产生。
2）在焊缝中加入适量的Mn、Mo金属元素，可提高抗热裂性，对于25-20型、15-36型等单相奥氏体不锈钢种，可加入质量分数为6%～7%的Mn或2%～5%的Mo。又例如，0Cr25Ni20Mo2型的焊条A412，就有质量分数为2%～3%Mo。
3）严格控制焊缝金属中S、P等有害杂质的含量。例如，焊接25-20型铸钢件时，如果用和母材成分相同的焊条或焊丝，只要焊缝中磷的质量分数不超过0.015%，不再采取其它措施，就能有效地防止裂纹。
32& 试述不锈钢焊接接头的脆化现象。
不锈钢的焊缝在高温加热一段时间后，出现冲击韧度下降的现象称为脆化。
3脆性&
含有较多铁素体相（超过15%～20%）的双相焊缝金属，经过350～500℃加热后，塑性和韧性会显著降低，即性质脆化。由于在475℃时脆化速度最快，故称为“475℃脆性”。铁素体越多，这种脆化越严重。已产生475℃脆化的焊缝，可以900℃淬火消除。
⑵σ相脆化&
不锈钢焊接接头在375～875℃范围内长期使用，会产生一种FE-Cr金属间化合物，称为“σ相”。σ相硬而脆，硬度大于68HRC时，由于σ相析出的结果，焊缝的冲击韧度急剧下降，这种现象称为“σ相脆化”。通常认为，σ相是由铁素体演变而来，当铁素体的质量分数超过5%时，很快会形成σ相。因此，对于高温下使用的不锈钢材料，为了防止出现σ相，必须控制铁素体的含量。为了消除已经生成的σ相，恢复焊接接头的韧性，可以把焊接接头加热到℃，然后快速冷却。
σ相在1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊缝中一般不会产生。
⑶熔合线脆断&
不锈钢焊件在高温下长期使用，在沿焊缝熔合线外几个晶粒的地方，会发生脆断现象，此现象称为熔合线脆断。钢中加入Mo元素能提高钢材抗脆断的能力。
试述奥氏体不锈钢焊接时，如何正确地选用焊接材料。
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，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，使用这些方法焊接时焊接材料的选用，见表19。
表19& 奥氏体不锈钢焊接时焊接材料的选用
1Cr18Ni9Ti
E0-19-10-16 R0-19-10-15 E0-19-10Nb-16 R0-19-10Nb-15
H0Cr20Ni10Ti
H0Cr20Ni10Ti
E0-19-10-16 R0-19-10-15
0Cr18Ni9Ti
E0-19-10Nb-16 R0-19-10Nb-15
H0Cr20Ni10Ti
H0Cr20Ni10Ti
0Cr18Ni9Ti
E0-19-10Nb-16 R0-19-10Nb-15
00Cr18Ni10N
E00-19-10-16
H00Cr21Ni10
H00Cr21Ni10
00Cr19Ni11
E00-19-10-16
0Cr17Ni12Mo2
E0-18-12Mo2-16 E0-18-12Mo2-15
H00Cr19Ni12Mo2
H00Cr19Ni12Mo2
0Cr18Ni12Mo2Ti
E00-18-12Mo2-16 E00-18-12Mo2Nb-16
H00Cr19Ni12Mo2
H00Cr19Ni12Mo2
0Cr19Ni13Mo3
E0-19-13Mo3-16
0Cr18Ni12Mo3Ti
E0-18-12MoNb-16
H0Cr20Ni14Mo3
H0Cr20Ni14Mo3
00Cr17Ni14Mo2
E00-18-12Mo2-16
H0Cr20Ni14Mo3
H0Cr20Ni14Mo3
34& 试述奥氏体不锈钢的手弧焊工艺。
奥氏体不锈钢的手弧焊具有热影响区小、易于保证质量，适应各种焊接位置及不同板厚工艺要求的优点。焊条有酸性钛钙型和碱性低氢钠型两大类。低氢钠型的不锈钢焊条抗热裂性较高，但成形不如钛钙型焊条，耐腐蚀性也较差。钛钙型焊条具有良好的工艺性能，生产中应用较普遍。
由于奥氏体不锈钢的电阻率为低碳钢的4倍以上，焊接时产生的电阻热较大，药皮容易发红和开裂，所以同样直径的焊条焊接电流值应比低碳钢降低20%左右，焊条长度亦比同直径的碳钢焊条短，否则焊接时由于药皮的迅速发红、开裂会失去保护而无法焊接。
施焊时，焊条不应作横向摆动，采用小电流、快速焊，一次焊成的焊缝不宜过宽，最好不超过焊条直径的3倍。多层焊时，每焊完一层要彻底清除焊渣，层间温度应低于60℃与腐蚀介质接触的焊缝，为防止由于重复加热而降低耐腐蚀性，应最后焊接。焊后可采取强制冷却措施，加速接头冷却。焊接开始时，不要在焊件上随便引弧，以免损伤焊件表面，影响耐腐蚀性。
35& 试述奥氏体不锈钢的埋弧焊工艺。
奥氏体不锈钢埋弧焊时，由于焊接电流密度大，热量集中，因此形成的弧坑也较大，并且熔池厚度也增大，在局部间隙的较大处很容易烧穿，因此在施焊过程中需要在焊件背面采取一定的工艺措施，以防烧漏。常用方法是采用手弧焊封底，并用纯铜板垫、永久垫和焊剂垫等。
