低碳钢的焊接工艺设计

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1、专业技术资料低碳钢的焊接工艺1、材料的认识钣金车间所焊的工件主要有冷轧板、热轧板、槽钢、镀锌板、不锈钢等。其中所用的冷轧板、热轧板、镀锌板的材质为Q195,槽钢的材质为Q235.这两种材质都属于碳素钢。下面介绍各种材料的定义。1.1冷轧板、热轧板热轧,是以板坯(主要为连铸坯)为原料,经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。根据用户的不同需求,经过不同的精整作业线(平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等)加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。冷轧:用热轧钢卷为原料,经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧,其成品为轧硬卷,由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降,因此冲

2、压性能将恶化,只能用于简单变形的零件。冷轧板跟热轧板的区别:1)热轧板硬度低,加工容易,有较好的韧性和延展性,但机械性能远不及冷加工,也次于锻造加工。2)冷轧板采用冷扎加工表面无氧化皮,表面光洁度高,质量好。热板采用热扎加工表面有氧化皮,质量差点(有氧化光洁度低),但塑性好。3)冷轧轧板硬度高,加工相对困难些,但是不易变形,强度较高。4)冷轧钢板由于有一程度的加工硬化,韧性低,但能达到较好的屈强比,用来冷弯弹簧片等零件,同时由于屈服点较靠近抗拉强度,所以使用过程中对危险没有预见性,在载荷超过许用载荷时容易发生事故。1.2槽钢槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。其规格以腰高(h)*腿宽(b)*腰

3、厚(d)的毫米数表示,如120*53*5,表示腰高为120毫米,腿宽为53毫米的槽钢,腰厚为5毫米的槽钢,或称12#槽钢。腰高相同的槽钢,如有几种不同的腿宽和腰厚也需在型号右边加abc予以区别,如25a#25b#25c#等。槽钢可分为热轧槽钢、低合金槽钢、热镀锌槽钢等。1.3镀锌板镀锌板是指表面镀有一层锌的钢板。镀锌是一种经常采用的经济而有效的防腐方法。全世界锌产量的一半左右均用于此种工艺。镀锌主要是为防止钢板表面遭受腐蚀,延长其使用寿命。2、碳钢2.1、碳钢的定义碳钢又称碳素钢,是铁和碳的合金,碳钢中除以碳作为合金元素外,还有少量的锰和硅有益元素。此外,还有S、P等杂质。碳钢的性能主要取

4、决于碳含量。碳钢时钢材中产量最多,应用最广的材料。大部分焊接结构都是用碳钢来制造。2.2、碳钢的分类碳钢有不同的分类方法,可分为:(1)按含碳量分按碳钢中碳含量的多少可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。如下表表一碳钢按含碳量分类名称W(C)%典型硬度用途焊接性低碳钢≤0.15HRB60特殊钢板、薄板、焊丝优0.15~0.25HRB90结构用型材、板材良中碳钢0.25~0.6025HRC机械零件和工具中(通常要求预热和后热,常采用低氢焊接工艺)高碳钢≥0.60~1.0040HRC弹簧、模具、导轨差(要求同上)按品质分主要是根据有害杂质S、P的含量来划分:1)普通碳素钢:含W(S)%≤0.050%,

5、W(P)%≤0.045%。Word文档下载编辑专业技术资料2)优质碳素钢:含W(S)%≤0.035%,W(P)%≤0.035%。3)高级优质碳素钢:含W(S)%≤0.030%,W(P)%≤0.035%。(2)按脱氧程度分1)沸腾钢:不完全脱氧所得到的钢,含氧量高,S、P杂质较多,且分布不均匀,焊接时易产生热裂纹和气孔。2)镇静钢:脱氧彻底,含氧量低、杂质少。3)半镇静钢:介于沸腾钢和镇静钢之间。下面是钢号的表示方法及各自的含义:2.3、化学成分按GB/T700—1988《碳素结构钢》的规定,这类钢的化学成分见表二。表二碳素结构钢化学成分牌号等级化学成分(质量分数%)脱氧方法CMnSiSP不

6、大于Q195—0.06~0.120.25~0.500.300.0500.045F、b、ZQ235A0.14~0.220.30~0.650.300.0500.045F、b、ZB0.11~0.200.30~0.700.045C≤0.180.35~0.800.0400.040ZD≤0.170.0350.035TZ备注:1)、沸腾钢硅含量不大于0.07%,半镇静钢硅含量不大于0.17%,镇静钢硅含量下限为0.12%。2)、Q235A和B级沸腾钢锰含量上限为0.60%。3)、D级钢应有足够的形成细晶粒组织元素。碳钢中的Si、Mn对焊接性也有影响,它们的含量增加,焊接性就会相对变差,但影响没有碳作用强

7、烈。C、Si、Mn对焊接性的影响可以用下面的经验公式计算。Ceq=C+Mn/6+Si/24(%)根据一般生产经验,碳当量Ceq<0.40时,淬硬性倾小,焊接性良好,焊接时一般不需要预热、控制层间温度或后热;Ceq=0.4%~0.6%时,淬硬倾向较大,焊接性比较差,一般需要预热(如钢号:30、35、45等);Ceq>0.6时,淬硬倾向严重,焊接性很差,焊前必须采用较高的预热温度,控制层间温度和后热,并采用低氢焊接工艺(如碳

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