焊接材料、符号及钢材基础知识教案教学

一、焊接的基本概念

焊接：通过加热或加压(或者两者并用)，用或者不用填充材料,

使两个工件(同种或异种材质)达到原子间结合的一种连接方式。

二、常见焊接术语及代号

GMAW：指实芯焊丝电弧焊(GasMetalArcWelding),俗称气保焊，

包括混合气和C02气体，代号：135

FCAW：指药芯焊丝电弧焊(FluxCoredArcWelding),代号：114

SMAW：指手工电弧焊(ShieldMetalArcWelding),代号:111

GTAW：指铝极氮弧焊(GasTungstenArcWelding),代号：141

SAW：指埋弧焊(SubmergedArcWelding),代号：12

PQR：指焊接工艺试验报告(ProcedureQualificationRecord),是焊接工

艺评定试验中各项参数的实际记录报告。

WPS：指焊接工艺指导书(WeldingProcedureSpecification),是依据

相应的焊接工艺试验报告

PQR和焊接标准编制的用于指导生产制造的焊接技术文件。

WQT：指焊工资格考试(WelderQualificationTest),是依据焊接规范和

实际产品焊接技能要求对焊接工人技能进行的系列鉴定测试。

CJP：指全熔透焊缝(CompleteJointPenetration),即对接焊缝在整

个板厚厚度内完全熔透。

PJP：指部分熔透焊缝(PartialJointPenetration),即对接焊缝在整个

板厚厚度内未完全熔透。

三、焊接材料分类

1、焊接材料：是焊接时所消耗的材料统称，它包括焊条、焊丝、焊

剂、气体等。比如手弧焊的焊接材料是焊条，埋弧焊的焊接材料是焊

丝与焊剂，而气体保护焊的焊接材料则是焊丝与保护气体。

2、焊条的分类

按焊条的用途分：

1）结构钢焊条：主要用于焊接碳钢和低合金高强钢。

2）铝和铭铝耐热钢焊条：主要用于焊接珠光体耐热钢和马氏体

耐热钢。

3）不锈钢焊条：主要用于焊接不锈钢和热强钢，可分为锚不锈

钢焊条和铭钥不锈钢焊条。

4）堆焊焊条：主要用于堆焊，以获得具有热硬度性、耐磨性及

耐腐蚀性的堆焊层。

5）低温钢焊条：主要用于焊接在低温下工作的结构，其熔敷金

属具有不同的低温工作性能。

6）铸铁焊条：主要用于焊补铸铁构件。

按焊接熔渣的碱度分

1）酸性焊条：它是药皮中含有多量酸性氧化物的焊条。其工艺

性能好，焊缝外表成型美观、波纹细密。典型酸性焊条为E4303（J422）

2）碱性焊条：它是药皮中含有多量碱性氧化物的焊条。由于焊

条药皮中含有较多的大理石、萤石等成分，它们在焊接冶金反应中生

成C02和HF,因此降低了焊缝中的含氢量，所有碱性焊条又称为低

氢焊条。碱性焊条的焊缝具有较高的塑性和冲击韧度值，一般承受动

载的焊件或刚性较大的重要结构均采用碱性焊条施工。典型的碱性焊

条为E5015（J507）o

3、焊条的型号和牌号

1）焊条的型号：

在GB5117-85《碳钢焊条》中，规定的焊条型号编制方法是：字母“E”

表示焊条，第一、二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为

kgf/mm2,第三位数字表示焊条的焊接位置，“0”及“1”表示焊条

适用于全位置焊接（平、立、仰、横），“2”表示焊条适用于平焊

及平角焊，“4”表示焊条适用于向下立焊；第三位和第四位数字组

合时表示焊接电流种类及药皮类型。

E4315

表示焊条药皮为低氢钠型，

并可采用直流反接焊接

•表示焊条适用于全位置焊接

表示熔敷金属抗拉强度的最小

值（以kgf/mn?计）

表示焊条

43系列

电瓶片类

----------------------_

有3不▼一#貌金。昧拉谩皮VtaVMflO

E43OO利林5t

E43OI文处或直i*iE、H19

E43O3杜朗川

E431O陶灯蛾的加宜就泛接

EOII向歼雉的不平，也.卿、横殳前成H就反掖

E4S12，•小U%(交加或亦茂正接

E4313斑蚊怦M交流或直流正、反推

E431S低依林R长出比接

上4316低氨每取女前成直JU反核

E43聚则一带敷金照抗检徵收443W/EE,(420MP*)