18-8型奥氏体不锈钢埋弧焊时的焊接工艺参数，见表20。
表20& 18-8型不锈钢埋弧焊焊接工艺参数
焊件厚度（mm）
装配间隙（mm）
焊接电流（A）
电弧电压（V）
焊接速度（m/h）
注：1、表中厚度为6～12mm焊件的焊接工艺参数是在焊剂垫上进行单面埋弧焊的参数。
2、厚度为8～40mm的焊件，应进行双面焊，但焊接第1道焊缝时可以在焊剂垫上进行。
3、焊丝均采用ф5mm。
36& 试述奥氏体不锈钢的钨极氩弧焊工艺。
奥氏体不锈钢的钨极氩弧焊适宜于厚度不超过8mm的板结构，特别适宜于厚度在3mm以下的薄板、直径在60mm以下的管子以及厚件的打底焊。钨极氩弧焊电弧的热功率低，所以焊接速度较慢，约为手弧焊速度的1/2～1/3。因此，焊接接头冷却过程中在危险温度区停留的时间长，耐腐蚀性能较差。
奥氏体不锈钢钨极氩弧焊对接接头的焊接工艺参数，见表21。
37& 试述奥氏体不锈钢的熔化极氩弧焊工艺。
奥氏体不锈钢采用熔化极氩弧焊时，若使用纯氩气作为保护气体会引起一系列困难：
1）液体金属的粘度及表面张力较大，易产生气孔；焊缝金属润湿性差，焊缝两侧易产生咬边。
2）电弧阴极斑点不稳定，产生所谓阴极飘移现象，使焊缝的成形很差。如厚度为3mm的不锈钢焊后焊缝宽约4mm，而余高竟超过3mm，因此没有得到推广应用。解决上述现象的方法是采用氧化性混合气体作保护气体，即在纯氩气中加入少量氧气或CO2气体。
焊接厚板时推荐以射流过渡焊接，保护气体的质量分数为Ar98%+O22%。由于射流过渡必须采用较高的电压和电流值，熔池流动性好，故只适于平焊和横焊；焊接薄板时推荐以短路过渡焊接，保护气体的质量分数97.5%的Ar+2.5%的CO2。短路过渡时电压和电流值均较低，熔滴短路时会熄弧，熔池温度较低容易控制成形，因此适用于任意位置的焊接。
为防止背面焊道表面氧化和保持良好成形，底层焊道的背面应附加氩气保护。
奥氏体不锈钢焊件焊后如何进行表面处理？
为增加奥氏体不锈钢焊件的耐腐蚀性，焊后表面应进行处理，处理的方法是抛光和钝化。
⑴表面抛光&
不锈钢焊件表面如有刻痕、凹痕、粗糙点和污点等，在介质中会加快腐蚀。如将不锈钢表面抛光，就能提高其耐腐蚀的能力，表面粗糙度越细，耐腐蚀性能就越好。因为粗糙度细的焊件表面能产生一层致密、均匀的氧化膜，保护内部金属不再受到氧化和腐蚀。
⑵钝化处理&
钝化处理是在不锈钢的表面人工地形成一层氧化膜，以增加其耐腐蚀性。
钝化处理的流程为：
焊件表面清理和修补→酸洗→水洗和中和→钝化→水洗和吹干。
处理前先对焊件进行表面清理和修补，将表面损伤的地方修补好，用手提砂轮磨光，最后把焊缝上的渣打壳和近旁的飞溅物清除干净。
酸洗的目的是去除氧化皮。因为经热加工的不锈钢（如热压的封头）及焊接热影响区都会产生一层氧化皮，影响其耐腐蚀性。酸洗有酸液酸洗和酸膏酸洗两种方法。
浸洗酸液配方：硝酸（密度1.42g/cm3）的质量分数为20%、氢氟酸5%，其余为水，酸洗温度为室温。
刷洗酸液配方：盐酸50%+水50%。
酸膏配方：盐酸（密度1.19g/cm3）20mL、水100mL、硝酸（密度1.42g/cm3）30Ml、膨润土150g。
浸洗法适用于较小的设备和零件。浸洗时，将设备和部件浸没在酸洗液里25～45min，取出后用清水冲净。刷洗法适用于大设备，用刷子蘸取酸洗液刷洗，到呈白亮色为止，再用清水冲净。
钝化是在酸洗后进行。钝化液的配方为：硝酸5mL、重铬酸钾1g、水95mL。处理温度为室温，处理时间1h。处理方法是将钝化液在焊件表面揩一遍，保持1h后再用冷水冲，用布仔细擦洗，最后用热水冲洗干净，并将其吹干。
经钝化处理后的不锈钢，外表全部呈银白色，具有较高的耐腐蚀性。
39& 试述铁素体不锈钢的焊接工艺。
属于铁素体不锈钢的钢号有0Cr13A1、1Cr17、1Cr28、0Cr17Ti、1Cr25Ti、1Cr17Mo2Ti等。
铁素体不锈钢焊接工艺如下：
⑴焊接性&
铁素体不锈钢焊接时，由于热影响区晶粒急剧长大、475℃脆性和σ相析出不仅引起接头脆化，而且也使冷裂倾向加大。在温度高于;的熔合线附近快速冷却时会产生晶间腐蚀，但经650～850℃加热并随后缓冷就可以加以消除。
由于铁素体钢在加热和冷却过程中不发生相变，所以晶粒长大以后，不能通过热处理来细化。
⑵焊接工艺
1）焊接时将焊件预热100～150℃，含铬量越高，预热温度越高。
2）可分别选用铬不锈钢焊条或铬镍奥氏体焊条。采用铬镍奥氏体焊条时，可不进行焊前预热和焊后热处理。
焊接铁素体不锈钢用焊条，见表22。
表22 &焊接铁素体不锈钢用焊条
对接头性能要求
预热及焊后热处理
耐硝酸及耐热
焊前预热120～200℃，焊后750～800℃回火
1Cr17Mo2Ti
提高焊缝塑性
E0-19-10-15
E0-18-12Mo2-15
不预热，不热处理
E1-23-13-15
不预热，焊后760～780℃回火
提高焊缝塑性
E2-26-21-16
E2-26-21-15
不预热，不热处理
