中车长春轨道客车股份有限公司 长春市 130062
摘要：低碳钢的特点就在于它的含碳量比低,但是焊接的性能相对比较好,在焊接的生产工艺上经常会看到低碳钢的身影。文章通过分析低碳钢的焊接性以及其中出现的缺陷,以此提出有效地预防措施。
关键词：低碳钢;焊接性;缺陷;分析;
引言:由于低碳钢的含碳量并不高,因此,其中金元素硅和锰的含量也不高,这也就意味着低碳钢的焊接性能比较好,不会因为焊接过程中散热过快的问题而引起组织的脆化。特别是在焊接一些小于70毫米的物件时,在进行焊接之前不用做预热工作。对于锅炉以及压力容器等重要物体进行焊接时,等到完成焊接工作后,也不用处理消除应力的措施。但如果使用高热输入的焊接方式时，会产生很多焊接方面的问题。
一、低碳钢具有哪些焊接方面的特性
1.焊接的方式
低碳钢的焊接性比较强，基本上可以采取所有的焊接方式,同时还能保证焊接接头的质量。社会时代的发展促进了我国工业技术的发展,近几年，我国开始不断研发一些效果较高并且能够确保质量的焊接方式，不同的焊接工艺促使低碳钢的焊接方式被广泛应用。
2.焊接所需要的材料
在选取低碳钢材料的过程中，需要注意该材料是否能够匹配上焊接的强度，,换句话来说就是需要根据母材料的强度以及等级等条件去选择焊接材料。低碳钢的结构几乎采用抗拉强度在420MPa左右的刚才,这样的选择是为了保证在力学的性能上正好可以和低碳钢相互匹配在一起。
3.低碳钢干焊接工艺的特性
低碳钢的焊接工艺不具备任何的特殊性,但是对一些大型物件或者温度较低的物件进行焊接时,由于受到厚度以及温度的影响导致焊接头经常出现裂纹的情况,例如在焊接直径大于3000毫米并且厚度超过50毫米的物件以及焊接壁厚超过90毫米是第一道焊道等等,这时候都会产生裂纹的发生。所以说,在焊接的过程中应该注意以下几个方面:第一,做好焊接的预热工作,注意焊接时道间的温度,预热温度的设定需要结合实际的情况才能决定,不同的产品设定的预热温度也是不同的。第二,在选择材料时候,一定要选择低氢材料或者超低氢的焊接材料。第三,对整条缝隙进行连续性的焊接,杜绝出现中断的现象。第四,避免在低温的情况下进行焊接的矫正以及装配工作。第五,改善严寒天气的劳动条件。
二、焊接过程中产生的缺陷以及如何做好预防工作
咬边以及弧坑和裂纹等这些都是比较常见的焊接缺陷,影响焊接的原因非常多,其中包含了母材料与焊接材料的质量、工艺参数、焊接设备以及焊接技术和天气情况等等。如果其中任何一个环节出现处理不当的现象,就会直接影响焊接的质量,最终出现焊接缺陷问题。
1.完全不合符要求的焊接外形尺寸与形状
如果焊接位置的表面出现高低不平或者焊接缝隙过大以及过小等问题时,都是因为焊接缝隙的外形尺寸和形状不符合相关要求。这样一来,不仅降低了焊接焊头的强度,如果焊接的缝隙变得越来越大，在截面的问题的处理上也会产生一定的应力集中问题。如果在焊接的过程中选择了不适当以及不熟练的操作手段或者是装配间隙的不均匀等情况，很容易导致焊接缝隙的外形尺寸以及形状不符合焊接的要求。
想要有效防止这些问题的发生，施工人员在操作的过程中一定要选择适当的焊接电流并把握好焊接的速度，同时采用合适的运条手法以及角度,去开展焊接的操作,在此期间还要注意焊接物坡口的变化。
2.咬边方面的问题
当焊接物体的焊缝边缘出现了各种凹陷问题，我们将这种情况称之为咬边，一旦出现咬边，不仅会降低焊接接头的工作截面，同时还会产生一些应力集中的情况，在日常的焊接工作中，,一般是不允许咬边问题的发生,又或者是对这个问题进行了限制。产生咬边的原因主要是焊接电流以及焊条角度的问题，正确的预防措施需要确保电流的同时还要有效控制焊条的角度以及电弧长度。
3.焊瘤方面的问题
一些熔化金属流到焊缝外但没有熔化在母材上,这个时候就会形成焊瘤,在一些横或者仰焊焊缝表面经常会看到焊瘤,不仅影响了美观,同时还造成表面夹渣的情况。导致焊瘤的主要原因是因为施工人员的施工技术以及运条的不均匀这两个情况。通常采用的预防措施是提高技术人员的操作技能,同时还要保证运条的均匀性,建议选择碱性焊条,在焊接的时候最好进行短弧焊接,同时还要降低焊接的电流,最起码比平常的焊接少10%左右。
4.弧坑的问题
在焊接的过程中，经常会发生一些收弧断裂的问题，产生这方面的原因在于焊道的末端出现了一些低洼的弧坑，其中最常出现的缺陷就是气孔以及裂纹，这些问题导致焊缝的强度有所降低。如果熄弧的时间过短或者出现焊接中断的情况，很容易造成弧坑的产生，为了做好相应的预防工作,那就必须选择合适的焊接电流,在收弧的时候应该停留一会焊条。
5.没有完全的熔合以及焊透
当完成焊接工作后,如果母材和焊接缝隙层还是没有熔透的情况下，这就是未熔合的状况，当接头的根部没有熔透的话，这个情况被视为为未焊透。一旦发生这两个问题,就会直接影响焊缝工作的横截面,以此产生应力集中的问题,最终不仅降低了焊接焊头的强度,同时还会导致焊缝出现开裂的情况。没有产生熔合的原因主要是焊接坡口表面的氧化膜以及油污等没有得到有效地清理,在焊接的过程中,一些熔化的碎渣影响了金属间的熔合效果,不仅如此,如果采用不对的焊接手法，其中产生的电弧会偏向坡口的那一边。产生没有焊透的情况主要是焊接物体的坡口角度过小以及装配间隙过小,除此之外,在焊条的选择上以及确定焊接电流和焊接速度的时候，如果不正当选择和操作，这些都能产生未焊透的情况。想要最好这两的预防工作,相关技术人员首先要提高自己的操作技能,通过选择正确的坡口尺寸,然后在开展焊接工作之前认真清理坡口的表面,通过选择合理直径的焊条以及焊接电流和速度,有效控制电弧的长度,这样才能控制未熔合以及未焊透情况的发生。
三、结束语
综上所述,低碳钢在目前的工业项目中属于焊接性能最好的刚种,任何方式都能将低碳钢焊接起来。唯独采用高热输入焊接法的时候需要加强注意,通过采用正确的方式去提高焊接缝隙的质量,从而保证低碳钢的焊接性。
参考文献：
[1] 赵涛，张艳.谈谈焊接缺陷及其质量检验[J].中国科技信息，2017（18）：145-157.
[2] 李军、沈宏谋变频外转子电机硅钢片铁心与低碳钢的焊接工艺[J].微特电机，2017（29）：47～47.
[3] 颜兵强.焊接缺陷成因及防治措施[J].建筑与装饰，2016（12）.