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几种常见铸钢件缺陷的补焊方法和经验
几种常见铸钢件缺陷的补焊方法和经验核心提示：本文介绍了常见阀门铸钢件的缺陷及补焊方法，铸钢件缺陷的科学补焊,是一项节能的再制造工程技术。本文就缺陷处理判断，剔除作了详细讲解。　　本文介绍了常见阀门铸钢件的缺陷及补焊方法，铸钢件缺陷的科学补焊,是一项节能的再制造工程技术。本文就缺陷处理判断，剔除作了详细讲解。对补焊的方法，次数，补焊后的处理经验给予解答。总结了缺陷补焊中经济、有效的实用经验。　　1、
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几种常见铸钢件缺陷的补焊方法和经验
核心提示：本文介绍了常见阀门铸钢件的缺陷及补焊方法，铸钢件缺陷的科学补焊,是一项节能的再制造工程技术。本文就缺陷处理判断，剔除作了详细讲解。
　　本文介绍了常见阀门铸钢件的缺陷及补焊方法，铸钢件缺陷的科学补焊,是一项节能的再制造工程技术。本文就缺陷处理判断，剔除作了详细讲解。对补焊的方法，次数，补焊后的处理经验给予解答。总结了缺陷补焊中经济、有效的实用经验。
　　1、缺陷处理
　　缺陷剔除
　　在工厂里一般可采用碳弧气刨吹去铸造缺陷,然后用手提角磨机打磨缺陷部位至露出金属光泽。但生产实践中更多的是直接用碳钢焊条大电流除去缺陷,并用角磨机磨出金属光泽。一般铸件缺陷剔除,可用<4mm-J422焊条,160～180A电流,将缺陷除干净,角磨机将缺陷口打磨成U形,减少施焊应力。缺陷清除的彻底,补焊质量好。
　　缺陷判断
　　在生产实践中,有些铸件缺陷不允许补焊,如贯穿性裂纹、穿透性缺陷(穿底)、蜂窝状气孔、无法清除的夹砂夹渣和面积超过65cm2的缩松等,以及双方合同中约定的其他不能补焊的重大缺陷。在补焊前应判断缺陷的类型。
　　缺陷部位预热
　　碳素钢和奥氏体不锈钢铸件,凡补焊部位的面积<65cm2,深度<铸件厚度的20%或25mm,一般无需预热。但ZG15Cr1Mo1V、ZGCr5Mo等珠光体钢铸件,由于钢的淬硬倾向大,冷焊易裂,应作预热处理,预热温度为200～400℃(用不锈钢焊条补焊,温度取小值),保温时间应不少于60min。如铸件不能整体预热,可用氧-乙炔在缺陷部位并扩展20mm后加热至300-350℃(背暗处目测观察微暗红色),大号割炬中性焰枪先在缺陷处及周边做圆周快速摆动几分钟,然后改为缓慢移动保持10min(视缺陷厚度而定),使缺陷部位充分预热后,迅速补焊。
　　2、补焊方法
　　对奥氏体不锈钢铸件进行补焊时,要在通风处,使之快速冷却。对珠光体低合金钢铸件和补焊面积过大的碳钢铸件则应选背风处或用挡风板遮挡,避免快冷造成裂纹。补焊一个堆层的,补焊后应立即清除药渣,并沿缺陷中心向外均匀地锤击,降低补焊应力。若补焊分几层进行(一般3～4mm为一补焊层),则每层补焊后均要及时清除药渣和锤击补焊区域。如在冬季施焊,ZG15Cr1Mo1V类的珠光体合金钢铸件,每补焊一层还应用氧-乙炔反复加热,再迅速补焊,以避免产生焊接裂纹。
　　焊条处理
　　补焊前,应首先检查焊条是否预热,一般焊条应经150～250℃烘干1h。预热后的焊条应置保温箱中,做到随用随取。焊条反复预热3次,若焊条表面药皮有脱落、开裂和生锈,应不予使用。
　　补焊次数
　　承压铸件,如阀门壳体经试压渗水,同一部位一般只允许补焊一次,不能重复补焊,因为多次补焊会使钢中晶粒粗大,影响铸件的承压性能,除非铸件可以在焊后重新进行热处理。其他非承压同一部位的补焊,一般规定补焊不超过3次。同一部位的补焊超过二次的碳钢铸件,焊后应作消除应力处理。
　　补焊层高度
　　铸件的补焊高度一般高出铸件平面2mm左右,以利机加工。补焊层太低,机加工后易露出焊疤。补焊层过高,费时费力费材料。
　　3、补焊后处理
　　重要补焊
　　水压试验有渗漏的铸件、补焊面积>65cm2的铸件,深度>铸件壁厚20%或25mm的铸件,ASTMA217/A217M-2007中均认为是重要补焊。对此种重要补焊A217标准中提出,都应进行去应力处理或完全再加热处理,而这种去应力处理或完全再加热处理,必须用经审定合格的方法进行,即重要补焊需制订补焊工艺。ASTMA352/A352M2006中规定,重要补焊后的去应力或焊后热处理是强制要求。与A217/A217M相对应的我国行业标准JB/T中将重要补焊定义为“重缺陷”。但事实上,除铸件毛坯可以完全再加热处理外,许多缺陷往往是在精加工过程中才发现的,已无法再完全热处理。因此,生产实践中,通常是由有经验的持有压力容器焊接证书的焊工在现场用有效的方法解决。
　　消除应力
　　精加工后发现的缺陷补焊后,已无法做整体消除应力回火处理,一般可采用缺陷部位氧-乙炔火焰局部加热回火方法。采用大号割炬中性火焰来回缓慢摆动,将铸件加热到表面出现目视可见暗红色(约740℃),保温(2min/mm,但不少于30min)。消除应力处理后应立即在缺陷处盖上石棉板。珠光体钢阀门通径上的缺陷,补焊时还应在通径内腔填塞石棉板,使之缓冷。此种操作,既简便又经济,但要求焊工有一定实践经验。
　　不锈钢铸件在补焊后一般不作处理,但应在通风处施焊,使补焊区快冷。除非补焊后表明已引起奥氏体组织的改变,或属于重缺陷。在合同和条件许可下,应重做固溶化处理。缺陷面积过大过深的碳钢铸件和各种珠光体铸件,处于铸件清整阶段和虽进入粗加工、但留有精加工余量的,应在补焊后实施消除应力处理。碳钢消除应力回火温度可设为600～650℃,ZG15Cr1Mo1V和ZGCr5Mo回火温度均可设为700～740℃,ZG35CrMo回火温度设为500～550℃。所有钢种的铸件,其消除应力回火的保温时间均不少于120min,并随炉冷却到100℃以下出炉。
　　无损检测
　　对于阀门铸件的“重缺陷”和“重要补焊”,ASTMA217A217M-2007标准中规定,如铸件生产符合S4(磁粉检查)补充要求的规定,补焊要采用检查铸件同一质量标准的磁粉检验来检查。如铸件生产符合S5(射线照相检查)补充要求的规定,对于水压试验渗漏的铸件、或准备补焊的任何凹坑深度超过壁厚的20%或1in1(25mm)的铸件以及准备补焊的任何凹坑面积约大于10in2(65cm2)的铸件的补焊,都要采用检查铸件同一标准的射线检验进行检查。JB/T标准中规定,重缺陷补焊后应进行射线或超声检测。即对于重缺陷和重要补焊,必须要进行有效的无损检查,证明合格后方能使用。
　　等级评定
　　对于补焊区域无损检查缺陷报告的等级,JB/T中规定,对于电站阀的铸钢件阀门坡口和补焊部位应按GB/T进行评定,三级合格。阀门对接焊缝应按GB/T进行评定,二级合格。JB/T644-2008中对铸件中同时存在二种不同等级缺陷也给出了明确规定,在评定区同时存在两类或两类以上且等级不同的缺陷时,取其中最低等级定为综合评定等级。同时存在两类或两类以上且等级相同的缺陷时,其综合等级应降低一级。
　　对于补焊区缺陷的夹渣、未溶合和未焊透,JB/T中规定,可看作铸造缺陷的夹渣来评定,补焊区缺陷的气孔可看作铸造缺陷的气孔评定。
　　一般工况阀门的订货合同中不标注阀门铸件等级,更少在合同中注明缺陷补焊后的合格等级,这往往给阀门的生产、检验和销售带来诸多矛盾。根据我国目前铸钢件的实际质量水平和多年经验,补焊区域评定的等级一般认为不应低于GB/T中的三级,即ASMEE446b标准规定的Ⅲ级。耐酸耐蚀管线工况的铸钢阀门和高压铸钢阀门的壳体承压部位,一般应达到ASMEE446bⅡ级或以上标准。射线检查结果表明,经符合标准程序和规范补焊的缺陷区域,熔敷过程中生成的缺陷,比铸件本身还要少,级别更高。总之,补焊作为制造过程的一部分,不可掉以轻心。
　　硬度检测
　　补焊区虽经无损探伤检查合格,但如需机加工时,应该再检查一下补焊区的硬度,这也是对消除应力处理效果的检查。如果回火温度不够,或时间不足,会引起补焊区域的熔敷金属强度高,塑性差,机加工时焊区域会很硬,容易导致刀具崩裂。母材和熔敷金属性能不一致,还容易造成局部应力集中,出现补焊过渡交界的明显痕迹。因此,补焊区域需要用硬度值来鉴定和检测。用手提砂轮机轻轻磨平补焊区域,采用便携式布氏硬度计锤击三个点,将补焊区硬度值与铸钢件本身硬度值进行比较。如果二个区域的硬度值相近,则说明氧-乙炔回火基本成功。如果补焊区硬度值大于铸钢件硬度20以上,建议返工,直至硬度与母材接近。承压铸钢件经热处理后的硬度一般设计为160～200HB,硬度太低或太高都不利于机加工作业。补焊区硬度太高,会使其塑性下降,降低阀门壳体承载的安全性能。
　　在工业管线的承压阀门中,铸钢阀门由于其成本的经济性和设计的灵活性,受到广泛运用。但是缺陷判别和制订合理、经济、实用及可靠的补焊工艺来确保补焊后的阀门符合质量要求已成为阀门冷热加工共同关注的问题。
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单件小批量铸钢件检验
单件小批量铸钢件多为不定型单件生产，没有铸造工艺验证环节，而铸造工艺的合理编制， 实践经验是很重要的依据。加之铸钢其含碳量低(C≤0。23％)，浇注温度高(可达 1560 吧)， 因此在砂型铸造生产中铸钢件或多或少地存在一些铸造缺陷。技术、检测能力强、传奇私服 发布网生产条件好的企业铸造质量能够得到自行控制， 但差一些的企业生产铸钢件的质量就 需要我们在检验中特别注意。 1 典型缺陷目视特征和主要形成原因 单件小批量铸钢件常见的缺陷有：裂纹、气孔、夹砂、夹杂、缩孔、疏松、内冷铁未熔合、 泥芯撑未熔合等。 1，热裂纹 裂缝为不规则曲线，内表面比较粗糙且呈氧化铁黑褐色。冷裂纹：裂纹线条较 直、 裂缝内表面洁净且呈金属光泽。 产生的原因属于钢水在凝固过程中铸件的收缩应力造成。 铸钢件根部上表面打磨后内部热裂纹目视特征为夹砂引起的热裂纹， 产生的原因为合箱时型 砂掉人型腔而未清除，浮砂所致。铸钢件筋板连接根部热裂纹，产生的原因为铸件凝固收缩 时受型砂的阻力所致。铸钢件表面龟裂，其目视特征为裂纹分布如龟壳花纹。产生的原因主 要是开箱过早、 快冷所致。 铸造工艺拉筋与工件交接处易产生热裂纹主要为工艺拉筋尺寸不 当或者开箱过早所致。 2．气孔、缩孔 铸钢件轴毂上表面气孔缺陷目视特征呈圆形、内壁光滑有氧化色。产生的 原因很多， 此件产品为浇注系统中的金属液流裹携着气泡进入型腔所致。 铸钢件底部缩孔其 目视特征为形状不规则且内表面呈氧化铁黑褐色的空洞。 产生的原因主要是浇注时钢水液面 高度不够，或者是浇注速度过快所致。 3．夹渣、砂眼 铸钢件加工后上表面夹渣缺陷，其目视特征为低熔点的氧化夹杂物和玻璃 状的硅酸盐夹杂物。 主要形成原因为底注式浇包浇注过程中， 包内钢水中的非金属夹杂未来 得及上浮或者是浇注系统卷人产生二次夹杂进入铸型， 铸件凝固过程中夹杂物上浮至铸件上 表面所致。 铸钢件上表面砂眼缺陷其目视特征为缺陷中存在小团状未熔型砂。 主要形成原因 为型腔未清理干净浇注系统中带人型砂或者铸型缺实度不均匀浇注过程中钢水冲刷型腔所 致。 4．铸造应力未消除、冷隔、预热不当 ABS 检验中铸钢件跌落试验断裂情况，其目视特征 为脆性断口。 主要形成原因为热处理时铸件放置位置不合理， 热处理温度未达到要求或者保 温时间不够或者受热不均匀使其铸态组织未能完全消除， 存在残余铸造内应力。 铸钢件过渡 部位冷隔，其目视特征为“裂纹”状缝隙，但缝隙带有圆角的棱边。主要形成原因为钢水冲型 时由于型腔温度低或者浇注温度低， 流在前面的钢水液冷却快， 两股液流流头汇合处产生了 固相壳堵塞。 预热不当产生的裂纹， 其目视特征属于冷裂纹产生于铸造缺陷焊补时预热不均 匀、预热方法不当所致。 2 铸钢件产品质量检验与控制 依据日本 JCSS 铸钢件检查标准制定的思考方法，铸钢件受弯曲应力的支配，其高应力的部 位都在外表面和近表面，而不是在材料厚度的中间部位。因此，检验中除了铸钢件的材料应 符合规范要求外，对表面和近表面的缺陷应特别注意。