3）采用小的焊接线能量，不摆动焊接。多层焊时应控制层间温度高于150℃。不宜连续施焊。
4）焊后进行750～800℃的回火处理，目的是改善塑性，提高耐腐蚀性。回火后快冷，可防止出现σ相及475℃脆性。
对于超低碳高铬铁素体不锈钢，如00Cr26Mo1、00Cr30Mo，目前还没有专用焊条，可采用E1-23-13-26（A302）、E2-26-21-16（A402）焊条进行焊接。
40& 试述马氏体不锈钢的焊接工艺。
属于马氏体不锈钢的钢号有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr13Mo、1Cr17Ni2、2Cr13Ni2、9Cr18、9Cr18MoV等。
⑴焊接性&
有强烈的冷裂倾向，焊缝及热影响区焊后均为硬而脆的马氏体组织，钢中含碳量越高，冷裂倾向越大。焊接时在温度超过;的热影响区内，晶粒显著长大。过快或过慢的冷却都可能引起接头脆化。例如，1Cr13钢焊后冷却速度小于10℃/s时，在热影响区将得到粗大的铁素体加碳化物组织，使塑性显著降低；当冷却速度大于40℃/s时，则会产生粗大的马氏体组织，同样也使塑性下降。
马氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向很小。
⑵焊接工艺
1）焊前预热&
焊前预热是防止产生冷裂纹的主要工艺措施。当C的质量分数为0.1%～0.2%时，预热温度为200～260℃，对高刚性焊件可预热至400～450℃。
2）焊后冷却&
焊件焊后不应从焊接温度直接升温进行回火处理，因为焊接过程中奥氏体可能未完全转变，如焊后立即升温回火，会出现碳化物沿奥氏体晶界沉淀和奥氏体向珠光体转变，产生晶粒粗大的组织，严重降低韧性。因此回火前应使焊件冷却，让焊缝和热影响区的奥氏体基本分解完了。对于刚性小的焊件，可以冷至室温再回火；对于大厚度的焊件，需采用较复杂的工艺；焊后冷至100～150℃，保温0.5～1h,然后加热至回火温度。
3）焊后热处理&
目的是降低焊缝和热影响区的硬度，改善塑性和韧性，同时减少焊接残余应力。焊后热处理分回火和完全退火两种。回火温度为650～750℃，保温1h，空冷；若焊件焊后需机加工的，为了得到最低硬度，可采用完全退火，退火温度为830～880℃，保温2h炉冷至595℃，然后空冷。
4）焊条的选用&
焊接马氏体不锈钢用焊条分为铬不锈钢焊条和铬镍奥氏体不锈钢焊条两大类。常用铬不锈钢焊条有E1-13-16（G202）、E1-13-15（G207）；常用铬镍奥氏体不锈钢焊条有E0-19-10-16（A102）、E0-19-10-15（A107）、E0-18-12Mo2-16（A202）、E0-18-12Mo2-15（A207）等。
六、常用金属材料的焊接2
试述Ni9低温用钢的焊接工艺。
Ni9钢是低碳马氏体型低温用钢，其化学成分，见表23。
Ni9钢的化学成分（质量分数）&
温度等级(℃)
8.50～9.50
0.15～0.30
Ni9钢具有良好的低温韧性和焊接性，常用的焊接方法是手弧焊，其次是埋弧焊和钨极氩弧焊。
⑴焊接材料&
Ni9低温钢常用的焊接材料有Ni的质量分数约60%以上的Inconel型、Ni的质量分数约40%的FeNi基型、Ni的质量分数为13%的奥氏体不锈钢型和Ni11%的铁素体型等，其中Ni基与Fe-Ni基的焊接材料低温韧性好，线膨胀系数与Ni9钢相近，但成本高、屈服点偏低。Ni的质量分数为13%-Cr16%型焊接材料的成本低、屈服点高，但低温韧性稍差，线膨胀系数与Ni9钢有很大差异。
Ni9钢手弧焊用焊接材料为Ni60Cr15Mo、Ni55Cr22Mo9、Ni67Cr16Mo3、Cr15Ni70Mn4Mo4Nb；埋弧焊用焊接材料为Ni67Cr16Mn3Ti、Ni58Cr22Mo9W；钨极氩弧焊用焊接材料为Ni11、Ni70Mo18CrW。
⑵焊接工艺&
焊前一般不预热，当板厚超过50mm时可预热50℃，冷变形超过3%时应进行退火处理，退火火为550～558℃。焊接线能量应控制在45kJ/cm以下，一般常用7～35kJ/cm。
手弧焊时焊条直径不超过4mm。当采用有弧坑裂纹倾向的焊条焊接Ni9钢时，打底焊应采用穿透法焊接，把弧坑尽可能留在背面，以便清根时能把弧坑裂纹消除掉。
埋弧焊时焊丝直径不超过3.2mm。
试述0Cr21Ni6Mn9㈠超低温无磁钢的焊接工艺。
0Cr21Ni16Mn9N钢是奥氏体型超低温用钢，其化学成分，见表24。
0Cr21Ni16Mn9N钢的化学成分（质量分数）（%）
19.50～21.50
0.15～0.30
㈠此钢由中国科学院金属研究所研制成,目前尚未列入国标中。
0Cr21Ni16Mn9N钢焊接时的主要问题是防止出现热裂纹、降低低温韧性和预防碳化物析出。为此，焊缝中应有一定量的铁素体，以防产生热裂纹，但铁素体的存在又会使低温韧性变坏，磁性增高，目前使用的0Cr21Ni16Mn9N钢中，焊接时仅在熔合区出现少量铁素体，对低温韧性和磁性影响不大。