E432Ormw女菰女直流正接

氧化快《|

K43Z2T交充也出施,正、反标

E4323铁物快4TM

安掂克省淹iE.反接

E4324帙粉性P

平.平布媒

E4327钦勒叙化峨笈女懒立直岷此拄

K432R蚊粒低狙®1

50系列

i**«9用皮熨虫电瓶升奥

ESOOI伙铁＜rp

幺处或食废正、反检

ESOD3

ESO11高仟飨WR文漳就立源反候

E5C14铁旭秋不平.巾、仰、横文痛成直成正.Utt

KSO15低氮的暨面去殳推

ESO1«低氯加索

交港或力it反依

E5O18铁粉低氯理

ESC24铁物依F交施成汽处正、反推

E5C27铁粉K化铁F平，平为/女灯或宾流正

E$028

铁翰任瓜理父血奴木诋反擢

E1O4B平、立、施、立向下

2)焊条的牌号：焊条牌号的编制方法是最前面的字母表示焊条各大

类，第一、二位数字表示各大焊条中的若干小类，如结构钢焊条(J507)

J:表示结构钢焊条，50表示50级别强度，7表示低氢型药皮、直流。

末位数字。〜5的是酸性焊条，6〜9的是碱性焊条。牌号末位数字表

示具体含义：

0：不规定药皮类型，不规定适用电流类型

1:氧化钛型药皮，交直流两用

2：氧化钛钙型药皮，交直流两用

3：钛钙型药皮，交直流两用

4：氧化铁型药皮，交直流两用

5：高纤维素型药皮，交直流两用

6：低氢钾型药皮，交直流两用

7：低氢钠型药皮，交直流两用

8：石墨型药皮，交直流两用

9：盐基型药皮，直流专用

结构钢焊条

4、药芯焊丝

■药芯焊丝焊接介绍

四、钢材的分类

钢是钢材含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性

和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有

硅、镒、硫、磷等。钢的分类方法多种钢材多样。

1、钢材按品质分类

⑴普通钢(PW0.045%,SW0.050%)(2)优钢材质钢(P、S

均《0.035%)(3)高级优质钢(PW0.035%,SW0.030%)