1．审查铸造工艺、了解生产过程 重要铸件检验前应熟悉所检产品的铸造工艺、审查熔炼 浇注记录、热处理记录、缺陷修复记录等影响铸钢件质量的重要工艺文件和过程控制记录， 了解所检产品生产过程中的控制情况。 熟悉所检产品的铸造工艺， 可以此关注所检产品易出 现铸造缺陷的部位。铸件轴向水平浇注，其大端放置半环形内冷铁，5 道内浇口集中于大端 内冷铁上部。内冷铁的尺寸和表面处理工艺上要求是很严格的，如果生产过程中控制不当， 铸件就会产生严重缺陷。该工艺方案重点关注的部位：小端上表面、浇冒口根部及大圆锥形 上表面。 这是 CCS 因为浇注过程中内冷铁所带来的负面影响随钢水流动方向移至上述部位， 若浇注温度偏低不能保证内冷铁熔化，上述缺陷也可能在铸件下部分产生，甚至出现裂纹， 检验时要特别注意。 事实证明该铸件上述部位打磨后出现大面积密集型气孔及夹渣， 难以清 除， 最后该铸件未能通过某船级社验船师的检验。 该铸件最佳的铸造工艺方案应为直立大端 面向上，取消内冷铁，冒口位于大端面，底注式内浇口。这样不但有利于钢水补缩，也有利 于气体杂质浮至冒口排除，从而保证轴毂等重要部位的铸造质量。 2．外观质量目视和磁粉探伤检查 现场检验中，对容易产生铸造缺陷的部位我们要重点关 注。根据检验中的体会，如结构用铸钢件重点关注的部位有：所有圆弧部位、浇冒口根部、 铸造工艺拉筋处、夹渣夹砂部位、有气割和碳弧气刨痕迹处、焊补修复处、使用中有可能承 受高应力部位等。高应力区域应作目视和磁粉探伤检查，夹砂和裂纹性缺陷不允许存在。影 响产品使用性能的其他缺陷(如密集型气孔、夹渣、缩孔、冷隔等)也不允许存在。目前磁粉 探伤执行的标准为 GB9444—88，规范和批准图纸几乎都没有明确磁粉探伤验收级别，参考 有关资料， 在批准图纸技术要求不明确的情况下， 建议按照表面粗糙度等级可将验收级别定 为：粗加工面及重要部位不得低于 2 级验收，其他铸造表面不得低于 3 级验收。磁粉探伤时 应仔细观察，不能放过可疑的磁痕。有些缺陷隐藏在皮下，若不经反复磁化仔细察看磁痕是 不易被发现的。 特别是在检验中磁粉探伤环节非常重要， 这是因为铸钢锚后续不再机械加工、 铸件形状很不规则、圆弧曲面较多，其近表面缺陷难于被发现。为了保证结构用铸钢件的质 量，建议这类铸钢件重要部位检验状态为粗加工状态，为了使缺陷充分显露，粗加工时尽可 能少留加工余量。这是因为有些铸造缺陷存在于皮下，目视和磁粉探伤检测均难于发现，铸 造毛坯表面粗糙度及其近场区影响超声波探伤的耦合和判定。 粗加工后近表面的铸造缺陷得 以显露， 产品验船师可以在制造企业对这些缺陷进行判定处理， 这样不仅减轻验船师的工作 量，也可以不影响建造周期，重要的是保证了产品的质量。 3．内在质量超声波检查 目前参照我国制定的铸钢件超声波探伤方法和评级标准 (CB7233—87)对铸钢件内在质量进行验收。该标准将被探工件厚度分为三层，即外表层、内 表层、中间层内、外表层厚度分别为 30mm，或者厚度的 1／3，二者之中取小值。参考我 国某大型国企的验收标准：①不允许裂纹类型缺陷存在。②在表层 ψ3mm 当量以下单个缺 陷不计允许有 ψ5mm 当量的单个分散的夹杂类型缺陷存在。③中间层小于 ψ6mm 当量的单 个分散缺陷不计，不允许有 3600mm2 面积缺陷存在，其最大边长不得大于 100mm。铸钢件 高应力的部位都在外表面和近表面， 而不是在材料厚度的中间部位， 本人认为铸钢件应根据 不同的部位用不同的灵敏度定级验收。按照 GB／T 评级方法，参照上述企业标 准，在批准图纸中无明确超声波探伤要求的情况下，建议将各层验收级别定为：外层用 φ4 当量灵敏度，不得低于 2 级；内层用 φ6 当量灵敏度，不得低于 3；外层和内层均不允许有 裂纹类型缺陷存在。 工件表面和底面应符合超声波探伤要求。 若内层为铸钢件结构中某些厚 大部位，这些部位本可设计为空心部位(如减轻孔等)，但为了满足铸造结构和铸造工艺的需 要而设计为实心部位存在的缺陷， 只要不影响使用， 建议这些部位的超声波探伤验收级别可
放宽一些， 甚至可以不作超声波探伤要求。 超声波探伤中若出现无低波或者低波衰减严重而 被确定为晶粒粗大，允许重新热处理，重新热处理后超声波探伤情况依然则判为不合格。据 有关资料介绍， 由于纵波直探头存在局限性， 因此对于探测铸钢件近表层一定深度范围的缺 陷建议采用双晶探头检查。 4．缺陷的修复 结构铸钢件与一般铸钢件不同，其含碳量较低焊接性能较好，有缺陷的部 位允许焊补。焊补过程的控制主要与铸件材料的碳当量、焊补区域面积、缺口深度、使用的 焊条等有关，更重要是与生产企业的修复能力有关。对于铸钢件缺陷修复质量的检验控制， 应从以下几个方面着手： 1)铸钢件生产企业应进行铸钢件缺陷修复工艺认可。 此项工艺认可应作为对铸钢件生产企业 进行工厂认可和对其生产的铸件开展检验工作的必要条件之一，否则应视为企业能力不足。 原因如上所述， 铸钢件不可避免地存在或多或少的一些铸造缺陷， 如果铸钢件缺陷修复质量 不能保证，应视为铸钢件质量不能保证。 2)将缺陷分为轻微缺陷和严重缺陷，均应有相应的修复工艺报船级社审核批准。 3)重要部位焊补过程控制， 对其重要环节应进行见证。 如①坡口质量： 缺陷一定要清除干净， 表面呈金属光泽，坡口尺寸便于焊补。②预热：使用气体火焰时，火焰不得集中，应由外围 向焊补中心区域均匀加热， 预热面积应不小于焊补区域面积的两倍。 预热区内温度梯度应平 缓，以避免局部急剧加热而产生裂纹。③层间温度和层间焊补质量。特别是采用 C02 气体 保护焊，既要防止连续焊补层间温度过高，又要防止电流过大产生裂纹。检验中曾经发现 C02 气体保护焊焊补过程中因电流过大，收弧时焊缝产生发丝状裂纹。 4)修复后的铸件再次探伤检查和热处理：轻微缺陷可在修复冷却 24 小时后再次进行磁粉探 伤检查，合格后的铸件若其碳当量未超过 0.41(Ceq％=C+++)可不进行热处理；严重缺陷应 在修复保温冷却 48 小时后再次进行磁粉探伤检查，合格后还应进行消除应力回火或者完全 退火(视缺陷的严重程度)。结构用铸钢件热处理后是否还应进行超声波探伤，应视其焊补过 程控制和焊后热处理状态而定。
铸钢件的CO2气体保护堆焊修复
铸钢件堆焊修复是生产中不可缺少的工艺方法，过去都是采用手工电弧焊的方法进行堆焊修复，工作量大。为了改善劳动条件，提高经济效益，采用CO2气体保护堆焊修复可获得良好的效果，特别是大型铸钢件，效益更加明显。
某厂650电机座材质为ZG230-450 铸钢，质量1.7t 最大壁厚处为 84㎜ 形状复杂。制造浇注时出现长度420㎜、宽度250㎜、深60㎜的夹砂缺陷。通过堆焊方法修复的工艺措施如下。
1．焊接修复工艺
采用CO2气体保护堆焊修复，焊接电源为NBC-400 型CO2气体保护焊机。采用立向堆焊工艺，选用直径1.2㎜的H08MnSiA 焊丝，共堆焊68 层 。焊接修复的工艺步骤如下：
用碳弧气刨或氧乙炔割炬修正铸钢件缺陷边缘，清除残存的夹砂层，并用扁铲铲去氧化渣砂瘤。
采用多层多道焊工艺，堆焊底层时，当发现有夹砂混入熔池时，应及时将夹砂清除出熔池。注意对焊接熔池的保护，防止喷嘴过热和堵塞
CO2气体保护焊的焊渣很薄，层间不必清渣，但应注意焊道之间的熔合情况，防止层间夹渣。
堆焊盖面层时，焊接工艺参数不宜过大，焊枪不作横向摆动，焊道不宜过厚或过宽，注意气体对焊缝的保护和防止焊缝组织过热。
凡有棱角处军营堆焊出棱角，放置在其后的机械加工后无棱角而重新补焊。
堆焊修复上述铸钢缺陷时消耗焊丝20公斤，CO2气体3瓶，所需工时（包括辅助工时）为8 小时
2．修复效果
手工电弧焊时，为防止层间夹渣，必须层层清渣，辅助劳动量大，工作条件差。CO2气体保护焊不需清渣，可连续施焊，大大减少了辅助时间，降低了劳动强度。手工电弧焊为防止夹渣，对操作者的技术水平要求较高。而CO2气体保护焊的熔渣很少，熔池便于观察，焊缝成型容易控制，对操作者的技术水平要求不高。
堆焊修复同样大小的铸钢缺陷，CO2气体保护焊所用的焊丝为手弧焊的1/1.75，工时为手弧焊的1/6 ，可节电60%左右，提高了功效，降低了材料消耗。
铸钢件焊接铸钢件的工程性能耐磨性 铸钢的耐磨性与类似成分和形态的锻钢相似。 耐腐蚀性能 铸钢的耐腐蚀性能与相当成分的锻钢相似。已公布的各种状态下的锻造碳钢和 低合金钢的耐腐蚀性能数据都可用于铸钢。 耐热性能 当温度高于 480-540℃时， 碳钢和低合金钢氧化迅速， 形成的氧化皮不能保护氧 化皮下面的金属不进一步氧化。 如果这些钢长期被直于这样的高温下， 它们就会被逐渐变成氧化物。 为了有效抗击高温下的 氧化现象，必须使用高合金钢。 可机加工性 对铸钢件进行广泛的车削和钻削试验表明，只要强度、硬度和显微组织相当， 不同熔炼工艺生产的钢， 其可机加工性没什么重大的区别， 而且锻钢和铸钢间的可机加工性 也没什么重大区别。 砂型铸件表面或表皮常常迅速磨损切削刀具， 这可能是因为摩擦材料粘 附在铸件上造成的。所以，第一次切削时，进刀应足够深，以便能切到表皮以下，或者是切 削速度可以降低至母材金属推荐切削速度的 50%。 显微组织对铸钢可机加工性有相当大的影响。通过正火、调质或退火，有时可使铸钢件可机 加工性提高 100%。 焊接性能 铸钢件的焊接性能与同样成分的锻钢相似， 焊接铸钢件考虑的因素与锻钢件相同。 使用小焊条焊接大断面时会产生剧烈的淬火效应，这种效应会在紧邻焊缝的金属母材金属 （在热影响区）上形成马氏体。这种效应甚至在低碳钢上也会发生，它会使热影响区的延展 性减少。最大含碳量为 0.2,含锰量为 0.5 的铸钢,这种效应通常要小一些。但是，很重要的 一点是所有碳钢(含碳量在 0.20%以上)和空冷淬硬钢,在用标准推荐温度焊接之前， 必须预 热，保持适当的层间温度，然后，焊接以后进行热处理，以使其产生足够的延展性。 为了防止碳钢和低合金钢产生裂纹，焊珠的硬度不应超过 HV350，焊接后只产生压应力的 那些地方除外。对于限制条件比较苛刻的那些形状而言，这一数值可能还不够低。 所有铸件，在焊接后，基本上都进行消除应力的处理，甚至在把铸钢件焊接到锻钢上这样的 复合制作工艺也是如此 。 工业界对易焊铸钢件规定的成分方面的最大限制是 0.35 碳,0.70 锰,0.30 铬,0.25 钼(最大) 加钨,按照铸钢行业广泛使用的消除应力处理的情况，不理想元素的总量为 1.00%.碳含量 每比规定的最大含量少 0.01%时,多数技术规范都允许锰含量比规定的最大含锰量可增加 0.04%,最后可增加至 1.00%(ASTM A27, A216, A217, A352, A487, A643 以及