0Cr21Ni16Mn9N钢在650～750℃回火时，或被加热到该温度范围的焊接热影响区会沿晶界析出大量碳化物Cr23C6，导致脆性，所以焊接时必须严格控制焊接线能量和层间温度，不能预热和后热，必要时还可采取强迫冷却的措施以防止析出碳化物。
目前，0Cr21Ni16Mn9N钢的焊接仅限于钨极氩弧焊和真空电子束焊，钨极氩弧焊时采用的填充焊丝化学成分，见表25。
填充焊丝的化学成分（质量分数）（%）
13.0～16.0
19. 0～22.0
0.15～0.20
焊接根部第一层焊缝时，必须用氩气保护背面，层间温度要控制在100℃以下，背面只能用砂轮打磨清根，不能用碳弧气刨清根，以免渗碳。
试述15Mn26Al4超低温用钢的焊接工艺。
15Mn26Al4钢是为了节约Ni、Cr而用Mn、Al代替的奥氏体超低温用钢，工作温度为-253℃，其化学成分见表26。
15Mn26Al4钢的化学成分（质量分数）（%）
0.13～0.19
24.5～27.0
3.80～4.70
焊接15Mn26Al4钢的主要问题是：
⑴铝的过渡系数低&
铝是一种活泼元素，焊接时特别容易被烧损，过渡系数均小于50%，因此要适当提高焊接材料中铝的含量，但铝是铁素体形成元素，含量过高会出现奥氏体加铁素体的双相组织，给焊丝的冷、热加工带来极大的困难，通常用铬、钼来部分代替铝。
⑵焊缝中的气孔& 铝的强烈还原作用增加了焊缝产生气孔的倾向。
⑶焊缝中的热裂纹&
15Mn26Al4钢焊接时有一定的热裂倾向，在焊缝中有少量铁素体存在时，有助于消除热裂纹。
15Mn26Al4钢焊接时常用的焊接方法是手弧焊、钨极氩弧焊和埋弧焊，焊接材料见表27。
表27& 15Mn26Al4钢用焊接材料
化学成分（质量分数）& （%）
15Mn26Al3Cr
15Mn26Al3Mo
0.13～0.19
0.13～0.19
25.0～29.0
25.0～29.0
1.50～2.50
24.0～28.0
17.0～21.0
钨极氩弧焊
0.13～0.19
24.5～27.0
焊丝12Mn27Al6
26.0～28.5
Ca09～15, CaF245～55, Al2O320～28, ZrO22～4
SiO2≤5, Mn1～2, S≤0.02, P≤0.05
焊接工艺参数：
手弧焊焊条ф4.0mmI120mm～140A；ф3.2mmI80mm～110A
埋弧焊焊丝ф4.0mmI450mm～550A；U32～35V，u28～35m/h
试述Ni18马氏体时效钢的焊接工艺。
Ni18是马氏体时效超高强钢，当含镍量大于6%时，高温奥氏体冷却至室温时将转变为马氏体组织，再加热至500℃，该马氏体组织仍保持稳定，因此有可能进行时效强化。Ni18马氏体时效钢的优异性能是具有高的屈服点和断裂韧性以及良好的工艺性能，其化学成分，见表28。
Ni18钢的化学成分（质量分数）&&&
0.01～0.027
17.33～18.23
0.034～0.05
7.56～8.11
4.73～5.10
0.45～0.55
0.045～0.14
0.005～0.008
0.005～0.007
焊接Ni18钢的主要问题是：
⑴焊接热影响区的软化&
Ni18钢焊接热影响区被加热到800℃以上的区段，完全转变为奥氏体，冷却时转变为粗大的马氏体，性软、硬度低，需经再时效后，才能恢复其硬度。
⑵焊缝金属的强度和韧性下降&
焊缝中的钛、钼会引起严重偏析，形成逆转奥氏体，使焊缝金属的强度和韧性均下降。
⑶热裂纹倾向&
由于钢中含锰量少，对硫很敏感，因此焊缝有一定的热裂倾向。钛的硫化物TiS在焊接加热时被液化，冷却过程中在热影响区会形成液化裂纹。
⑷应力腐蚀&
Ni18钢在℃时会产生一种虽不影响韧性，但对应力腐蚀非常敏感的热脆性。
Ni18钢焊接用的焊丝化学成分，见表29。
Ni18钢焊接用焊丝的化学成分（质量分数）& （%）
由于奥氏体向马氏体转变时的温度为155～100℃，所以焊接Ni18时效钢时不应预热，层间温度也应控制在100℃以下，常用的焊接方法有钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊和埋弧焊，其中以钨极氩弧焊用得最多。
45& 试述奥氏体高锰钢的特点及其焊接性。
奥氏体高锰钢是指碳的质量分数为0.9%～1.3%、、锰的为11%～14%的铸钢。这种钢在℃范围内加热时，可以得到单一的奥氏体组织，然后迅速在水中冷却淬火（水韧处理）能保持单相奥氏体状态。奥氏体高锰钢具有很高的韧性，是一种非常强韧的非磁性合金，在冲击载荷作用下，表面层将发生加工硬化而具有高耐磨性，但切削加工困难，仅限于作铸件使用，广泛用于制造要求高耐磨性并承受冲击载荷的零件，牌号为ZGMn13，其化学成分，见表30。
ZGMn13钢的化学成分（质量分数）& （%）
1.10～1.50
11.00～14.00
0.30～1.00
1.10～1.40
0.90～1.30
0.30～0.80
0.90～1.20