2.、按化学成份分类

(1)碳素钢：钢材a.低碳钢(CW0.25%)；b.中碳钢(CW0.25〜0.60%)；

c.高碳钢(60.60%)o

⑵合金钢：a.低合金钢(合金元素总含量W5%)；b.中合金钢

(合金元素总含量,5-10%)；c.高合金钢(合金元素总含量,

10%)o

3、钢材按成形方法分类：（1）锻钢；（2）铸钢；（3）热轧钢；⑷冷

拉钢。

4、各牌号碳素结构钢的主要用途

1）牌号Q195,含碳量低，强度不高，塑性、韧性、加工性能和焊

接性能好。用于轧制薄板和盘条。冷、热轧薄钢板及以其为原板制

成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板大量用用屋面板、装饰板、通用

除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车厢等。

盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝，用于捆绑、

张拉固定或用作钢丝网、钾钉等。

2）牌号Q215,强度稍高于Q195钢，用途与Q195大体相同。此外,

还大量用作焊接钢管、镀锌焊管、炉撑、地脚螺钉、螺栓、圆钉、

木螺钉、冲制铁钱链等五金零件。

3）牌号Q235,含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性

能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、

角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量用用建筑及

工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车

辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零

件。C、D级钢还可作某些专业用钢使用。

4）牌号Q255,性能与Q235差不多，强度稍有提高，塑性有所降

低。应用不如Q235广泛，主要用作钾接与检接结构。

5）牌号Q275,强度、硬度较高，耐磨性较好。用于制造轴类、农

业机具、耐磨零件、钢轨接头夹板、垫板、车轮、轧轨等。

5、各牌号低合金高强度结构钢的主要用途

低合金高强度结构钢旧标准称低合金结构钢，又叫普通低合金结

构钢。

1）牌号Q295钢，钢中只含有极少量的合金元素，强度不高，但有

良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑结构，工业厂

房，低压锅炉，低、中压化工容器，油罐，管道，起重机，拖拉机,

车辆及对强度要求不高的一般工程结构。

2）牌号Q345、Q390钢，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性

能和耐蚀性能均好，C、D、E级钢具有良好的低温韧性。主要用于

船舶，锅炉，压力容器，石油储罐，桥梁，电站设备，起重运输机械

及其他较高载荷的焊接结构件。

3）牌号Q420钢，强度高，特别是在正火或正火加回火状态有较高

的综合力学性能。主要用于大型船舶，桥梁，电站设备，中、高压

锅炉，高压容器，机车车辆，起重机械，矿山机械及其他大型焊接

结构件。

4）牌号Q460钢，强度最高，在正火，正火加回火或淬火加回火状

态有很高的综合力学性能，全部用铝补充脱氧，质量等级为C、D、

E级，可保证钢的良好韧性的备用钢种。用于各种大型工程结构及

要求强度高，载荷大的轻型结构。

五、钢材的可焊性

钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成，而其中影响最大

的是碳元素，也就说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。钢中的其

他合金元素大部分也不利于焊接，所以将不利于焊接的其他元素转换

成碳对焊接性能的影响程度，但影响程度一般比碳小得多。钢材的焊

接性由碳和不利于焊接的其他合金元素共同影响。钢中碳当量增加，

淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。

碳当量公式：CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)

当CE<0.35%时，通常不需要预热和后热；当CE在0.35%〜0.55%之间

时，一般需预热；当CE>0.55%时，既要预热，又要后热。

碳钢焊接性与含碳量的关系

名碳的质量典型

典型用途

称分数(%)硬度

时球板材和型材

601IR

WO.15薄板、带材、坪优

B

低碳丝

钠

0.15〜90HR结构用型材、板

良

0.25B材、棒材

中碳0.25〜25HR中(需强热、后热，推

机器部件和工具

钢0.60C荐使用低氢.坪接方法)

高碳.40HR祥黄，模具，钢劣〈需预热、后热，必

>0.60

钢C轨需使用低氮坪按方法)

六、焊缝符号表示法

1.基本符号

3、单边V形焊缝

6、带钝边U形焊缝

7、带钝边J形焊缝

示意图

8、角焊缝

9、封底焊缝

10、塞焊缝或槽焊缝

11、点焊缝

符号示意得

2、基本符号组合

3、其他符号

1平面-----焊缝表面通常经过加工后平整

2凹面焊缝表面凹陷

3凸面焊缝裹面凸起

4园滑过渡J」焊趾处酬滑过渡

永久衬垫|M|村垫永久保留

6临时衬垫村垫在焊接完成后拆除

7三面焊缝匚三面带有焊缝

8周围焊缝Q沿着工件周边胞焊的焊缝

（标识位寅为星彩线与*头线的交点处）

9现场焊缝卜在现场焊接的焊维

尾部《

可以表示所需的信息

4、尺寸及标注

焊缝长度

。焊缝间距H

N相同焊缝数最

5、段焊标注规则

•横向尺寸标注在基本符8的左便I：

•纵向尺寸标注在基本符号的右储；

•坡口知度、坡I」面角度、根部间隙标注在基本符号的的

或卜例；

•相同焊缝数量标注在尾部；

•当尺寸较多不易分辨时，可在尺寸数据前标注相应的尺寸符

号；

•、箭头线方向改变时，上述规则不变。

aPfe

基本符号

基本符号nxL

间断角焊缝

it库维长度;

e：问距;

m埠崎段数:

K；坪脚尺寸

标注方法

双面交错间断角焊缝

it焊爨长度；

e；间距；

九：岸绪世数:

K：焊脚尺寸

不意图标注方法

标注示例

70°

V形理卷，旅口角度70°,片绘有黄高皮6mm.

