焊接性的评价

2.1碳当量法

1.国际焊接学会推荐CE

碳当量是把钢中的合金元素(包括碳)的含量，按其作用换算成碳的相对含量。国际焊接学会推荐的碳当量(CE)公式为：

式中，w(C)、w(Mn)等－碳、锰等相应成分的质量分数(%)。

当CE<0.4％时，钢材的塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性良好。在一般的焊接技术条件下，焊接接头不会产生裂纹，但对厚大件或在低温下焊接，应考虑预热；当CE在0.4～0.6％时，钢材的塑性下降，淬硬倾向逐渐增加，焊接性较差。焊前工件需适当预热，焊后注意缓冷，才能防止裂纹；当CE>0.6％时，钢材的塑性变差。淬硬倾向和冷裂倾向大，焊接性更差。工件必须预热到较高的温度，要采取减少焊接应力和防止开裂的技术措施，焊后还要进行适当的热处理。

2.美国焊接学会推荐Ceq

图1.焊接性与碳当量的关系

表1.焊接性与焊接条件

2.2冷裂纹敏感系数法冷裂纹敏感系数的其计算式为：

式中P_W－冷裂纹敏感系数；h－板厚；[H]－100g焊缝金属扩散氢的含量(mL)。

冷裂纹敏感系数越大，则产生冷裂纹的可能性越大，焊接性越差。

2.3低碳钢的焊接

低碳钢的CE小于0.4％，塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，焊接性良好。

2.4中、高碳钢的焊接

中碳钢的CE一般为0.4％～0.6％，随着CE的增加，焊接性能逐渐变差。高碳钢的CE一般大于0.6％，焊接性能更差，这类钢的焊接—般只用于修补工作。为了保证中、高碳钢焊件焊后不产生裂纹，并具有良好的力学性能，通常采取以下技术措施：

1)焊前预热、焊后缓冷焊前预热和焊后缓冷的主要目的是减小焊接前后的温差，降低冷却速度，减少焊接应力，从而防止焊接裂纹的产生。预热温度取决于焊件的含碳量、焊件的厚度、焊条类型和焊接规范。

2)尽量选用抗裂性好的碱性低氢焊条，也可选用比母材强度等级低一些的焊条，以提高焊缝的塑性。当不能预热时，也可采用塑性好、抗裂性好的不锈钢焊条。

3)选择合适的焊接方法和规范，降低焊件冷却速度。

2.5普通低合金钢的焊接

屈服强度294～392MPa的普通低合金钢，其CE大多小于0.4%，焊接性能接近低碳钢。焊缝及热影响区的淬硬倾向比低碳钢稍大。常温下焊接，不用复杂的技术措施，便可获得优质的焊接接头。当施焊环境温度较低或焊件厚度、刚度较大时，则应采取预热措施，预热温度应根据工件厚度和环境湿度进行考虑。焊接16Mn钢的预热条件如表1所示。

强度等级较高的低合金钢，其CE=0.4~0.6%，有一定的淬硬倾向，焊接性较差。应采取的技术措施是：

尽可能选用低氢型焊条或使用碱度高的焊剂配合适当的焊丝；按规范对焊条进行烘干，仔细清理焊件坡口附近的油、锈、污物、防止氢进入焊接区；焊前预热，一般预热温度超过150℃；焊后应及时进行热处理以消除内应力。

表2.焊接16Mn钢的预热条件