ZGMn13高锰钢的焊接较差，焊接时的主要问题是：
⑴热影响区碳化物的析出&
高锰钢经;水韧处理后，碳全部固溶于奥氏体中，室温下呈单相奥氏体组织，具有良好的韧性，但当重新加热超过250℃时，碳就会沿晶界析出碳化物，使材料的韧性大大下降，因此焊补后，在热影响区的一个区段内会不同程度地析出碳化物，不仅失去韧性变脆，而且还会降低耐磨性和冲击韧度。解决的措施是加快施焊时焊件的冷却速度，缩短在高温下停留的时间，以减少碳化物的析出。
⑵热裂纹倾向严重&
ZGMn13高锰钢的线膨胀系数是低碳钢的1.6倍，但热导率仅是低碳钢的1/6，所以焊接时会产生很大的应力，在S、P有害杂质的作用下，产生焊缝热裂纹和热影响区的液化裂纹。解决的措施是严格控制母材中的S、P含量，特别是焊接材料中的S、P含量；其次是采用锤击焊缝等工艺措施，减少焊接应力。
如何正确地选用ZGMn13奥氏体高锰钢焊接时的焊接材料？
⑴焊条&
用于ZGMn13奥氏体高锰钢焊接的焊条为低碳钢焊芯，并在药皮中加入适量合金元素，使熔敷金属得到高锰钢的化学成分和力学性能。
用于焊接ZGMn13奥氏体高锰钢的焊条有两种类型：一种是高锰钢型焊条D256（EDMn-A-16）和（EDMn-B-16），主要用于堆焊受严重冲击磨料磨损零件，如碎石机颚板等；另一种是Cr-Mn型焊条D276（EDCrMo-B-16）和D277（EDCrMo-B-15），其堆焊金属处于介稳定状态的高锰奥氏体，当受到强烈冲击后转变为马氏体，主要用于耐气蚀的堆焊或高锰钢堆焊，如水轮机叶片、挖掘机斗齿等。
⑵焊丝&
焊接ZGMn13奥氏体高锰钢用焊丝有Mn-Ni、Mn-Cr、Mn-Mo、Mo-Ni-Cr系高锰钢焊丝和Cr-Ni、Cr-Ni-Mn系合金钢焊丝，其化学成分，见表31。Cr-Ni系焊丝不仅具有较高的耐腐蚀性能，能冲击载荷下能声速被加工硬化，而且还在焊接高锰钢与碳钢或低合金钢的异种钢时容许有较高的稀释，可用来作为高锰钢与碳钢焊接时的填充材料。
ZGMn13高锰钢用焊丝的化学成分（质量分数）& （%）
试述ZGMn13奥氏体高锰钢的焊接工艺。
焊补或焊接ZGMn13奥氏体高锰钢时，应该采用热源集中、线能量小的焊接方法，如手弧焊、熔化极气体保护焊等，不推荐使用气焊和钨极氩弧焊。
焊补或焊接工艺：
1）焊前必须清理焊补处的泥垢、油垢和铁锈，仔细检查有无起层、裂纹、夹砂、气孔和缩孔等缺陷。若有这些缺陷，必须用砂轮或电弧气刨铲出。磨损的部位必须用砂轮磨去硬化层，因为硬化层的金属对裂纹十分敏感。
2）焊前不应预热，多层焊时层间温度不应超过300℃，以防止过热使热影响区脆化。
3）焊接时要尽可能地采用小线能量，尽量减少基本金属受热，采取措施为尽可能地加快接头的冷却。为此，用短弧、直流反极性、跳焊、短段焊、间隙焊、脉冲焊等工艺措施，采用这些措施能在一定程度上减少碳化物的析出。
4）为防止产生热裂纹，可采用Cr-Mn或Cr-Ni奥氏体钢焊条打底。如果在低碳钢或低合金钢上堆焊ZGMn13奥氏体高锰钢时，可以先焊一层Cr-Ni或CR-Mn奥氏体钢作隔离焊道，以防产生裂纹。
5）焊后为消除焊接应力，可用尖锤锤击焊接区。为使熔敷金属得到奥氏体组织，锤击后要迅速将焊接区进行喷水冷却。
试述1Cr18Ni25Si2热处理炉用耐热钢的焊接工艺。
1Cr18Ni25Si2钢属奥氏体钢，适合在900～;高温下工作，是热处理炉用钢，其化学成分，见表32。
1Cr18Ni25Si2钢的化学成分（质量分数）&
1Cr18Ni25Si2钢的焊接性尚可，常采用手弧焊焊接，但由于导电性、导热性较差，线膨胀系数比碳钢大1.5倍，所以当焊接熔池较大及引起焊缝金属在高温停留时间过长时，易产生热裂纹。
焊接工艺：
1）焊条选用E2-26-21-16（A402）、E2-26-21-15（A407）。
2）焊前一般不预热，有时为防止产生裂纹，可将焊接区预热至250～300℃。
3）焊接电源有机用直流反接。
4）采用较小的线能量，以得到浅而短小的焊接熔池，防止产生裂纹。施焊过程中焊条不作横向摆动或纵向摆动，熄弧前应将弧坑填满，防止产生弧坑裂纹。
5）焊件较厚时可采用多层焊，但层间必须仔细清除渣壳，并等温度降到近室温或预热温度后，再继续焊接。
6）为改善焊缝组织，消除焊接应力，焊后应将焊件进行热处理。热处理时将焊件加热至℃，焊件厚度每25mm保温1h，然后水冷或空气中自然冷却。
试述1Cr5Mo耐热钢的焊接性及手弧焊工艺。
1Cr5Mo属于中合金马氏体耐热钢，其化学成分，见表33。
1Cr5Mo钢的化学成分（质量分数）& （%）
0.45～0.60
1Cr5Mo钢焊接性较差，在空气中冷却时具有淬硬倾向，易产生裂纹，为此，焊前需采取预热措施，焊后还需进行适当的热处理。
1Cr5Mo钢常用的焊接方法是手弧焊和气焊，手弧焊时可分别采用不锈钢焊条或耐热钢焊条进行施焊。
⑴采用不锈钢焊条的焊接工艺
1）焊条选用E1-23-13-15（A302）、E1-23-13-16（A307）。