A#趴舞外皮4mm，在现场沿工件用用井接.

角#电，用角高质5mm，三面拜比

_5l~l8X(10)

/"乱将五（或直Q5mm,共8个#趴HS10mm.

/,5DZ2X80(10)断翅百角用趴抖角高度5mm，共120处，

<S80mm.同隔30mm.

/5「在管头所拒的另一用算乐连发《岸乱拜经喜（51nm.

七、焊接缺陷的产生与预防措施

1、咬边

危害：咬边将削弱焊接接头的强度，产生应力集中。在疲劳载荷作用

下，使焊接接头的承载能力大大下降。它往往还是引起裂纹的发源地

和断裂失效的原因。焊接规范中一般规定了咬边的容限尺寸。

形成原因：焊接工艺参数不当，操作技术不正确造成。如焊接电流大,

电弧电压高（电弧过长），焊接速度太快。

防止措施：选择适当的焊接电流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正

确的运条手法和焊条角度，坡口焊缝焊接时，保持合适的焊条离侧壁

距离。

2、焊瘤

危害：影响焊缝外观，使焊缝几何尺寸不连续，形成应力集中的缺口。

管道内部的焊瘤将影响管内介质的有效流通。

形成原因：操作不当或焊接规范选择不当。如焊接电流过小，而立焊、

横焊、仰焊时电流过大，焊接速度太慢，电弧过长，运条摆动不正确。

防止措施：调整合适的焊接电流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正

确的运条手法。

3、洼陷

焊缝表面洼陷：有两种-凹坑、未焊满。

凹坑：是指焊后在焊缝表面或背面形成低于母材表面的局部低洼缺

陷。

未焊满：是指由于填充金属不足，在焊缝表面形成的连续或断续的沟

T日。

危害：将会减小焊缝的有效工作截面，降低焊缝的承载能力。形成原

因：焊接电流过大，焊缝间隙太大，填充金属量不足。

防止措施：正确选择焊接电流和焊接速度，控制焊缝装配间隙均匀,

适当加快填充金属的添加量。

4、烧穿

烧穿：焊接过程中熔化金属自坡口背面而流出，形成穿孔的缺陷。常

发生于打底焊缝或薄板焊接中。

形成原因：焊接过热，如坡口形状不良，装配间隙太大，焊接电流过

大，焊接速度过慢，操作不当，电弧过长且在焊缝处停留时间太长等。

防止措施：减小根部间隙，适当加大钝边，严格控制装配质量，正确

选择焊接电流，适当提高焊接速度，采用短弧操作，避免过热。

5、气孔

气孔：焊接过程中熔池金属高温时吸收和产生的气泡，在冷却凝固时

未能逸出而残留在焊缝金属内所形成的孔穴，称为气孔。气孔是一种