A757。有关焊缝质量的控制规范是 ASTME164 和 E390。 许多焊缝之所以发生破断，其原因并不在焊缝本身，而在紧邻焊缝的区域。在焊缝形成时， 这一区域瞬时被加热至熔化温度。距焊缝距离越远，温度越低。这种加热引起材料结构方面 的变化，同时使邻近焊缝熔敷金属的区域变得硬而脆，因而使这一部分的韧性下降，在冷却 过程中和冷却以后常常发生开裂现象。除碳以外的某些其它合金元素，如镍、钼和铬，同样 也会使母材产生空气硬化。正是因为这些原因，所采用的合金元素数量必须有一定的限制， 除非采取一些特殊措施，如使用材料预热到 150-315℃。对焊接铸件进行焊后热处理，或 者在 650-675℃的温度使焊接铸件加热一定时间，可以消除热影响区的硬度。这样的处理 亦可消除焊接件里的应力。 采用电弧焊焊接铸钢件时，一般最好使用优质厚药皮焊条（AWS E7018 型），粒状焊剂 或 CO2 保护气氛。这些焊药里很少或根本没有可燃材料。矿物药皮常常用来使氢吸收控制 在最低水平上， 因而可以限制焊道下的裂纹。 焊道数量及焊接条件的选择与锻钢的焊接实践 类似。 铸件焊缝可以采用 γ 或 x 射线法进行射线探伤，以便确定焊接部分的均匀性程度。最通常 的缺陷是未焊透、夹渣和气泡。在探测表面裂纹和近表面裂纹方面，磁粉探伤已是非常有用 的方法。 就机械性能而言，将铸钢与锻钢联结起来的焊缝，同将锻钢与锻钢联结起来的焊缝相比，是 一样的。通过焊缝加工制成的多数拉伸试样将在焊缝外面，在热影响区发生断裂。这并不意 味着焊缝比铸件的基本金属强度更高一些。 为了防止在热影响区产生脆性， 需要有严加控制 的焊接技术和消除应力处理。 相关标签: 铸钢件焊接 看你是什么材质的铸钢件，如果是 GS20Mn5，和 A3 板对接，我们用的是 J507，E5015使用 JM-56（ER50-6）就可以了 重型铸钢件的焊接修复赵颖陕西省西安市９９号信箱９室（７１００６１）摘要研究了 铸铜件（粉碎 头）产生裂纹、夹砂、气孔等缺陷的原因并提出修复方案，进行了最佳 工艺参数选择．试验结果表 明：补焊后的焊缝和母材具有同等性能．关键词重型铸钢 件，裂纹，修复铸钢件在生产过程中由于 各种原因，往往会出现裂纹、夹砂、气孔等 缺陷，给铸件造成致命的破坏而报废。采用补焊的方法 往往可以使之得到修复，并且 能达到产品的各项性能要求。粉碎头是本厂为美国ＡＴＬＡＳ公司生 产的产品，其材 质美国牌号为：ＡＳＴＭＡ１４８，９０～６０级，国内与之相近牌号为ＺＧ２７ Ｃ
ｒＮｉＭｎＭｏ。 本文在研究了粉碎头的化学成分、 机械性能及缺陷产生原因的基础上， 采用“ 小铁研”抗裂试验，为该类钢的补焊提供了依据。１试验材料和试验方法１．１试 验材料基本材料 为２０ｍｍ厚的ＺＧ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ板，其机械性能（调质） 为 σ＿ｂ＝６２１ＭＰａ， ＿ｓ＝４１４ＭＰａ， σ ψ＝４０％， δ＿ｓ＝２０％。 ２ １． 试验方法试板尺寸如图１所示。采用 手工焊，焊条Ｅ６０１５－Ｈ焊接工艺规范参数 为：焊接电流１６０Ａ，焊接电源直流反接，焊接 速度：打底焊ｖ＝１２．５ｃｍ／ ｍｉｎ，其余各层ｖ＝１４．１ｃｍ／ｍｉｎ，焊接顺序见图１ 。２接头性能试验及 结果焊后经６００℃ｘ５ｈ退火处理，试样加工成 φ１０ｍｍ圆棒，做机械性 能试验， 结果为：σ＿ｂ＝６３９ＭＰａ，σ＿ｓ＝４４５ＭＰａ，ψ＝５０％，δ＿５＝１８％ ， 面弯１００°无裂纹，焊缝硬度ＨＢ１８４～１８９，母材硬度ＨＢ１９３～１９５。 钻孔取样 化学分析结果：０．１３５％Ｃ，１．１４％Ｍｍ０．３８％Ｓｉ，０．４％ Ｎｉ，０．００９％ Ｓ，０．２０％Ｐ其余Ｃｒ。金相组织分析结果为：焊缝：块状 铁素体十奥氏体分解产物；热影响 区：块状铁素体十回火索氏体十少量针状铁素体； 母材：铁素体十回火索氏体：宏观检查结果：焊 接及热影响区未发现裂纹、未熔合、 夹渣、气孔等缺陷。３讨论分析由于本厂第一批粉碎头采用了 Ｒ３１７焊条焊接，该 焊条成分中含有铬，导致焊缝变硬（含有碳化铬） ，有一部分粉碎头焊后局 部产生了裂 纹，质量达不到外商要求，外商在进行返修后，将返修费用从货款中扣回，使本厂蒙受 了巨大损失。第二批粉碎头由笔者负责补焊工艺工作，对该钢种可焊性进行了分析，并 预先计算了 焊接工艺参数，规定了严格的操作程序。３．１可焊性分析根据国际焊接 学会（ＩＩＷ）推荐的碳 当量计算公式计算出ＺＧ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ的碳当量为： Ｃ＿ｃｑ（下限）＝０．５１９％， Ｃ＿ｅｑ（上限）＝０．８１５％，取其平均值 为Ｃ＿ｅｑ（平均）＝０．６６７％。由此可知该 钢属于高淬硬倾向的钢种，而粉碎 头最小壁厚大于４０ｍｍ，属于大厚板三维应力状态，焊后拘束 应力很大。因此，Ｚ Ｇ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ可焊性很差，在补焊过程中必须采取焊前预热，焊后 消除应 力的措施。３．２焊接材料的选择铸钢件补焊区及热影响区的组织及性能在很大程度上 取决 于焊接材料。为了保证焊缝的力学性能与母材匹配，焊缝成分力求与母材相近， 但为了防止焊缝有 较大的热裂倾向，焊缝含碳量应比母材稍低一些。参阅有关资料后， 决定采用手工电弧焊工艺方法 ，选用 φ４ｍｍＥ６０１５－Ｈ高韧超低氢焊条。该焊 条熔敷金属的化学成分和机械性能为：≤０ ．１％Ｃ≤０．８％Ｍｎ，≤０．８％Ｓｉ， ０．６％～１．２％Ｎｉ，０．１０％～０．４０％ Ｍｏ，≤０．０３５％ｓ，≤０．０ ３５％Ｐ：σ＿ｂ≥６２０ＭＰａ，σ＿０．２≥５００ＭＰ ａ，δ＿５≥１７％。扩散氢 在熔敷金属中易产生白点，形成裂纹源，采用超低氢焊条，严格控制 了熔敷金属中的 扩散氢含量（１．５ｍＬ／１００ｇ） ，避免了白点产生。３．３焊接工艺参数的 确定 （１）ｔ＿８／５和预热温度Ｔ＿０的确定据有关文献介绍，低合金高强钢不产生裂纹 的冷却 时间ｔ＿８／５下限值为７ｓ。考虑到实际预热温度的偏差、焊件厚度、导热 能力、拘束度以及在 焊接过程中防止出现裂纹等因素，应将ｔ８／ｓ提高至２ｌｓ。 另据文献介绍，板厚在４０～６０ ｍｍ时，预热温度下限值为２００℃，而据《重型 行业标准》中推荐的公式：Ｔ＿０＝Ｃ＿ｅｑｘ １００ｘ３６０（℃）计算，得Ｔ＿
０＝２４０．１２℃。考虑到将工件由炉内吊至施焊现场有一 段时间，这段时间内有 温降。因此，取Ｔ＿０＝２５０℃。 （２）焊接电流、电压、焊速的确定根 据前西德钢 铁学会１９７９年公布的钢铁材料技术指导文件进行计算，假设埋弧焊热效率 η＝１， 则在三维传导条件下，有：式中ｔ＿８／５——８００～５００℃的冷却时间，ｓη—— 焊接方法 中相对于埋弧焊的相对热效率Ｅ——线能量，Ｊ／ｃｍＴ＿０——施焊时的预 热温度，℃Ｆ＿３— —焊缝形状系数相对热效率为：埋弧焊 η＝１．０，碱性焊条手工 焊 η＝０．８，钛型焊条手工焊 η＝０．９，ＣＯ＿２气保护焊 η＝０．８５。焊缝形 状系数Ｆ＿３的取值见下表。本产品取 η＝ ０．８，Ｆ＿３＝０．９，Ｔ＿０＝２５ ０℃，ｔ＿８／５＝２１ｓ，代入（１）式后得，Ｅ＝２ ４５３８Ｊ／ｃｍ。众所周 知：对于 φ４ｍｍ焊条，Ｕ＝２８～３２Ｖ，取Ｕ＝２８ｖ；Ｉ＝１４ ０～１７０Ａ， 取Ｉ＝１５０Ａ；代入（２）式，则焊接速度ｖ＝１４．１ｃｍ／ｍｉｎ。所以Ｚ Ｇ ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ的焊接工艺参数为： Ｕ＝２８～３２Ｖ， Ｉ＝１４０～１７０Ａ， ｖ＝１ ４．１ｃｍ／ｍｉｎ。４补焊工艺方案４．１焊前准备（１）焊前通过磨削或 机械加工等方法将缺 陷清除，若采用碳弧气刨或气割清除，则铸件预热２５０℃左右， 补焊区应修磨平整，并彻底清除 坡口及其周围２０ｍｍ以内的粘砂、油、水、锈等脏 物。 （２）为防止裂纹扩展，可在裂纹两端钻 直径不小于１０ｍｍ的孔后再开坡口，坡 口形式为Ｕ形或圆形，见图２（ａ＝１０°～１５°，Ｒ ＝６～８ｍｍ）（３）整体预 。 热至２５０℃，并在距补焊区７５～１００ｍｍ处进行测温。 （４ ）禁止在空气对流的 场所进行补焊，环境温度不低于１０℃。 （５）焊条用 φ４ｍｍＥ６０１５－ Ｈ用前经 ３８０℃ｘ２ｈ烘焙，或按焊条说明书烘焙，焊条烘焙后放在１００～１５０℃恒温箱 中 保温，随用随取。５补焊５．１由有经验的焊工进行操作，尽可能在水平位置施焊， 防止未焊透及 弧坑裂纹产生。补焊连续进行，不得不中断时，应采取保温措施。５．２ 焊接电流：平焊时１４０ ～１７０Ａ，立焊及仰焊时１３０～１６０Ａ，焊接电源直 流反接。５．３补焊时，焊条不应摆动 过大，缺陷较大时应分段、交错焊接，采用短 弧、窄焊道、多层焊，焊完各层的每道焊缝后，应用 风铲（圆平头）或榔头进行锤击 以减少焊接应力。５．４补焊过程中若发现裂纹等缺陷，应彻底清 除后方可继续补焊。 ５．５同一部位的补焊次数不能多于三次，调质处理后的补焊次数不应多于两 次，超 过上述规定，须经有关部门认可方可进行补焊。５．６焊后将焊缝打磨平整。８焊后热 处理 及检验粉碎头焊后应进行消除应力热处理，热处理工艺曲线见图３。焊后对焊缝 进行宏观检查，不 得有裂纹、未焊透、未熔合等缺陷，否则应返修，直至合格。首批 样件按ＡＳＭＥＳＥ－７０９和 ＡＳＴＭ第三章ＮＢ２５７７逐件进行磁粉探伤，不 允许线状和圆状显示， 其值不大于０． ７６２ ｍｍ （０． ０３０ｉｎ） 深度不大于６． ， ３ ５ｍｍ（０．２５ｉｎ） 。超声波探伤按Ａ．Ｉ．Ｏ Ａ－１００Ｒｅｖ。ｏ进行，结果 均合格。７结论（１）采用计算确定的焊接工艺规范参数补焊， 所焊、的产品质量均 合格。 （２）用Ｅ６０１５－Ｈ补焊ＺＧ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ可使焊缝性能 与母材相 同，而用Ｒ３ｌ７焊条则不行。参考文献｜｜１周顺深．低合金耐热钢．上海人民出版 社 ，１９７６．２张文钺．金属熔焊原理及工艺（上） ．机械工业出版社，１９８０．３ 周振丰．金 属熔焊原理及工艺（下） ．机械工业出版社，１９８１．４曾乐．焊接工程