2）焊前将坡口面及其两侧各10mM范围内的污物清理干净，并将焊口预热至200℃。
3）定位焊用焊条应与正式焊接相同，管子焊接时定位焊缝应均布4点，管子的两端头应用尖铲削或缓坡形，不允许有裂纹、夹渣存在。
4）焊条按规定要求进行烘焙。
5）施焊过程中，应不使焊件受风、雨的侵袭。焊接管子时应将其两端堵死，避免受管内过堂风影响。
6）每个接头尽量要连续焊完，不得已中断时，焊口要用石棉包好，使其缓冷，再焊时需重新预热。
7）施焊时采用短弧焊，层间焊道接头应互相错开30～50mm。
8）弧坑应填满，换焊条动作要快，不得随意在焊件表面引弧，防止损伤表面材质。
9）层间应彻底清渣，施焊过程中，焊口两侧各100mm区域内，温度不应低于预热温度。
10）焊后焊缝应缓慢冷却。
⑵采用耐热钢焊条的焊接工艺
1）焊条选用E1-5MoV-15（R507）。
2）定位焊前应进行预热，预热温度按焊件壁厚选取；壁厚＜16mm，预热200～250℃；壁厚16～24mm，预热250～300℃；壁厚＞24mm，预热300～350℃。
3）施焊过程中焊件温度不低于200～250℃。
4）焊后立即进行无中断高温回火处理，消除焊接应力。处理工艺参数为：升温速度不大于200℃/h，加温至750±10℃；保温时间为2～4h；降温速度不大于200℃/h，降至250℃后空冷。
试述1Cr5Mo耐热钢的气焊工艺。
管壁较薄的1Cr5Mo钢管可采用气焊。
气焊用焊丝有不锈钢H1Cr24Ni3、H1Cr24Ni20或耐热钢H1Cr5Mo。
施焊时，可先用气焊火焰将焊口处预热到200℃以上，预热时注意不要用火焰直接加热坡口，以防止钝边处过热而发生氧化或淬火硬化，以及防止可能引起的气孔和裂纹，火焰加热的位置应是离开坡口约1/2的管径处，加热时应不断地摆动火焰，以防止局部过热和加热不均匀。
焊接时如采用H1Cr5Mo焊丝，焊后应进行热处理。热处理温度为750±10℃，保温1～1.5h。热处理加热宽度范围为坡口面两侧加热长度至少各等于管子直径，保温后缓冷到450～℃以后，在静至空气中自然冷却。如采用H1Cr24Ni13H1Cr24BNi200O焊丝，焊后可不进行热处理。
51& 试述铸铁的焊接性。
含碳量大于2%的铁碳合金称为铸铁。铸铁中除了含有Fe和C以外，还含有Si、Mn、P、S等元素，某些特殊用途的合金铸铁中，还分别含有Cu、Mg、Ni、Mo、Al等元素。
当铸铁中的碳以片状石墨的形式分布，并断面呈暗灰色时称为灰铸铁。灰铸铁具有良好的耐磨、吸振及切削加工性，应用最广。铸铁中的碳如果以球状石墨的形式分布时称为球墨铸铁。球墨铸铁有较高的强度和一定的塑性，可部分代替碳钢使用。铸铁中的碳如果以渗碳体（Fe3C）的形式存在，并断面呈银白色时称为白口铸铁。白口铸铁性硬而脆，难加工，很少直接应用。将白口铸铁加热至930℃后缓慢冷却，经较长时间的退火处理，Fe3C就分解为团絮状的石墨称为可锻铸铁。可锻铸铁有较高的强度和塑性，但并不能锻造。铸铁中的碳如果处于球状和片状之间的蠕虫状时称为蠕墨铸铁。蠕墨铸铁具有既接近球墨铸铁的强度、刚度、一定的韧性和良好的耐磨性，又具有与灰铸铁近似的铸造性能和良好的导热性，它是一种新型的铸铁材料。
铸铁是一种焊接性较差的材料，如果焊接材料和工艺措施选用不当，焊缝和热影响区会产生白口淬硬和裂纹三种严重的缺陷。
试述铸铁焊补时产生白口的原因及预防措施。
铸铁焊补时，往往会在焊缝和母材交界的熔合线处生成一层白口铸铁，严重时会使整个焊缝断面白口化，其硬度可高达600HBW，极难进行机械加工。
产生白口的原因：一方面是由于焊缝的冷却速度快，特别是在熔合线附近处的焊缝金属是冷却最快的地方；另一方面是焊条选择不当，使焊缝中的石墨化元素含量不足。
防止产生白口的措施：
⑴减慢冷却速度&
延长熔合区处于红热状态的时间，使石墨能充分析出，具体措施是焊前对焊件进行预热和焊后保温缓冷。
⑵增加石墨化元素含量&
铸铁中常存的C、Si、Mn、S、P元素中，C和Si是强烈的石墨化元素，只有当（C+Si）%含量达到一定值时，在适当冷却速度配合下，才能使焊缝获得灰铸铁组织。因此，选择含硅、碳较高的焊接材料是防止产生白口的常用方法之一。
⑶采用异质材料焊接&
采用镍基、铜基、钢基焊缝的焊接材料，使焊缝不是铸铁组织，因而从根本上避免了产生白口。
试述铸铁焊补时产生淬硬组织的原因及预防措施。
铸铁焊补时，在焊缝及热影响区均会产生马氏体转变，形成淬硬组织。
当采用低碳钢焊条焊接铸铁时，即使采用较小的焊接电流，母材在第一层焊缝中所占的百分比也将为25%～30%，当铸铁的碳的质量分数为3.0%时，第一层焊缝的平均碳的质量分数将为0.75%～0.9%，属于高碳钢。这种高碳钢焊缝在电弧冷焊后将会出现马氏体组织，其硬度可达500HBW左右。
焊接接头中的熔合区，由于冷却速度快，在共析转变温度区间，可出现奥氏体转变成马氏体的过程。