常见的缺陷，不仅出现在焊缝内部与根部，也出现在焊缝表面。焊缝

中的气孔可分为球形气孔、条形气孔、虫形气孔以及缩孔等,气孔可

以是单个或链状成串沿焊缝长度分布，也可以是密集或弥散状分布。

形成原因：电弧、熔池保护不好,电弧过长，周围大气侵入，药皮或

焊剂受潮、焊丝或母材上的水分、油污和铁锈等脏物在受热分解释

放出的气体，以及焊接过程中冶金化学反应产生的气体。

形成气孔的气体主要有：氢气、一氧化碳和氮气。

危害：影响焊缝外观质量，削弱焊缝的有效工作截面，降低焊缝的强

度和塑性，贯穿性气孔则使焊缝的致密性破坏而造成渗漏。

防止措施：提高操作技能，防止保护气体（焊剂）给送中断；焊前仔

细清理母材和焊丝表面油污、铁锈等，适当预热除去水分；焊前严格

烘干焊接材料，低氢型焊条必须存放在焊条保温筒中；采用合适的焊

接电流、焊接速度，并适当摆动；使用低氢型焊条时应仔细校核电源

极性，并短弧操作；采用引弧板或回弧法的操作技术。

6、夹渣

夹渣：焊后残留在焊缝中的熔渣，称为夹渣。夹渣不同于夹杂，夹杂

是指在焊缝金属凝固过程中残留的金属氧化物或来自外部的金属颗

粒，如氧化物夹杂、硫化物夹杂、氮化物夹杂和金属夹杂等。夹渣是

一种宏观缺陷。夹渣的形状有圆形、椭圆形或三角形，存在于焊缝与

母材坡口侧壁交接处，或存在于焊道与焊道之间。夹渣可以是单个颗

粒状分布，也可以是长条状或线状连续分布。

危害：减少焊接接头的工作截面，影响焊缝的力学性能（抗拉强度和

塑性）。焊接技术规范中允许存在一定尺寸和数量的夹渣。

产生原因：多层焊时，每层焊道间的熔渣未清除干净，焊接电流过小,

焊接速度过快；焊接坡口角度太小，焊道成形不良；焊条角度和运条

技法不当；焊条质量不好等。

防止措施：每层应认真清除熔渣；选用合适的焊接电流和焊接速度；

适当加大焊接坡口角度；正确掌握运条手法，严格控制焊条角度可焊

丝位置，改善焊道成形；选用质量优良的焊条。

7、裂纹

焊接裂纹：在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下，焊接过程中或

焊接后，焊接接头中局部区域（焊缝或焊接热影响区）的金属原子结

合力遭到破坏而出现的新界面所产生的缝隙，称为焊接裂纹。它具有

尖锐的缺口和长宽比大的特征。

焊接裂纹是最危险的缺陷，除降低焊接接头的力学性能指标外，裂纹

末端的缺口易引起应力集中，促使裂纹延伸和扩展，成为结构断裂失

效的起源。焊接技术规范中是不允许焊接裂纹存在的。

(A)(B)