学．新时代出版社，１ ９８６．５焊接材料产品样本．机械工业出版社，１９８７．６ 铃木春义．焊接金属学． 机械工业 出版社，１９８２．７焊工手册．机械工业出版社， １９７５．８中部焊接振兴会．现场焊接技术 ，河北人民出版社，１９８２．重型铸 钢件的焊接修复@赵颖重型铸钢件，裂纹，修复研究了铸铜 件（粉碎头）产生裂纹、 夹砂、气孔等缺陷的原因并提出修复方案，进行了最佳工艺参数选择．试 验结果表明： 补焊后的焊缝和母材具有同等性能．１周顺深．低合金耐热钢．上海人民出版社，１ ９ ７６． ２张文钺． 金属熔焊原理及工艺 （上） 机械工业出版社， ． １９８０． ３周振丰． 金 属熔 焊原理及工艺（下） ．机械工业出版社，１９８１．４曾乐．焊接工程学．新时代 出版社， １９８ ６． ５焊接材料产品样本． 机械工业出版社， １９８７． ６铃木春义． 焊 接金属学．机械工业出版 社，１９８２．７焊工手册．机械工业出版社，１９７５．８ 中部焊接振兴会．现场焊接技术，河 北人民出版社，１９８２．ｔ＿８／５＝２１ｓ， 代入（１）式后得，Ｅ＝２４５３８Ｊ／ｃｍ。 众所周知：对于 φ４ｍｍ焊条，Ｕ＝ ２８～３２Ｖ，取Ｕ＝２８ｖ；Ｉ＝１４０～１７０Ａ，取Ｉ ＝１５０Ａ；代入（２） 式，则焊接速度ｖ＝１４．１ｃｍ／ｍｉｎ。所以ＺＧ２７ＣｒＮｉＭｎ Ｍｏ的焊接 工艺参数为： Ｕ＝２８～３２Ｖ， Ｉ＝１４０～１７０Ａ， ｖ＝１４． １ｃｍ／ｍｉｎ 。 ４补焊工艺方案４．１焊前准备（１）焊前通过磨削或机械加工等方法将缺陷清除，若 采用碳弧 气刨或气割清除，则铸件预热２５０℃左右，补焊区应修磨平整，并彻底清 除坡口及其周围２０ｍ ｍ以内的粘砂、油、水、锈等脏物。 （２）为防止裂纹扩展，可 在裂纹两端钻直径不小于１０ｍｍ 的孔后再开坡口，坡口形式为Ｕ形或圆形，见图２ （ａ＝１０°～１５°，Ｒ＝６～８ｍｍ）（３）整体预热至２５０℃，并在距补焊区７ 。 ５～１００ｍｍ处进行测温。 （４）禁止在空气对流的场所进行补焊，环境温度不低于 １０℃。 （５）焊条用 φ４ｍｍＥ６０１５－Ｈ用前经３８０℃ｘ２ｈ烘焙，或按焊条 说明书烘焙，焊条烘焙后放在１００～１５０℃恒温箱中保温，随用随取。５
国家体育场(方案)钢结构工程、焊接工艺评定方案
编号：CJNC－001 － 国家体育场钢结构工程、 国家体育场钢结构工程、 焊接工艺评定方案 批准： 批准： 审核： 审核： 编制： 编制： 北京城建精工钢结构有限公司国家体育场项目部 二 00 五年三月十六日1
国家体育场（方案）钢结构工程、 国家体育场（方案）钢结构工程、焊接工艺评定方案 国家体育场钢结构工程现场焊接工艺评定具有技术要求高、复杂、工作量大 的特点，是一项典型的系统工程，由于焊接工艺评定的地位特殊，是焊接工程十 分重要的技术环节。 一、编制依据和基本规定 （1）JGJ81－2002《建筑钢结构焊接技术规程》 （2） 《国家体育场钢结构招标图》 （3） 《国家体育场钢结构工程施工组织设计》 （4）GB
- 建筑钢结构工程施工质量验收规范 （5）GB/T1591-94 - 低合金高强度结构钢 （6）YB
- 高层建筑结构用钢板 （7）GB/T5315-85 - 厚度方向性能钢板 国际规范 a. DIN17182 - 高焊接性能铸钢(德国) （8）绝大多数的钢构件为钢板焊接成的箱型截面，钢板的最大厚度不大于 100mm； 除特别注明外， 钢板厚度 ≤34mm时， 采用Q345钢材； 钢板厚度 ≥36mm 时，采用Q345GJ钢材。 厚度分布： ·组合钢柱除少量棱形柱底部和顶部为 90~100mm，其余为 50~80mm，另外两根方形 斜柱板厚绝大多数为 30、25、20mm。 ·桁架上弦杆个别段为 50mm 外，其余均在 40mm 以下，大多数为 30、25、20mm。 ·桁架下弦杆个别段为 50、42mm 外，其余绝大多数为 20mm。 ·腹杆为 20、14、10mm，多数为 10mm。 ·次结构板厚最大36mm，绝大部分为20mm以下。 （9）选用钢材性能应满足下例要求:当以上规范不能函盖地方，参考以下 钢材冲击韧性要求 钢材厚度方向性能要求2
（10）铸钢机械性能符合下表规定 钢号 GS － 16Mn5 （正火） GS － 20Mn5 （正火） 厚度或 直径（㎜） ≤50 ＞50≤100 ≤50 ＞50≤100 ＞100≤160 ＞160 GS － 20Mn5 （调质） ≤50 ＞50≤100 ＞100≤160 屈服强度 бs(KN/㎡) ≥260 ≥230 ≥300 ≥280 ≥260 ≥240 ≥360 ≥300 ≥280 极限强度 бb(KN/㎡) 430～660 430～660 500～650 500～650 480～630 450～600 500～650 500～650 500～650 抗拉、 抗压或抗 弯 f(KN/㎡) 234 207 270 252 234 216 324 270 252 ≥24 ≥24 ≥22 ≥70 ≥50 ≥40 延伸率 δ 5% ≥25 ≥25 ≥22 ≥22 ≥20 冲击功 AK（J） ≥65 ≥45 ≥55 ≥40 ≥35（11）除特别注明外，所有焊接均采用全熔透对接焊缝。 （12）除特别注明外，手工焊接所采用焊条的质量标准须符合现行国家规范 GB/T5117及GB/T5118的规定，对Q345级钢材须采用E50级焊条，对Q345GJ钢材 须采用E55级焊条。 （13）除特别注明外，自动或半自动焊接所采用的焊条、焊丝及焊剂须与主体金 属强度相适应， 其质量标准须符合现行国家规范GB/T14957或GB/T14958的规定。 （14）除特别注明外，钢结构焊接程序和施工要求应遵从规程 JGJ81-2002：建筑 钢结构焊接规程。 二、焊接工艺评定的工艺流程 根据 JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》的有关规定，国内首次用于钢接 构工程的钢材（包括钢材的牌号于标准相符但微合金强化元素类别不同和供货状 态不同或国外钢号国内生产）的必须进行焊接工艺评定。有部份 Q460、S460ML 首次使用，因此严格按规程要求进行了全面的焊接工艺评定，并根据工艺评定试 验结果，编制了详细的焊接工艺规程，确保了工程施工焊接质量。试验程序如下 图。 编制焊接 工艺指导 书 焊接加工 试件 理化试 验 试验结 果评定 Y 编制焊接 工艺评定 报告N 编制工 程焊接 规程3
三、焊接工艺评定的指导方案 所用钢材大部分为 Q345D、Q345E，部分采用 Q460、S460ML 或铸钢件。 部分钢柱钢板厚度 90mm 和 100mm。 1、主要焊接工艺评定项目如下： 编号 2004-14 规格 30X300X800 2件 80~100X300X 800 2件 30X300X800 2件 80~100X300X 800 2件 30X300X800 2件 80~100X300X 800 2件 接头型式 板对接 V型坡口+背垫 板对接 V型坡口+背垫 板对接 V型坡口+背垫 板对接 V型坡口+背垫 板对接 V型坡口+背垫 板对接 V型坡口+背垫 焊接位置 平焊 焊接方法 GMAW 焊接材料 ER50-6,7或E50 2004-15平焊FCAW-G ER50-6,7或E50 2004-16立焊FCAW-G ER50-6,7或E50 2004-17立焊GMAW ER50-6,7或E50 2004-18仰焊SMAW E仰焊SMAW E5015 2、焊接参数 焊接材料 标准型号 ER50-6,7 ER55-6,7 E50 E55 规格 (mm) φ1.2 电流(A) 焊接工艺参数 电压(V) 气流量(L/min) 备注 焊接 方法GMAW 实 心焊丝 FCAW 药 性焊丝260～320 30～34 50～80φ1.2 φ3.2 260～300 90～120 160～180 200～240 30～34 22～26 24～26 26～28 50～80 / / / SMAW E5015， E5515φ4 φ5 4
3、焊材匹配与选用 焊材的选用遵循“等强匹配”原则。 ·母材 设计采用 Q345D 或 Q345GJD 结构钢(局部采用 Q460、S460ML 钢)，其厚度 方向性能须符合设计及 GB5313-85 中规定的 Z 向性能的要求。 根据以往工程经验，铸钢件建议使用 GS－20Mn5V（DIN17182） 。铸钢 GS －20Mn5V 的化学成分与 Q345D 相近，其碳当量极限值为 0.42，与 Q345D 钢材 的可焊性较好。 ·焊材 根据母材及焊缝性能， 钢结构安装焊接主要采用半自动二氧化碳气体保护焊 ，焊接位置困难之处如仰焊采用手工电弧焊（SMAW） 。焊材选用见 （GMAW） 表一 。 焊材选用 焊接材料 序号 母材 GMAW或FCAW-G 标准强度保证值 标准型号 σs ER50-6,7 1 Q345D E50 ER50-6,7 2 Q345GJD GS－20Mn5V 3 +Q345D、 4 S460ML－S460ML S460ML－ 5 Q345D E50 400 480 E55 ER50-6,7 470 420 550 500 E E50 ER55-6,7 400 470 480 550 E E50 ER50-6,7 400 420 480 500 E 400 420 480 500 E 420 σb 500 E 标准型号 σs σb SMAW 标准强度保证值5