因此，铸铁焊补后，由于白口和淬硬的共同作用，使焊缝和热影响区局部出现高硬度，经机械加工带来很大的困难。用碳钢或高速钢刀具往往加工不动，用硬质合金刀具虽可勉强加工，但“打刀”的危险性很大，即刀具从硬度较低的灰铸铁（160～240HBS）上切削过来，突然碰上高硬度带，容易打刀，并加剧刀具的磨损。现在用的钻头大都用高速钢制造，故用钻头对有白口层或淬硬区的灰铸铁进行钻孔是非常困难的。生产实践说明，当灰铸铁的焊接接头的最高硬度在300HBS以上时，就很难进行切削加工。
预防铸铁焊补时产生淬硬组织的措施是对焊件进行焊前预热和采用异质焊缝的焊接材料。
试述铸铁焊补时产生裂纹的原因及预防措施。
铸铁焊补时可能产生冷裂纹和热裂纹两种类型的裂纹。
⑴冷裂纹& 冷裂纹可能出现在焊缝或热影响区上，并且发生在400℃以下。
当焊缝为铸铁型时，易于出现焊缝冷裂纹。裂纹发生时常伴随着可听见的较响的脆性断裂声音，焊缝较长时或焊补刚性较大的缺陷时，常发生这种裂纹。其产生的原因是：焊接过程中由于焊件局部不均匀受热，焊缝在冷却过程中受到很大的拉应力，由于铸铁强度低，400℃以下基本无塑性，当拉应力超过此时铸铁的抗拉强度时，即发生焊缝冷裂纹。当焊缝中存在白口铸铁时，由于白口铸铁的收缩率（2.3%）比灰铸铁的收缩率（1.26%）大，故焊缝更易出现冷裂纹，特别是当焊缝强度大于母材时，冷却过程中母材牵制不住焊缝的收缩，结果在结合处母材被撕裂，这种现象称为“剥离”。
当焊接接头刚性大、焊补层数多，焊补金属体积大，使焊接接头处于高应力状态时，如焊缝金属的屈服点又较高，难于通过其塑性变形来松驰焊接接头的高应力，则焊接裂纹易于在热影响区的白口区或马氏体区产生，形成热影响区冷裂纹。
防止冷裂纹最有效的办法是对焊补件进行550～700℃的整体预热，其次是采用异质焊缝的焊接材料。
⑵热裂纹&
当采用镍基焊接材料（如Z308、Z408、Z508焊条）及一般常用的低碳钢焊条焊补铸铁时，焊缝金属对热裂纹较敏感。产生的原因是：采用镍基材料焊补铸铁时，由于铸铁含S、P高，形成较多的低熔点共晶物，如Ni-Ni3S2（熔点644℃）、Ni-Ni3P（熔点880℃）；采用低碳钢焊条焊补铸铁时，第一、二层焊缝会从铸铁溶入较多的C、S及P，因此使第一、二层焊缝的热裂程度增加。
防止产生热裂纹的方法是调整焊缝的化学成分，加入稀土元素，增强脱硫、脱磷的能力，减小熔合比，降低焊接应力等。
55& 常用灰铸铁的牌号及其焊接方法有哪些？
灰铸铁是应用最广泛的铸铁，其化学成分，见表34。
灰铸铁的化学成分（质量分数）& （%）
目前灰铸铁的牌号有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350和HT400。
由于焊补的要求多种多样（焊后加工性、致密性、焊缝金属颜色与母材的配合、焊接接头强度及焊补成本的要求不同）及焊补对象不同（铸件壁厚、缺陷所处位置刚性、缺陷种类及焊补后的使用条件等的不同），有多种焊补方法及焊接工艺，其分类如下：
试述灰铸铁电弧热焊和半热焊的工艺特点。
焊前将铸件整体或局部预热至600～700℃，在焊补过程中保持这一温度，并在焊后采取缓冷措施的工艺方法称为热焊。预热温度在300～400℃称为半热焊。
热焊有着突出的优点，通过预热和缓冷，使焊接接头冷却速度缓慢，可避免产生白口及淬硬组织，保证接头有良好的切削加工性能，由于预热温度较高，使焊缝与母材的温差变小，大大地降低了接头的热应力。灰铸铁在600～700℃时有一定的塑性，伸长率可达2%～3%，因此可有效地防止产生焊接裂纹。热焊多采用铸铁型焊接材料，使焊缝的组织、硬度、其它物理性能以及颜色等都与母材接近，铸铁热焊能获得质量最佳的焊接接头。其缺点是劳动条件恶劣，生产成本高，生产率较低。
热焊适用于冷速慢的薄壁铸件，结构复杂、刚性较大易产生裂纹的部件，以及对焊补区硬度、颜色、密封性、承受动载荷等要求较高的零、部件。
半热焊由于预热温度低，冷却速度较快，需要在石墨化能力更强的焊接材料配合下才能获得灰口组织，但能改善劳动条件，简化焊接工艺。对于刚度较大铸件的焊补，半热焊还具有一定的裂纹倾向。
试述灰铸铁电弧热焊和半热焊的焊补工艺。
焊补工艺如下：
⑴焊条的选用&
热焊选用铸铁芯石墨化焊条EZC（牌号Z348），焊芯直径为6～12mm，电源交、直流两用。通过焊芯和药皮的熔化共同向焊缝过渡C、Si等石墨化元素。半热焊选用钢芯石墨化型焊条EZFe（牌号Z208），焊芯为H08A，其直径在5mm以下药皮中含有较多的C、Si、Al等石墨化元素向焊缝过渡。
⑵焊前准备&
铲除缺陷至露出金属本色，用扁铲、风铲、砂轮等开坡口。坡口上缘稍大，底面应圆滑过渡，四周可用黄泥围筑造型，以防铁液流失，见图6。
⑶预热& 可采用气乙炔焰或加热炉进行。
⑷焊补&
从缺陷中心引弧，逐渐移向边缘，较小缺陷连续填满，缺陷较大时，逐层堆焊直到填满。
⑸焊后保温用保温材料覆盖铸件使其缓冷，重要铸件可进行600～700℃的消除应力热处理。
58& 试述灰铸铁气焊的焊补工艺。