GROOVEWELDFILLETWELDWELDOINT

1）冷裂纹

冷裂纹：焊接接头在焊后冷却到较低温度下（200C左右）所产生的

焊接裂纹，一般在焊后24〜48小时出现，称为冷裂纹。

产生条件：三个因素共同作用形成冷裂纹，即焊接应力、淬硬组织、

扩散氢。在淬硬组织存在条件下，焊缝金属中溶解的氢原子向微观缺

陷处扩散聚集成氢气，在焊接应力及聚集氢的压力下，引发裂纹在微

缺陷应力集中部位出现及扩展，形成聚集扩展聚集扩展…，这

些活动需要时间，所以通常冷裂纹又称为延迟裂纹或氢致裂纹。

形貌特征：焊后冷却至较低温度下产生，贯穿晶粒开裂，断口呈金属

光亮。

防止措施：焊前预热，降低冷却速度；选择合适的焊接规范参数；采

用低氢型焊接材料，并严格烘干；彻底清除焊丝及母材焊接区域的油

污、铁锈和水分，焊后立即后热或焊后热处理，改进接头设计降低拘

束应力。

2）热裂纹（结晶裂纹）

（1）结晶裂纹的形成机理：热裂纹发生于焊缝金属凝固末期，敏感温

度区大致在固相线附近的高温区，最常见的热裂纹是结晶裂纹，其

生成原因是在焊缝金属凝固过程中，结晶偏析使杂质生成的低熔点

共晶物富集于晶界，形成所谓"液态薄膜",在特定的敏感温度区

（又称脆性温度区）间，其强度极小，由于焊缝凝固收缩而受到拉

应力，最终开裂形成裂纹。

（2）防止措施：a.减小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量较低的材

料焊接。b.加入一定的合金元素，减小柱状晶和偏析。如铝、锐、

铁、镜等可以细化晶粒。c.采用熔深较浅的焊缝，改善散热条件使

低熔点物质上浮在焊缝表面而不存在于焊缝中。d.合理选用焊接规

范，并采用预热和后热，减小冷却速度。e.采用合理的装配次序，

减小焊接应力。

8、未焊透

未焊透：焊接时，接头根部未完全熔透的现象，称为未焊透。单面焊

时，焊缝熔透达不到根部为根部未焊透；双面焊时，在两面焊缝中间

也可形成中间未焊透。

危害：削弱焊缝的工作截面，降低焊接接头的强度并会造成应力集中。

焊接技术规范中不允许焊接接头中超过一定容限量的未焊透。

产生原因：坡口钝边太厚，角度太小，装配间隙过小；焊接电流过小,

电弧电压偏低，焊接速度过大；焊接电弧偏吹现象；焊接电流过大使

母材金属尚未充分加热时而焊丝已急剧熔化；焊接操作不当，焊条角

度不正确而焊偏等。

防止措施：正确选用和加工坡口尺寸，保证装配间隙；正确选用焊接

电流和焊接速度；认真操作，保持适当焊抢角度，防止焊偏。

9、未融合

未熔合：熔化焊时，在焊缝金属与母材之间或焊道（层）金属之间未

能完全熔化结合，熔融焊缝金属敷在固态金属表面，其间可见缝隙或

不可见缝隙，称为未熔合。俗称假焊或虚焊。有侧壁未熔合、层间未

熔合和焊缝根部未熔合三种形式。

10、焊缝的外观要求

缺陷种类I级煌就要求11级焊缝要求荷图%注

焊「焊缝密度茶&10%焊籁宽度焊缝宽度系WI品焊缝宽度C.不包能给人用痴

C.FL不大丁2.QMJ。FL不大于3.0M.

宽度若

炜缝焊缝余高度h：焊缝余高度h：

■

余AOWhWl+0.1C,且不大于0WhWlM.15C,H不大于

2.Onm。2.0HD.

焊维名lOOOnn饵就长或以下H斛500am煌缝长或以下

Wlun,R焊缝全长H不得1,，且埠籁全长H不的।1

不宜度

大于加a.2m.

.

yW@058且yWO.5,单个长>

咬边度不大于au,总长度不超过焊未超标之咬边应打

内0.058且yWO.5m地编全长的10H.9//Q7)融平刑过渡至理

个长度不大丁5皿,总长度y^O.IfiflyCl.O,单个长度材，打磨深度■大

不超过焊缝全长的5%ILF5BU.总长度不超过丹・值柳过0.5皿.

全长的5%

n—gizr-1

ttl透mWO.",*大为1.5mW0.158,*大为2I

J

»

1.外露煌维，不允许.

惇卿不允许

2.不多于焊缝全长的S*

1外.露焊缝，不允许.

把玩不允许2每.米或每条焊维上不用多于

2处,R不低丁母材.

会址

不允许不允许

未婚分

1.已密时性要求或外露W1.外M5炜金，不允许.

缝，不允许.IJOQMI长的焊级上，6W

气孔（包2.其它焊缝，在300>»长1.5m的气孔、点状夹沦In

的焊缝上，eWLg的气超过1个，4>£0.5皿的缺陷

渣）孔、点状夹湎不得超过1点数允许好多，但总面枳不得

个.eWO.501nl的然陷点敝大丁2«\

允作增多,但总面枳不得大

于1m*.