现场的焊接工艺评定必须严格遵守 JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》 的有关规定。 国内首次用于钢结构工程的钢材 （包括钢材的牌号与标准相符但微合金强化 元素类别不同和供货状态不同或国外钢号国内生产）的必须进行焊接工艺评定。 国内首次用于钢结构的焊接材料必须进行焊接工艺评定。 设计规定的钢材类别、焊接材料、焊接方法接头形式、焊接位置、焊后热处 理制度以及施工单位所采用的焊接工艺参数为施工企业首次采用的， 必须进行焊 接工艺评定。 安装单位根据所承担钢结构的设计节点形式、钢材级别、规格，采用的焊接 方法、焊接位置等制定焊接工艺评定方案，拟定相应的焊接工艺评定指导书、施 焊试件、切取试样，并由具有国家技术质量监督部门的认证资质的检测单位进行 检测试验。 焊接工艺评定试验完成后， 由评定单位根据检测机构签发的检测报告做出焊 接工艺评定报告，连同焊接工艺评定指导书、评定记录，评定试样检查结果一起 报工程质量监督部门和有关单位审查备案。 焊接工艺评定结束后现场的焊接作业指导书如发生改变，应按 JGJ81-2002 《建筑钢结构焊接技术规程》的有关内容进行判定，重新进行焊接工艺评定。 四、国家体育场钢结构工程现场具体常规焊接工艺评定 1、评定的钢材：Q345、Q345GJ、Q345DGJ 2、实际工程板厚规格有（㎜） ：8，10，12，14，16，18，20，25，30，36， 42，50，60，70，90，100，共 16 种。 3、评定合格的试件厚度与工程适用厚度范围 焊接方法类别号 评定合格试件厚度 ≤25 1、2、3、4、5、8 6、7 9 4、焊接工艺评定板厚： （1） 70 ㎜ （2） 36 ㎜ （3） 10 ㎜ 5、采用焊接技术6工程适用厚度范围 板厚最小值 0.75t 0.75t 0.5t 0.5t 板厚最大值 2t 1.5t 1.1t 2t> 25 不限 ≥12覆盖板厚 覆盖板厚 覆盖板厚105 ㎜～52.5 ㎜ 54 ㎜～27 ㎜ 20 ㎜～全部板厚
（1） CO2GMAW（2～1） （2） CO2FCAW－G（2～2） （3） SMAW（1） （4） 科技攻关 EGW（7.1） ，SAW（H） （5～1） 6、钢板的组合： （1） Q345＋Q345 （2） Q345＋Q345DGJ （3） Q345DGJ＋Q345DGJ 7、常规工艺评定按下表进行 序号 钢材组合 试件板厚 （㎜） 70，36，10 焊接技术 CO2GMA W（项） F、H、V 9 2 CO2GMAW －G（项） F、H、V 9 F、H、V 6 F、H、V 6 21 SMAW （项） 0 3 0 2 0 2 7 科技攻关 备注 EGW SAW （H） （项） （项） 坡仰 0 2 坡仰 0 2 坡仰 0 2 6 H 2 H 2 H 2 6 陶瓷衬垫 陶瓷衬垫 陶瓷衬垫1 Q345＋Q345 Q345＋Q345DGJ 70，36 ＋ 70，36 F、H、V 6 3 Q345DGJ Q345DGJ 61 项F、H、V 6 21合计8、焊接工艺评定坡口形式35°+5° 8小角度 V 型坡口 焊接坡口采用小角度 V 型坡口形式，如上图。主要考虑在保证焊透的前提 下采用小角度、窄间隙单面焊接坡口，可减少收缩量。7 t
或 柱与柱的现场吊装对接坡口 五、国家体育场钢结构工程现场具体特殊焊接工艺评定 1、Q460，S460ML 钢的焊接工艺评定 （1）Q460，S460ML 焊接性试验及工艺评定工作流程框图8
（2） 、工程构件的实际板厚：δ＝50～100 ㎜ （3） 、焊接工艺评定的板厚：δ＝70 ㎜ （4） 、采用焊接技术：CO2GMAW、SMAW 序号 1 材质 Q460 板厚 70 备注CO2GMAW SMAW 0 1 0 1 2 F、H、V 3 2 合计S460ML 共8项70 F、H、V 3 6 2、Q460，S460ML 同铸钢 GS16Mn5、GS20Mn5、GS20Mn5（调质） ，焊接工艺 评定铸钢件35° +5° 8铸钢件与柱的对接焊缝坡口 序号 1 材质 Q460＋GS16Mn5 (S460ML) 2 Q460＋GS20Mn5 (S460ML) Q460＋GS20Mn5 (S460ML) 合计 共 12 项 70 70 板厚 70 备注3° t SMAW F、H、V、O 4 F、H、V、O 4 F、H、V、O 4 12 9
六、Q460、S460ML＋Q345DGJ 焊接工艺评定 序号 1 合计 材质 板厚 备注CO2GMAW SMAW 0 1 1 Q460 ＋ Q345DGJ 70 (S460ML) 共4项F、H、V 3 3七、Q345DGJ＋GS16Mn5、GS20Mn5、GS20Mn5（调质） ，焊接工艺评定 序号 1 材质 Q345DGJ＋GS16Mn5 板厚 70 备注CO2GMAW SMAW 0 1 0 1 0 1 3 F、H、V 3 2 Q345DGJ＋GS20Mn5 70 F、H、V 3 Q345DGJ ＋ GS20Mn5 70 （调质） 合计 共 12 项F、H、V 3 9八、国家体育场钢结构工程现场具体焊接工艺评定必须遵守的规则 1、不同焊接方法的评定结果不得互相代替 2、不同钢材的焊接工艺评定应符合下列规定： （1） 不同类别钢材的焊接工艺评定结果不得互相代替； （2） Ⅰ、Ⅱ类同别钢材中当强度和冲击韧性级别发生变化时，高级别钢材 的焊接工艺评定结果可代替低级别钢材；Ⅲ、Ⅳ类同类别钢材中的焊 接工艺评定结果不可相互代替；不同类别的钢材组合焊接时应重新评 定，不得用单类钢材的评定结果代替。 3、评定试件的焊后热处理条件应与钢结构制造、安装焊接中实际采用的焊后热 处理条件基本相同。 4、焊接工艺参数变化不超过 JGJ81－2002《建筑钢结构焊接规程：5.3 重新进行 工艺评定的规定》时，可不需重新进行工艺评定。 5、焊接工艺评定结果不合格时，应分析原因，制订新的评定方案，按原步骤重 新评定，直到合格为止。 6、施工企业应优选焊接工艺评定方案，在满足规程和设计要求的前提下，尽量10
减少焊接工艺评定的项目。已具有同等条件焊接工艺评定资料时，可不必重 新进行相应项目的焊接工艺评定试验。 7、焊接工艺评定按附表规格格式进行填报。11
国家体育场钢结构工程现场焊接工艺 评 定 报 告 编 编 号： 制： 焊接责任 技术人员： 技术人员： 批 单 日 准： 位： 期： 年 月 日12
焊接工艺评定报告目录 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 报告名称 报告编号 页数13
焊接工艺评定指导书 共 工程名称 母材钢号 焊接材料 焊条 焊丝 焊剂或气体 焊接方法 焊接设备型号 预热温度（℃） 焊后热处理 接 头 及 坡 口 尺 寸 图 焊接 方法 焊条或焊丝 牌号 φ （㎜） 焊剂 或保 护气 层间温度 焊接位置 电源及极性 后热温度（℃）及时间 （min） 生产厂 规格 牌号 指导书编号 供货状态 类型 生产厂 烘干制度（℃×h） 备注 页第 页 焊 接 顺 序 图 道次 焊 接 工 艺 参 数 保护气流 （l/min） 电流 电压 （A） （V） 焊接速度 （cm/min） 备注 焊前清理 背面清根 层间清理 技 术 措 施 其它： 编制 日期 年 月 日 审核 日期 年 月 日14
焊接工艺评定报告 共 工程产品名称 委托单位 项目负责人 试样焊接单位 焊工 母材钢号 规格代号 规格 化 学 成 分 供货状态 和 力 学 性 能 σS (Mpa) σb (Mpa) δ5 (%) ψ (%) AKV (J) 评定报告编号 工艺指导书编号 依据标准 施焊日期 级别 生产厂 《建筑钢结构焊接技术规程》 （JGJ81） 页第 页C（%） Mn（%） Si %） S（%） P（%） （ 标准 合格证 复验 碳当量 焊接材料 焊条 焊丝 焊剂或气体 焊接方法 焊接位置 接头形式 清根工艺 电源及极性 层间温度（℃） 生产厂 牌号 类型 直径（㎜） 公式 烘干制度（℃×h） 备注 焊接工艺参数（见焊接工艺评定指导书） 焊接设备型号 预热温度（℃） 焊后热处理 后热温度（℃）及时间（min） 评定结论：本评定按《建筑钢结构焊接技术规程》 （JGJ 81）规定，根据工程情况编制工艺评定指导书、焊接试件、 制取并检验试样、测定性能，确认试验记录正确，评定结果为： 。焊接条件及工艺参数适用范围按本评定指 导书执行。 评定 审核 技术负责 年 年 年 月 月 月 日 日 日 年 月 日 评定单位： （签章）15
焊接工艺评定记录表 共 工程名 称 焊接方 法 母材钢 号 母材规 格 指导书编号 焊接位 置 类别 设备型号 生产厂 供货状态 焊接材料 接 头 尺 寸 及 施 焊 道 次 顺 序 牌号 焊条 生产厂 烘干制度（℃） 焊丝 牌号 生产厂 焊剂 或气 体 施焊工艺参数记录 道次 焊接 方法 焊条 （焊丝） 直径（㎜） 保护气流 （l/min） 电流 （A） 电压（V） 焊接速度 （cm/min） 热输入 （KJ/cm） 备注 牌号 生产厂 烘干制度（℃） 时间 （min） 类型 批号 时间 （min） 规格（㎜） 批号 规格（㎜） 电源及极性 页第 页 施焊环境 预热温度（℃） 后热处理 技 术 措 施 焊前清理 背面清根 其他 室内/室外 环境温度（℃） 层间温度（℃） 后热温度 相对湿度% 时间（min） 层间清理 焊工姓名 记 录 资格代号 日 期 年 月 日 级别 审核 施焊日期 日 期 年 年 月 月 日 日16
焊接工艺评定检验结果 共 非破坏检验 试验项目 外观 X光 超声波 磁粉 合格标准 评定结果 报告编号 备注 页第 页 拉伸试验 试样编号 报告编号 σS (Mpa) σb (Mpa) 断口 位置 弯曲试验 评定 结果 试样 编号 报告编号 试验 类型 弯心直径 D（㎜） D＝ D＝ D＝ D＝ a a a a 报告编号 弯曲 角度 评定 结果 冲击试验 报告编号 宏观金相 评定结果： 硬度试验 评定结果： 报告编号 其它检验： 检验 日期 年 月 日 审核 日期 年 月 日17
厚钢板和大型铸钢节点焊接技术研究　 周观根　　　　俞水其　 （浙江东南网架集团有限公司　　　　３１１２０９）　 　 摘要　　本文结合广州国际会议展览中心和广州新白云国际机场航站楼钢结构工程，对厚钢板和大型铸钢节 点焊接工艺技术进行了试验研究，成功解决了厚钢板和大型铸钢节点在工程中应用的焊接技术难题。　 关键词　厚钢板　　大型铸钢节点　　焊接工艺技术　 　Research on Welding Technique of Thick Steel Plates and Large Cast Steel Nodes Zhou Guangen, Yu shuiqi (Zhejiang Southeast Space Frame Group Co.,ltd 311209) Abstract: This paper presents the welding technique of thick steel plates in Guangzhou New Baiyun International Airport Passenger Terminal and nodes of large cast steel in Guangzhou International Convertion And Exhibition Center. Two difficulty technique problems, about how to weld thick steel plates and nodes of large cast steel in actual projects , were successfully resolved. Keyword: Thick Steel P Nodes of Large Cast S Welding Technique.