用氧乙炔焰焊补灰铸铁有一系列优点：由于气体火焰的温度比电弧低，热量不集中，加热速度缓慢，焊前可利用气体火焰对铸件进行预热，焊后可利用气体火焰对焊补区继续加热，使其缓慢冷却，因此可有效地防止白口、淬硬组织和裂纹的产生。因此，气焊目前仍是焊补灰铸铁的主要方法之一。
⑴焊丝及熔剂&
气焊灰铸铁用焊丝型号为RZC-1、RZC-2，其化学成分，见表35。
表35& 气焊灰铸铁用焊丝化学成分（质量分数）
3.20～3.50
2.70～3.00
0.60～0.75
0.50～0.75
3.50～4.50
3.00～3.80
0.30～0.80
气焊熔剂（气焊粉）的作用是去除熔池表面的高熔点SiO2（;），牌号为CJ201，主要成分是脱水硼砂和苏打。
⑵焊炬及焊嘴&
宜选用功率较大的大、中号焊炬。铸件壁厚20mm以下者，可选用ф2mm孔径的焊嘴；壁厚20mm以上都，可选用ф3mm孔径的焊嘴。
⑶焊补工艺
1）用中性焰进行焊补。先将母材加热至熔化温度，将焊丝煨热，蘸上熔剂送入熔池。
2）火焰的焰心距熔池表面10mm左右，施焊过程中，应使火焰始终盖住熔池，以加强保护。
3）焊接开始时可用焊丝括去缺陷，挖出坡口。焊接过程中将焊丝端头插入熔池底部，进行摩擦、搅动，使气体能从熔池中充分逸出，防止产生气孔。
4）焊后应使焊缝高出母材表面2～3mm，与母材保持平滑过渡，焊后继续用气体火焰加热焊补区，使接头缓慢冷却。
试述灰铸铁铸铁型焊缝电弧冷焊的工艺特点。
电弧冷焊焊工的劳动条件好，工艺过程简单，生产效率高，成本低。但由于冷却速度快，接头的白口及裂纹的问题比较突出。焊条仍采用EZC（牌号Z248）和EZFe（牌号Z208），工艺安排总的原则是要有较大的缺陷体积，采用大电流、连续焊。具体施焊时要注意下列几点：
1）大型焊件存在较大缺陷（缺陷体积在60～100cm3）时，为了防止产生冷裂纹，焊补时应分区、分段填满，待每区段焊高出母材3
～5mm时，再向前推进一区段，见图7。切忌电弧快速全面铺展，不宜分层堆焊。亦可在缺陷中部先用石墨板隔成两半，分两次焊补，先连续焊完一半，取出石墨板，再焊补另一半。收尾时，将电弧沿焊完的缺陷表面均匀摆动，使焊道平整，冷却减慢。
2）大型焊件存在中等缺陷（缺陷体积在20～50cm3）时，采用连续焊工艺1次焊完，可获得没有裂纹，能进行加工的焊接接头。
3）体积小于20
cm3小缺陷的焊补时，除1次连续填满缺陷外，再向上堆高3～5mm，趁焊缝表面还处于红热状态，用钢板刮去高出部分，接着再堆高3～5mm，反复进行3次以上，若缺陷越小或焊件越大，则反复进行堆高的次数应越多。
电弧冷焊焊接电流的选用，见表36。
表36& 电弧冷焊焊接电流的选用
焊件厚度（mm）
焊条直径（mm）
焊接电流（A）
试述灰铸铁非铸铁型异质焊缝电弧冷焊焊条的选用。
非铸铁型异质焊缝金属的性质分为镍基、钢基两大类。
⑴镍基铸铁焊条&
特点是焊缝硬度较低、熔合区白口层薄，且呈断续分布，焊缝的颜色与灰铸铁相接近，适用于加工面的焊接。
镍基铸铁焊条有下列三种：
1）EZNi型纯镍铸铁焊条（牌号Z308）是纯镍芯、强石墨化型药皮的铸铁焊条。电源可交、直流两用，进行全位置焊接。施焊时，焊件可不预热，这是铸铁冷焊焊条中抗裂性、切削加工性、操作工艺及力学性能等综合性能较好的一种焊条，广泛使用于铸铁薄件及加工面的焊补。
2）EZNiFe型镍铁铸铁焊条（牌号Z408）是镍铁芯（Ni的质量分数为55%、Fe45%）、强石墨化型的铸铁焊条。电流可交、直流两用，进行全位置焊接。施焊时，焊件可不预热，具有强度高、塑性好、抗裂性优良，与母材熔合好等特点。熔合区白口宽度为0.1mm左右，加工性比EZNi型纯镍铸铁焊条稍差，可用于重要灰铸铁的焊补。
3）EZNiCu型镍铜铸铁焊条（牌号Z508）是镍铜合金焊芯（Ni的质量分数为70%，Cu30%）、强石墨化药皮的铸铁焊条。电源可交、直流两用，进行全位置焊接。其工艺性能和切削加工性能接近EZNi及EZNiFe型焊条，但由于收缩率较大，焊缝金属的抗拉强度较低，不宜用于刚度大的铸件焊补。可在常温或低温预热（预热至300℃左右）焊接，用于强度要求不高、塑性要求好的灰铸件的焊补。
⑵钢基铸铁焊条&
焊条采用低碳钢焊芯，焊后焊接接头中易出现热裂纹、冷裂纹和淬硬组织，熔合区白口宽度较大，焊接质量不能令人满意，但价格便宜，目前仍有一定应用。
钢基铸铁焊条有下列三种：
1）EZFe-1型低碳芯氧化性药皮焊条（牌号Z100），药皮中含有较多赤铁矿、大理石等强氧化性物质，目的是通过碳的氧化反应来降低焊缝中的含碳量。第一层焊缝的碳的质量分数平均为0.8%，属高碳钢，焊缝硬度达40～50HRC，熔合区白口层宽约0.2mm，接头无法加工。常用于不要求加工、致密性及受力较低的缺陷部位的焊补。
2）EZFe-2型低碳钢芯铁粉型焊条（牌号Z122Fe），药皮为钛钙型。加入低碳铁粉的目的是降低焊缝的含碳量。第一层焊缝碳的质量分数可降至0.48%～0.56%，属中碳钢上限，最高硬度达320HBS，仍难于加工。常用于非加工面的焊补。
3）EZV型低碳钢芯低氢型药皮高钒铸铁焊条（牌号Z116、Z117）