八、厚板及低气温焊接

1、厚板焊接

厚板多层焊时应连续施焊，每一焊道焊接完成后应及时清理焊

渣及表面飞溅物，发现影响焊接质最的缺陷时.，应清除后方可再焊。

在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度，使层间温度的上、下限

符合工艺文件要求。遇有中断施焊的情况，应采取适当的后热、保

温措施，再次焊接时重新预热温度应高于初始预热温度；坡口底层

焊道采用焊条手工电弧焊时宜使用不大于04mm的焊条施焊，底

层根部焊道的最小尺寸应适宜，但最大厚度不应超过6mm；

1）焊接应力、应变的控制方法

焊接应力和应变是能量存在同一焊件的不同形式，服从于能量守恒

定律，它们相辅相成并可互相转换，减少一方必须增大另一方。

任何形式消除焊接应力的方法，都是以牺牲材料的综合性能指标特别

是塑性、韧性储备为代价，因此焊接应力是从设计开始的焊接全过程

控制的预防措施，这是目前控制焊接应力的最好方法。

a.深化设计时尽量减少焊缝数量，避免多条焊缝的交叉。

b.尽量减小坡口角度，减小焊缝截面积。

c.采用合理的焊接顺序。

d,采用合理的预热和后热规范。

作为估算钢材焊接性的重要指标之一，Q420和Q345B的碳当量

CE(%)根据国际焊接学会(IIW)推荐的适应于中高强度的非调质低

合金高强度钢公式，计算如下(化学成分均取平均值)：

Q420：

CE(%)=C+Mn/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Cu/15+Ni/15(%)%0.430(%)

Q345：

CE(%)=C+Mn/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Cu/15+Ni/15(%)%0.345(%)

碳当量Ceq<0.4%时，淬硬倾向不大，焊接性良好，当碳当量

Ceq=0.4~0.6,钢材易淬硬，说明焊接性已变差，焊接时需预热，随着

板厚的增大，预热温度也适当的提高。Q345碳当量为0.345,Q420

碳当量也约为0.430左右，大于0.4,所以淬硬倾向大，抗裂性能差,

焊接性也较差。故焊接时应采取预热、控制线能量、后热缓冷或消除

扩散氢等工艺措施。

常用结构钢材最低预热温度要求

钢材牌接头最厚部件的板厚t(mm

号t<2525《tW4040V《6。60VtW80t>80

Q345—60°C80°C100°C140°C

Q42060°C80°C100°C140°C180°C

a.焊前预热及层间温度的保持宜采用电加热器、火焰加热器等加

热，并采用专用的测温仪器测量；

b.预热的加热区域应在焊接坡口两侧，宽度应各为焊件施焊处厚度

的1.5倍以上，且不小于100mm；预热温度宜在焊件反面测量，测

温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处；当用火焰

加热器预热时正面测温应在加热停止后进行。

c.后热消氢处理的加热温度应为200-250度，保温时间应依据工件

板厚每25mm板厚不小于0.5h、且总保温时间不小于lh确定。达

到保温时间后应缓冷至常温；

2）焊接裂纹控制

在焊接厚板钢结构时，传热速度比薄板快，因此提高了焊缝金

属的结晶速度，即提高了焊缝结晶期间的应变增长率，增大了热裂

倾向；在另一方面，由于冷却速度的提高，结构钢焊接接头必然

更易于硬化，与薄板焊接相比较，厚板焊接的冷裂倾向必然增大。

因此，为了防止产生焊接裂纹，首先要控制冷却速度；其次要选用正

确的母材和焊接材料。在工艺上控制接头的冷却速度，主要从焊前

预热、焊接线能量及焊接顺序三个方面进行。

q=nUl/v

式中：q------热输入（J/mm）；

U——电弧电压（V）；

I——焊接电流（A）；

V------焊接速度（mm/s）；

n------热效率

（焊条电弧焊n=0.7〜0.8；埋弧焊n=0.8〜0.95；TIG焊n=0.5）。

2、低温焊接技术措施

大量焊接钢结构失效事故表明，低温是导致脆断的主要原因，特别

是结构中存在着缺陷（缺口效应）则脆断效应更严重。当温度低于

材料的临界转变温度时，在远小于屈服强度的作用下，钢材会出现

完全无屈服的断裂。本工程工期内存在冬期施工，需解决低温焊接

的技术难题。

1）低温焊接的特点：

⑴低温焊接条件下，焊缝的冷却速度较常温比较速度增加，直接后果

是t的下降，晶粒度随之粗大，因此冷裂纹的敏感性也相应增加。

⑵在结构拘束度很大的前提下，冷却速度过快，极易造成焊缝金属