一、前言　 　 随着我国建筑业的快速发展，建筑造型越来越复杂，结构形式越来越新颖，钢结构在建 筑中的应用也越来越频繁。特别是近几年来完成的大批形式各异的体育场馆、会展中心、机 场航站楼等建筑，几乎都采用了各种形式的钢结构。由于建筑和结构的需要，钢结构的构件 和节点都出现了许多新型式， 给施工制作带来了许多新课题。 如广州新白云国际机场厚钢板 （１２５ｍｍ）的焊接，广州国际会议展览中心大型铸钢节点的焊接等。　 　 二、厚钢板焊接技术　 　 大跨度钢结构和超高层钢结构迅猛发展， 使构件的截面越来越大， 钢板的厚度越来越厚。 广州新白云国际机场航站楼连接桥钢结构大量采用了 ９０ｍｍ、 １００ｍｍ 和 １２５ｍｍ 厚度的全熔透焊 接 Ｈ 型钢，这就要求我们对厚钢板的焊接工艺技术进行研究和解决。　 （一）工程概况　 广州新白云国际机场是国家重点工程，其外形新颖别致，结构复杂，技术含量高，体现 了当今世界钢结构设计与施工的先进水平。　 航站楼二标段钢结构工程主要由连接楼、 连接桥和指廊三部分组成， 其结构型式均为桁架体系，制作施工技术要求高、难度大，特别是连接桥中焊接 Ｈ 型钢为厚钢板焊接而成，钢 板最大厚度 １２５ｍｍ，材质为符合美国 ＡＳＴＭ 标准的 Ａ５７２Ｇｒａｄｅ５０，钢材可焊性一般， 易产生裂纹 和较大的焊接变形。 因此如何保证在厚钢板的焊接过程中， 防止由于焊接而导致的裂纹以及 减小焊接变形是本工艺的难点和重点。　 　　　　为确保厚钢板焊接的成功，我们分别从剖口形式、气割方式、预热和后热处理等方面进 行了多次试验，最终确定了各方面的参数，实践证明是可行的。　 （二）厚钢板制作工艺　 厚钢板（焊接 Ｈ 型钢）的制作，分翼缘板（或腹板）的对接焊接（包括 ５０ｍｍ、７０ｍｍ、 ９０ｍｍ、１００ｍｍ、１２５ｍｍ 五种）和腹板与翼缘板的 Ｔ 型焊接（包括 ５０／９０、５０／１００ 和 ７０／１２５ 三 种） ，材质均为符合美国 ＡＳＴＭ 标准的 Ａ５７２Ｇｒａｄｅ５０。　 １．厚钢板的对接　 厚钢板的对接焊接坡口选择焊缝填充量少，便于反面清根和砂轮机打磨的双 Ｕ 型坡口， 各种规格的坡口尺寸见图 １。焊接采用埋弧自动焊接，对接只允许长度方向对接，不允许宽 度方向对接。　 　 　 　 图 １　　对接接头剖口形式　 ２．Ｔ 型焊接　 腹板与翼缘板的　Ｔ 型接头在腹板处开半 Ｕ 形剖口，见图 ２，坡口采用龙门刨刨削而成。 腹板与翼缘板的 Ｔ 型接头采用液压门式自动组立机进行组装。　-2-
图 ２　Ｔ 型接头剖口形式　 　 腹板与翼缘板组立后，在专用胎架上调整至船形位置，采用埋弧自动焊进行焊接。　 　 （三）厚钢板焊接工艺规程　 １． 焊接材料和焊剂的选用见表 １。　 表 １　　焊接材料和焊剂选用　 钢材牌号　 焊接方法　 焊接材料　 焊条（焊丝）　 Ｅ５０１５　 Ｅ５０１６　 Ｈ１０Ｍｎ２　 Ｈ１０ＭｎＳｉＭｏ　 焊剂　 ／　 ＨＪ４０２　 Ａ５７２Ｇｒａｄｅ５０　 Ａ５７２Ｇｒａｄｅ５０　 手工焊　 埋弧焊　 　　 ２．　厚钢板多层埋弧焊工艺参数见表 ２。　 表 ２　　多层埋弧焊工艺参数　 焊　丝　直　径　 （ｍｍ）　 ４　 ５　 焊　接　电　流（Ａ）　 ６００～７００　 ７００～８００　 电弧电压（Ｖ）　 交流　 ３６～３８　 ３８～４２　 直流　 ３４～３６　 ３６～４０　 焊　接　速　度　 （ｍ／ｍｉｎ）　 ０．４～０．５　 ０．４５～０．５５　 　 （四）厚钢板的焊接工艺　 １．厚钢板的切割　 厚钢板切割时， 对采用乙炔气切割和液化石油气切割做了分析比较试验， 试验结果表明： 液化石油气切割与乙炔气切割相比， 预热时间较长， 切割速度较慢， 但切割面光滑， 不渗碳， 成本下降 １５％以上，比较经济安全，因此，最终确定采用液化石油气进行厚板切割。切割参 数见表 ３。　　 　
　切割参数　 割　　　　咀　 板厚（ｍｍ）　 号码　 ５０　 ７０　 ９０　 １００　 １２５　 ３　 ４　 ５　 ５　 ６　 喉径 ｄ（ｍｍ）　 １．０　 １．２５　 １．５　 １．５　 １．７５　 ０．６５　 ～　 ０．８０　 ０． ０３　 ～　 ０．０６　 氧　气　 燃　气　 气体压力（ＭＰａ）　 切割速度　 （ｍｍ／ｍｉｎ）　 １５０～３５０　 １５０～３００　 １３０～２３０　 １３０～２３０　 １３０～２００　 　 液化石油气切割工艺要求：　 ａ．厚板切割时的预热火焰要大， 切割气流长度选择板厚的 １／２ 稍长。 预热时割嘴与工件表面 成 １０°倾角，防止割渣反弹堵塞割嘴孔。　 ｂ．气割时，割嘴垂直于工件表面，移动切割前确认整个板厚已全部割穿，气割终结前速度缓 慢，保证切口质量。　 ２．厚钢板的对接焊接　 厚钢板在对接前对坡口及坡口边缘 １００ｍｍ 范围内进行彻底检查，并采用超声波检查内部 缺陷。对气割引起的裂纹、夹渣等缺陷，及时进行处理，同时把坡口打磨干净。　 厚钢板对接定位后，在焊道二侧 １００ｍｍ 范围内的母材用每隔 ５００ｍｍ 设置电炉板一块 （２．０ＫＷ）均匀加热至 １００℃左右，停止加热 １０ 分钟，以利于热量向板中心传递，然后继续 加热至 １５０℃～１８０℃，测温点设置在焊道二侧 １００ｍｍ 边缘处。　 焊接顺序及多层焊的焊道分布见图 ３，打底焊采用手工电弧焊，中间层及盖面层采用埋 弧自动焊，控制好层间温度。　　 图 ３　多层焊焊道分布图　-4-
厚钢板剖口焊中留钝边 ６ｍｍ，主要是为了防止焊穿。为控制焊接变形，工艺要求先焊正 面 ｔ／３，然后翻转工件采用碳弧气刨清根后，用砂轮打磨清除渗碳层与溶渣（碳弧气刨使用 后焊缝表面附着一层高碳晶粒是产生裂缝的致命缺陷） ，直至露出金属光泽后再采用热磁粉 探伤法进行底部的　ＭＴ 探伤，待确定无裂缝后，进行反面焊缝（约 ｔ／３）的施焊。焊完后再 翻转工件，焊接正面的　其余焊道，直至完成盖面焊。盖面焊结束后立即将焊缝及 １５０ｍｍ 范 围内用石棉布覆盖，并加热至 ２００℃～３００℃保温 ５ 小时以上。焊缝施焊 ２４ 小时后，作超声 波无损探伤检验。　 ３．厚钢板的 Ｈ 型钢焊接　 在厚钢板组立焊接前， 先对坡口及坡口边缘 １００ｍｍ 范围内进行彻底检查， 对翼缘板内侧 与腹板连接处用砂轮磨光机打磨干净， 并用超声波检查钢板是否有气割裂纹等缺陷， 如发现 有缺陷应及时进行处理。　 Ｈ 型钢定位焊后放置在专用埋弧焊接模台上进行预热，预热方法同对接焊。符合要求后 进行埋弧自动焊。施焊过程中严格保证防风和保温措施。焊道施焊后立即加盖石棉布保温， 防止焊缝在短时间内快速冷却而产生裂纹。　 焊接采用多道多层焊接。为减少焊接变形，在焊完 １／４ 厚度焊缝后，翻身焊另一侧反面 焊缝，循环反复。直至焊至要求的焊缝高度。　 焊接过程中应设置焊丝对中跟踪装置，确保焊接位置，保证熔池中心，消除因焊接位置 不对称而产生的变形。　 焊后进行后热及保温处理。消除或减少残余应力，是防止裂纹，减少焊接变形的关键。 焊接完成后， 进行焊缝外观检查确认， 合格后立即用电炉板对焊缝两侧 １５０ｍｍ 范围内均匀加 热至 ２５０℃～３００℃，然后用石棉布围裹保温，保温 ５ 小时后撤除防护。焊后 ２４ 小时进行超 声波无损检测。　 　
三、大型铸钢节点焊接技术　 　 （一）概况　 铸钢材料由于其良好的加工性能、复杂多样的建筑造型在当今大跨度钢结构和复杂钢 结构工程中大显身手。 建筑师也屡次采用铸钢节点来处理复杂的交汇节点。 然而铸钢材料也 有它自身固有的缺点：焊接工艺要求高、价格高等，这使得它在一般工程中较少使用。但经 过近几年来的研究和开发，其价格有所下降，焊接技术也有了较大的发展，为铸钢节点的推 广应用打下了坚实的基础。　 广州国际会议展览中心展览大厅钢结构工程采用了张弦立体桁架结构，桁架支座采用 了铸钢支座节点。铸钢节点与桁架杆件及铰支座之间采用焊接连接。　-5-
　 图 ４　　张弦立体桁架轴测图　 　 （二）焊接工艺　 １．节点概述　 铸钢节点材质按德国 ＤＩＮ１７１８２ 的 ＧＳ－２０Ｍｎ５ 标准要求控制，主要性能指标屈服强度≥ ２３０Ｍｐａ，抗拉强度≥４５０Ｍｐａ，延伸率 ２２％，冲击功≥４０Ｊ。为确保较好的焊接性能，碳当量 ＣＥ ≤０．４２。按照桁架的受力和构造要求，分两种节点型式，上端为固定铰支座，重 ４．５ 吨， 下端为滑动铰支座，重 ６．５ 吨。节点大样见图 ５。　 图 ５　　铸钢支座节点　 ２．焊接方法和焊接材料的选择　 考虑到现场的可操作性和施工进度要求，采用手工电弧焊与 ＣＯ２ 气体保护焊相结合的焊 接方法。坡口型式为 Ｋ 型坡口，手工焊接选用φ３．２ 和φ４．０ 直径的 Ｅ５０１６ 焊条，ＣＯ２ 气体保 护焊丝选用 Ｈ０８Ｍｎ２ＳｉＡ。焊材和母材的化学成分见表 ４，机械性能见表 ５。　 　 　 　-6-
表 ４　　焊材和母材的化学成分（％）　 材料名称　 Ｅ５０１６　 Ｈ０８Ｍｎ２ＳｉＡ　 Ｑ３４５Ｂ　 铸钢　 Ｃ　 ０．１２　 ≤０．１１　 ≤０．２０　 Ｍｎ　 ０．９０　 Ｓｉ　 ０．６０　 Ｎｉ　 —　 ≤０．３０　 —　 ≤０．４０ Ｐ　 ０．０３５　 ≤０．０３　 ≤０．０４　 ≤０．０３０ Ｓ　 ０．０３５　 ≤０．０３　 ≤０．０４　 ≤０．０３ Ｃｕ　 —　 —　 —　 —　 Ｃｒ　 —　 —　 —　 —　 １．８０～２．１０　 ０．６５～０．９５　 １．００～１．６０　 ≤０．５５　 ０．２０～０．６０ ０．１５～０．２０　 １．０～１．３０ 　 　 表 ５　　焊材和母材的机械性能表　 　 材料名称　 Ｅ５０１６　 ＥＲ４９－１　 Ｑ３４５Ｂ　 铸钢　 δｂ　（Ｍｐａ）　 ４９０　 ４９０　 ≥４７０　 ≥４５０　 δｓ　（Ｍｐａ）　 ４００　 ３７２　 ≥３４５　 ≥２３０　 δ（％）　 ２２　 ２０　 ２１　 ２２　 冲击功（Ｊ）　 ≥４７（－２０℃）　 ≥４７（室温）　 ≥３４（＋２０℃）　 ≥４０（室温）　 　 ３．焊接工艺评定试验　 　　　 为了取得更多的试验数据，进行了两种不同形式的焊接工艺试验。　 ①铸钢件与 Ｑ３４５Ｂ 钢均开坡口的 Ｘ 型坡口，反面清根双面焊接；　 ②铸钢件不开坡口，Ｑ３４５Ｂ 钢开 Ｋ 型坡口，反面清根双面焊接。　 焊接方法均采用手工电弧焊与 ＣＯ２ 气体保护焊相结合的焊接方法，预热 １５０℃，焊后保 温 ５ 小时。冷至室温后进行 ＵＴ 探伤和力学性能试验检测。试件检测结果均为合格。试验发 现第一种试件 ＵＴ 探伤合格，但焊缝内 ＵＴ 显示不是很干净，宏观金相试验中有沙状点缺陷。 而第二种坡口形式的焊接试件则相对较好，宏观金相试验好。　 两种情况的力学性能试验均合格， 说明两种坡口形式均适合焊接， 而在非铸钢件母材上 开坡口，铸钢件不开坡口则更为有利。　 根据焊接工艺试验结果，确定铸钢件与 Ｑ３４５Ｂ 焊接工艺如下：　 ①铸钢母材不开坡口，减少与焊接材料的接触面积，减少其粗大的晶体向焊缝区渗透。 　 ②打底焊接采用手工电弧焊，直流反接，焊材选用 Ｅ５０１６ 焊条。中间层和盖面层采用 ＣＯ２ 气体保护焊接，焊丝选用 Ｈ０８Ｍｎ２ＳｉＡ。　 ③焊前用电炉板对焊接部位及两侧不小于 １５０ｍｍ 范围内进行预热，温度控制在 １２０℃～ １５０℃，保证构件内外侧预热温度相同。　 ④焊后立即用石棉布包裹并加热至 ２００～３００℃，保温 ５ 小时。　 ４．现场铸钢件焊接　 现场由于场地开阔，为保证铸钢件焊接时不受风力影响，在现场搭设专用的焊接工棚。 　 焊接前用超声波探伤仪对铸钢件焊接部位进行检测， 检测合格或修补合格后方可将铸钢 支座与铰支座钢板点焊连接， 连接后用电炉板对铸钢件和钢板进行预热， 预热范围为焊缝两-7-
