【特钢汇】金属焊接性的评定

 焊接性的评定方法有很多，大体上可分为两类：直接试验法和间接评估法。直接试验法是模拟实际情况下的焊接条件，通过观察焊接过程中是否发生某种焊接缺陷（如裂纹）及其程度，或对焊好的试样进行有关的性能试验，从而直观地评判材料焊接性的好坏。常用的试验方法有：焊接裂纹试验，焊接接头力学性能试验、焊接接头耐腐蚀性试验，焊接热影响区最高硬度试验等。这些试验可按相应的国家标准的规定来进行。间接评估法是依据某些建立在大量试验的基础上的统计经验公式来间接评估焊接性的方法，主要有碳当量法、冷裂纹敏感系数法。钢是用于焊接结构最多的金属材料，所以评定钢的焊接性显得尤为重要。使用最多的是以对冷裂纹的敏感性来评定钢的焊接性的方法。

    (1)碳当量法

由于钢的冷裂纹倾向与其化学成分有密切关系，其中以碳的影响最大，其他合金元素可按各自影响程度的大小折算成碳的相当含量，将它们加在一起就称为碳当量，以其作为评定钢的焊接性的一种较粗略的参考指标。国际焊接学会推荐的碳钢和低合金结构钢的碳当量公式为：

经验表明，碳当量越高，钢的淬硬倾向越大，冷裂纹敏感性越强，焊接性越差。一般认为，当WCE<O. 4%时，焊接性良好；当WCE=O. 4%～0. 6%时，冷裂纹倾向增加，焊接性较差；当WCE>O. 6%时，冷裂纹倾向大，焊接性差。

    由于碳当量法公式是在某种实验条件下得到的，仅考虑了化学成分对焊接性的影响，而没有考虑冷却速度、结构刚性等因素的影响，因此利用碳当量法只能在一定范围内粗略地评估焊接性。

    (2)冷裂纹敏感系数法

冷裂纹敏感系数法综合考虑了钢的化学成分、焊缝含氢量以及通过母材板厚表现出来的结构刚性和冷却速度等对焊接性的影响，因而是比碳当量法更为完善的评定方法。其计算公式如下：

式中PC-冷裂纹敏感系数；

    WH -焊缝中的扩散氢含量(mL／100 g)；

    δ——母材板厚。

    上式及碳当量公式中各元素的质量分数均取其成分范围的上限。

    冷裂纹敏感系数越大，焊接时产生冷裂纹的倾向越大，钢的焊接性也越差。利用P。还可以计算焊件所需的预热温度T(℃)，T=1440Pc - 392。冷裂纹敏感系数法适用于低碳(0.07%～0.22%)，且含多元微量元素的低合金高强钢。