侧各 ３００ｍｍ。加热到 ９０℃～１００℃左右，停止加热 １５ 分钟（实际试验后确定） ，以便于热量 向母材内部传递，使母材内芯与表面温度接近，用测温计测量各向温度基本一致，再继续加 热至 １２０℃～１５０℃。预热温度达到后，立即用双数焊工对焊缝进行手工电弧焊接，焊接采 用直流反接法对称同方向施工。第一道焊接时取小电流，小直径焊条慢速焊接打底，焊接至 １／３ 厚度时采用 ＣＯ２ 气体保护焊，焊接工艺参数见表 ６。　 表 ６　　焊接工艺参数　 焊　　材　 Ｅ５０１６　 Ｅ５０１６　 Ｈ０８Ｍｎ２ＳｉＡ　 规格（ｍｍ）　 φ３．２　 φ４．０　 φ１．２　 电流（Ａ）　 ９０～１００　 １４０～１６０　 ２５０～２８０　 电压（Ｖ）　 ２５～３０　 ２５～３０　 ２８～３５　 备　　注　 打底焊　 中间层　 中间层、盖面焊　 　 中间层焊接时每焊一层焊缝，用风铲进行振动敲渣，在清渣的同时通过振动击打，可消 除部分焊接应力，焊接过程中确保焊接层间温度不低于预热温度，由测温仪监控测量，焊接 结束后立即用石棉布覆盖包裹保温，并加热至 ２００℃～３００℃，然后保温 ５ 小时。　 通过以上的工艺措施， 铸钢支座与 Ｑ３４５Ｂ 钢板的焊接取得了成功， 经第三方和质监站检 测所有焊缝均一次合格。　 　
四、结束语　 （一）通过广州新白云国际机场航站楼的施工，对厚钢板（１２５ｍｍ）焊接工艺进行了研究 和实践， 并取得了十分理想的效果， 为今后厚钢板在工程中的大量应用提供了可靠的实践依 据。　 （二）通过研究和实践， 大型铸钢节点生产制造与焊接施工技术均取得了成功， 其在建筑 钢结构中采用是可行的，为今后建筑钢结构节点的多样化提供了依据。　 　 　 　 参考文献　 １、ＧＢ５０２０５－２００１　 钢结构工程施工质量验收规范　 ２、陈祝年　 焊接工程师手册　 北京：机械工业出版社，２００２．１　 ３、周振丰，张之钺　 焊接冶金与金属焊接性　 北京：机械工业出版社，１９８８　-8-
第一章 金属的焊接性 一、金属焊接性 1.概念 概念：金属焊接性就是金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。 1.概念 含义：一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。 含义 评价标准：如果某种金属采用简单的焊接工艺就可获得优质焊接接头并且具有良好的使用性能或满足技术 评价标准 条件的要求，就称其焊接性好；如果只有采用特殊的焊接工艺才能不出缺陷，或者焊接热过程会使接头热 影响区性能显著变坏以至不能满足使用要求，则称其焊接性差。 2.影响焊接性的因素 2.影响焊接性的因素 1）材料因素 材料是指用于制造结构的金属材料及焊接所消耗的材料。前者称为母材或基本金属，即被焊金属。后 者称为焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等。 材料因素包括化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。其中化学成分(包括 杂质的分布与含量)是主要的影响因素。碳对钢的焊接性影响最大。含碳量越高，焊接热影响区的淬硬倾 向越大，焊接裂纹的敏感性越大。也就是说，含碳量越高焊接性越差。 除碳外钢中的一些杂质如氧、硫、磷、氢、氮以及合金钢中常用的合金元素锰、铬、钴、铜、硅、钼、钛、 铌、钒、硼等都不同程度地增加了钢的淬硬倾向使焊接性变差。 若焊接材料选择不当或成分不合格，焊接时也会出现裂纹、气孔等缺陷，甚至会使接头的强度、塑性、 耐蚀性等使用性能变差。 2）设计因素 设计因素是指焊接结构在使用中的安全性不但受到材料的影响而且在很大程度上还受到结构形式的 影响。例如结构刚度过大或过小，断面突然变化，焊接接头的缺口效应，过大的焊缝体积以及过于密集的 焊缝数量，都会不同程度地引起应力集中，造成多向应力状态而使结构或焊接接头脆断敏感性增加。 3）工艺因素 工艺因素包括施焊方法(如手工焊、埋弧焊、气体保护焊等)、焊接工艺(包括焊接规范参数、焊接材 料、预热、后热、装配焊接顺序)和焊后热处理等。在结构材料和焊接材料选择正确、结构设计合理的情 况下工艺因素是对结构焊接质量起决定性作用的因素。 4）使用因素 使用因素指焊接结构的工作温度、负荷条件(动载、静载、冲击、高速等)和工作环境(化工区、沿海 及腐蚀介质等)。一般来讲环境温度越低钢结构越易发生脆性破坏，承受交变载荷的焊接结构易发生疲劳 破坏。 二、如何分析金属的焊接性 （一）从金属的特性分析焊接性 1.化学成分 1.化学成分 1）碳当量法 钢材中的各种元素，碳对淬硬及冷裂影响最显著，所以有人将钢材中各种元素的作用按照相当于若干 含碳量折合并迭加起来，求得所谓的“碳当量”(Ceq)，以 Ceq 值的大小估价冷裂纹倾向的大小，认为 Ceq 值 越小，钢材的焊接性能越好。 碳当量公式没有考虑元素之间的交互作用，也没有考虑板厚、结构拘束度、焊接工艺、含氢量等因素 的影响。因而用碳当量评价焊接性是比较粗略的，使用时应注意条件。 2）焊接冷裂纹敏感系数 除碳当量外，考虑到焊缝含氢量和接头拘束度 2.利用物理性能分析 2.利用物理性能分析 金属的熔点、导热系数、密度、线胀系数、热容量等因素、都对热循环、熔化、结晶、相变等过程产 生影响 3.利用化学性能分析 3.利用化学性能分析 铝、钛合金与氧的亲和力较强，在焊接高温下极易氧化因而需要采取较可靠的保护方法，如：惰性气1
体保护焊，真空中焊接等 4.利用合金相图分析 4.利用合金相图分析 主要是分析热裂纹倾向。依照成分范围，查找相图，可知道结晶范围，脆性温度区间的大小，是否形 成低熔点共晶物，形成何组织等 5.利用 5.利用 CCT 图或 SHCCT 图分析 （二）从焊接工艺条件分析焊接性 1. 热源特点 各种焊接方法所采用的热源在功率、能量密度、最高加热温度等方面有很大的差别，使金属在不同工 艺条件下焊接时显示出不同的焊接性 电渣焊：功率很大，能量密度很低，最高加热温度也不高，加热缓慢，高温停留时间长，焊接热影响区晶 粒粗大，冲击韧度下降 电子束焊、激光焊：功率小、能量密度高、加热迅速、高温停留时间段、热影响区窄、没有晶粒长大危险 2. 保护方法 保护方法是否恰当也会影响金属焊接性的效果 3. 热循环的控制 正确选择焊接工艺规范控制焊接热循环 预热、缓冷、层间温度改变焊接性 4. 其它工艺因素 彻底清理坡口及其附近 焊接材料处理、烘干、除锈、保护气体要提纯、去杂质后使用 合理安排焊接顺序 正确制定焊接规范 第二章 合金结构钢的焊接 第一节 合金结构钢 合金结构钢： 合金结构钢：在碳素钢基础上加入一定的合金元素来达到所需要求的钢种称为合金结构钢。 包括：强度用钢（热扎正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢）和专用钢2
应用范围： 应用范围：机械零件、工程机械、交通运输工具、桥梁、建筑结构、管道等 新发展：微合金控扎钢 新发展 焊接无裂纹钢 抗层状撕裂钢 焊接大线能量 第二节 热扎正火钢的焊接 一、热扎正火钢典型钢种成分及性能 1.热扎钢 热扎钢： 1.热扎钢：σS 294～343Mpa 成分：含 C 量较低的 C-Mn，Mn-Si 系列，通过固溶强化获得高强度、或在特殊状态下以 V、Nb 代替部 分 Mn，以达到细化晶粒和沉淀强化的作用 典型钢种：16Mn 组织：细晶铁素体+珠光体 特例：15MnV V 细化晶粒和沉淀强化 2.正火钢：固溶强化基础上，通过细化晶粒和沉淀强化提高强度保证韧性的低合金高强钢 2.正火钢： 正火钢 σS 343～490 Mpa 成分：C-Mn，Mn-Si 系列基础上加入一些碳化物和氮化物的形成元素 V、Nb、Ti、Mo 等 正火的目的：使合金元素以细小的化合物质点从固溶体中充分析出，并同时细化晶粒，提高强度的同 时改善塑性、韧性、达到最佳的综合性能 分类： 1)正火状态下使用的钢 1)正火状态下使用的钢 除 15MnTi 外，一般加入 V、Nb。此外 15MnVN、美国的 737C、德国的 FG39 加入 N 形成 Mn-V-N 系列钢 2)正火 正火+ 2)正火+回火状态下使用的含 Mo 钢 成分：Mn-Mo 系 例如： A302B Mn-1/2Mo 含 Mo 钢在较高的正火温度和较大的冷却速度下得到的组织是上贝氏体和少 量的铁素体 为改善低温韧性 形成 Mn-Ni–Mo 系 18 MnMoNb Mn-Mo 系基础上加 Nb 3
3.热扎正火钢的发展 3.热扎正火钢的发展： 热扎正火钢的发展 微合金控轧钢是热扎及正火钢中的一个重要分支。它采用了微合金化(加入微量 Nb、V、Ti 等)和控制 轧制等新技术来达到细化晶粒和沉淀强化相结合的效果，同时从冶炼工艺上采取了降 C、降 S、改变夹杂 物形态、提高钢的纯净度等措施，使钢具有均匀的细晶粒铁素体基体。因此这类钢在轧制状态下就具有相 当于或优于正火钢的质量。焊接无裂纹钢实质是含碳量很低的微合金化正火钢。Z 向钢是在某一等级结构 钢(称为母级钢)的基础上经过特殊冶炼、镇静处理和适当热处理的钢材，是 343 正火钢。由于在冶炼中采 用钙或稀土处理以及真空除气等特殊措施，Z 向钢具有低 S、低气体含量和高的 Z 向(即厚度方向)断面收 缩率等特点。 二、热扎正火钢的焊接性分析 （一） 焊缝中的热裂纹1）具有较好的抗热裂性能。 2）但当材料成分不合格，或因严重偏析使局部碳、硫含量偏高时 Mn/S 比就可能低于要求而出现热裂纹。 3）硫对形成热裂纹起直接作用，钢中的 C、Si、Ni 促进有害作用，Mn 抵消有害作用。 经 验： 1）含 C 量 0.12 ％ Mn/S 不应低于 10 2）含 C 量 0.16％ Mn/S 应大于 40 典型钢种：16Mn 典型钢种 成分：C 0.12～0.2 ％ S 0.05 ％ Mn 1.2 ～1.6 ％4
Mn/S 32 问：是否可能产生热裂纹？ 解 决 办 法： 1）从焊接材料上 （选用含碳低含锰高的焊接材料） 例：可用低碳钢焊丝 H03MnTi 含 C 量 0.03％ Mn<1.5％ Ti 微量 焊剂 SiO2 30.28％ MnO 33.43％ 2）从工艺上 设法减少熔合比来调整焊缝成分以减少由母材进入焊缝的 C 量， 焊速不宜过大， 避免形成雨滴状熔池。 可以减少中心裂纹。 采用引弧板和熄弧板， 将质量差和容易产生热裂纹的起焊点及弧坑引到正式焊缝之外， 从而减少焊缝中的裂纹。降低焊接接头的刚性拘束条件，选择合理的焊接顺序，以减少焊接应力。 （二）冷 裂 纹 1 、淬硬倾向与冷裂倾向的关系 淬硬倾向与冷裂倾向的关系 1）热轧钢 c 量不高，但含有少量的合金元素，这类钢的淬硬倾向比低碳钢的淬硬倾向大，并且随着钢 热轧钢含 热轧钢 材强度级别的提高淬硬倾向逐渐增大。 以 16Mn 和低碳钢为例分析淬硬倾向与冷裂倾向的关系。 16Mn 钢在快速冷却时(厚板手工电弧焊时的冷 却速度)铁素体析出后，剩余的富碳奥氏体来不及转变为珠光体而转变成高碳马氏体和贝氏体。从 16Mn 和 低碳钢的 CCT 曲线估计，焊接 16Mn 时会出现少量铁素体、贝氏体和大量马氏体；焊接低碳钢时会出现大 量铁素体，少量珠光体和贝氏体，更少量的马氏体。 2）正火钢 ）正火钢的强度级别较高，合金元素含量较多，高温转变区较稳定，焊接冷却下来很易得到贝氏体和马 氏体。因此，其冷裂纹倾向随着强度级别的提高而增大。 例：比较 15MnVN 和 18MnMoNb 15MnVN 冷速慢 F+P 、中 F+B 、快 M 18MnMoNb 冷速慢 F+B、中 B、快 M 2、碳当量与冷裂纹倾向的关系 冷裂倾向 → 淬硬倾向 → 化学成分→碳的作用 因此，可以通过一些经验性的碳当量公式来粗略地估计不同钢材的冷裂倾向。 以 CE 为例，一些技术条件中规定了最高 CE 值．有时还同时规定了含碳量，如规定 CE≤0.40％，W(C) ≤0.12％。但对含碳量低的钢材，允许 CE 值更高些(如 W(c)＝0.08％的钢材，允许 CE＝0.50％) 1）热轧钢 ）热轧钢碳当量都比较低，除环境温度很低或钢板厚度很大，一般情况下其裂纹倾向都不大。 2）当正火钢碳当量不超过 0.5％时，淬硬倾向比热轧钢大，但不算严重，焊接性尚可。但对于厚板往往需 当正火钢 要进行预热。当碳当量大于 0.5％时钢的淬硬倾向和冷裂倾向逐渐增加。 防止措施：严格控制线能量、预热和焊后热处理等。 防止措施 3、热影响区的最高硬度值与冷裂倾向关系 为避免产生对冷裂敏感的淬硬组织，可将热影响区的最高硬度控制在某一刚好不出现冷裂纹的临界值； 反过来也可根据测得的热影响区的最高硬度值来判断材料的冷裂倾向和确定预热温度。 （三）再 热 裂 纹 1.C-Mn 和 Mn-Si 系热轧钢 热轧钢对再热裂纹不敏感。例如 16Mn。 热轧钢 2.正火钢 正火钢中有一些含有强碳化物形成元素，但实践证明它对再热裂纹不敏感，例如 15MnVN ； 正火钢 3.正火+回火钢 18MnMoNb、14MnMoV 则有轻微的再热裂纹敏感性，可提高预热温度和焊后立即后热来防 正火+ 正火 回火钢如 止再热裂纹的产生。 （四）层 状 撕 裂 层状撕裂的产生不受钢种和强度的限制，它主要发生于厚板结构中（在热影响区甚或远离热影响区的 母材中） 。在低碳钢、热轧、正火钢中都可能发生层状撕裂。如大型船舶、海上平台中某些结构的截面厚 度较大，结构上又存在较多的 T 型、十字型接头，构件厚度方向(Z 向)承受较大拉伸应力。在这种情况下，5
只要钢中存在片状硫化物与层状硅酸盐或大量成片地密集于同一平面内的氧化铝夹杂物，就有可能导致 Z 向塑性降低，沿钢材轧制方向发生阶梯状的层状撕裂。一般板层小于 16mm 时就不容易发生层状撕裂。一 般认为 Z 向收缩率＞20％钢材就可以避免层状撕裂。如日本经验，HT50 钢的 Z 向收缩＞20％．即使在严酷 的拘束条件下也可避免层状撕裂；英国在制造北海平台时，经验与此一致。合理选用层状撕裂敏感性较低 的钢材(如 Z 向钢)，改善接头形式以及降低钢板 Z 向所承受应力应变，在满足产品使用要求前提下选用强 度级别较低的焊接材料或预堆低强焊缝，采用预热及降氢等措施，都有利于防止层状撕裂。 （五）热影响区的性能变化 1．过热区脆化 焊接接头被加热到 1200℃至熔点以下的区域，由于温度高发生了奥氏体晶粒的显著长大和一些难熔 质点(如氮化物或碳化物)的溶入。溶入的难熔质点在冷却过程中，来不及析出会使材料变脆；过热粗大的 奥氏体冷却下来会转变成魏氏体、粗大的马氏体及塑性很低的铁素体、高碳马氏体和贝氏体的混合组织和 M-A 组元，因此过热区的性能变化取决于在高温的停留时间、影响冷却速度的焊接线能量和钢材的类型及 合金系列。不同种类的钢合金化机理和强化途径不同，引起过热区脆化的原因也不同。 1）热轧钢 焊接线能量过大：导致冷速过慢，过热区将因晶粒长大或出现魏氏组织等而使韧性降低， 焊接线能量过小：由于过热区组织中马氏体比例增大而使韧性降低，这在含碳量偏高时较明显。 过热区性能的脆化不仅取决于影响高温停留时间和冷却速度的焊接线能量，也与钢材化学成分有关， 如图所示。以 COD 值表示断裂韧性的大小。6
0.17C-1.1Mn 钢(属于热轧钢)O℃时，没有出现脆性，在试验温度降低(-40℃)时， 因受线能量影响而表现出韧性下降。 2）对含 V、Nb 的正火钢 焊接时线能量过大：会导致过热区沉淀相固溶，这时 V、Nb 的碳、氮化合物细化晶粒、抑制奥氏体长 大的作用大大削弱， 过热区奥氏体晶粒显著长大， 冷却过程中可能产生一系列不利的组织转变， 如魏氏体、 粗大的马氏体、塑性很低的混合组织（铁素体、高碳马氏体和贝氏体）和 M-A 组元，再加上过热区金属碳、 氮固溶量的增加，导致过热区韧性降低和时效敏感性增加。 0.15C-1.4Mn-Nb 钢(属于正火钢) 含 Nb 钢最佳韧性的线能量范围很窄，而 C-Mn 钢 的较宽。这说明正火钢的过热敏感性较热轧钢大。 焊接含钛正火钢(Ti O.22％ 3）焊接含钛正火钢(Ti 含量约 O.22％) 线能量过大时：过热区的 TiN、TiC 都向奥氏体内熔入。由于钛的扩散能力低，在随后的冷却过程中， 即使大线能量条件下也来不及析出而停留在铁素体中，显著提高了铁素体的显微硬度，降低了材料的冲击 韧性。这就是为什么近代研究的大线能量钢中的含钛量都限制得很低(约 0.02％)。 预防措施： 预防措施：采用小线能量 2、 热应变脆化 产生区域：热影响区中发生过塑性变形同时受热温度在 ACl 以下、尤其最高加热温度在 200-400℃的区 产生区域 间。 产生原因：一般认为这种脆化是由于氮原子聚集在位错周围，对位错造成钉扎作用所造成的。 产生原因 发生材质：固溶氮含量较高的低碳钢和强度级别不高的低合金钢中。如造船中常用的 16Mn、16MnC(热轧 发生材质 钢)就具有一定的热应变脆化倾向。 钢中如果加入足够量的氮化物形成元素(如 A1、 Ti、 等)脆化倾向就显著减弱。 V 如含 A1 的 HT50 钢(正 火钢)热应变脆化倾向比普通 HT50 钢低得多。7
消除措施：焊后消除应力退火 消除措施 经验得出：16Mn 焊后经 600℃、1h 的退火处理，韧性有很大提高。 经验得出： 三、热扎正火钢的焊接工艺特点 热轧和正火钢对焊接方法无特殊要求，常用的焊接方法如手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电渣焊 都可选用。方法的选取主要根据材料的厚度、产品结构和具体施工条件来确定。 (一）焊接材料的选择 1．选择相应强度级别的焊接材料 选择焊接材料的目的是使焊缝无缺陷和满足焊接接头的使用性能。 热扎正火钢焊接时热、冷裂倾向不大。选择焊接材料应考虑选择与母材机械性能相等强度级别的焊接 材料，在没有特殊要的前提下，一般不考虑焊接材料的化学成分、如果选择与母材化学成分相同的焊接材 料，由于焊接时冷却速度很大，将使焊缝金属具有特殊的过饱和铸态组织，焊缝金属的性能表现为强度很 高，而塑性、韧性很低，这对焊接接头的抗裂性能和使用性能是不利的。 焊缝含碳量一般要求≤0.14％。其它合金元素低于母材含量 例如：焊接 15MnTi、15MnV 相同的 C=0.12～0.18％ Mn =1.2～1.6％ Si=0.2～0.6％ 15MnTi 中 Ti=0.12～0.20％ 15MnV 中 V =0.04～0.16％ ≥529 Mpa 用焊条 J557 成分 C≤0.12％ Mn1.2％ Si=0.5％ 不含 Ti、V 549～608 Mpa C 低，Mn 低于母材，同时具有很高的塑性和韧性 2.考虑熔合比和冷却速度的影响 2.考虑熔合比和冷却速度的影响 焊缝金属的机械性能主要取决于其化学成分和组织的过饱和度。焊缝金属的化学成分 不仅取决于焊接材料的成分，而且与熔合比(与母材的熔入量有关)有很大关系。焊缝金属 组织的过饱和程度则与冷却速度有很大关系。 3.必须考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响 3.必须考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响 一般消除应力退火对强度影响不大，但对焊缝强度富裕量不大时，消除应力退火后有可 能使焊缝金属的强度低于要求。例如焊接大坡口的 15MnV 厚板，焊后需进行热处理时，必 须选用咖 H08Mn2Si 焊丝，若选用 H10Mn2 焊丝，焊缝金属的强度会偏低。8
(二）焊接工艺参数的确定 1.焊接线能量 1.焊接线能量 焊接线能量的确定主要取决于过热区的脆化和冷裂两个因素。因为各类钢的脆化倾 向和冷裂倾向不同，所以对线能量的要求也不同。 当焊接含 C 量很低的一些热轧钢，如 09Mn2、09Mn2Si 及含 C 量偏于下限的 16Mn 时，对线能量没有严 格要求。因为这类钢的过热敏感性和淬硬倾向都不大，所以焊接线能量大些或小些都可以。但从提高过热 区塑性及韧性出发，线能量偏小些较为有利。 当焊接含 C 量偏高的 16Mn 钢时，由于淬硬倾向大，所以在这种清况下线能量应偏大些。 对于强度级别较高的正火钢〔如 15MnTi、15MnVN〕来说，为了避免由于沉淀相的溶入以及晶粒的过热所引 起的脆化，线能量应选得偏小些。 对于强度级别更高、含碳量和合金元素量含较高的正火钢(如 18MnMoNb)来说，淬硬倾向增加，容易产 生延迟裂纹，所以焊接时应选大一些的线能量，或选较小些的线能量，而配合适当的预热，既能避免裂纹， 又能防止晶粒的过热。 2.预热 2.预热 焊接时进行预热的目的是防止裂纹和适当地改善焊接接头性能。预热温度的确定较复 杂，它与以下多种因素有关： 材料的成分(决定材料的淬硬倾向)，CE<}