低碳钢(lowcarbonsteel)是含碳量低于0.25%的碳素钢,因其强度和硬度低,又称作软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素钢,大都不经热处理就用于工程结构件,有的经渗碳渗氮等热处理后用于耐磨的机械零件。低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体,其强度和硬度都较低,塑性和韧性较好。因而其冷成型良好,可进行卷边、折弯、冲压、拉伸等冷加工;易于锻造、焊接等热加工。由于低碳钢含碳量较低,合金元素Mn、Si的含量也不高。总的来说,它的焊接性良好,不会因焊接热周期的快速冷却引起淬硬而是组织脆化。所以,一般厚度小于70mm的焊件焊前不需预热,也不必保持层间温度。但对于锅炉、压力容器等重要的焊接结构除外,还是要考虑预热和保持层间温度。
低碳钢几乎可以用所有焊接方法进行焊接,宾能保证焊接质量,比如:焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊、二保焊、药芯焊丝气体保护焊、电渣焊、等离子弧焊、激光焊、电阻焊、摩擦焊、钎焊、气焊等。低碳钢焊接应用最广是焊条电弧焊,低碳钢选用焊条的原则主要是等强度原则,一般使用E43××系列的焊条,可根据具体母材、受载、环境等情况进行选择;注意,对于较重要的结构或受载情况复杂的结构,尽量采用低氢焊条,有关低碳钢焊材的选用可参照JB/T-,常用的低碳钢焊材选用见图1。
低碳钢坡口的制备即可用冷加工方法,也可用热加工方法,焊接坡口应保持平整,不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷,坡口两侧20~30mm范围内的油污、铁锈、熔渣和水等有害杂质清理干净。焊条按规定烘干。如果是冬季寒冷天气,焊接厚件、刚性结构时应预热50~℃。低碳钢的定位焊与正常焊用的焊材工艺相同,定位焊缝不能有裂纹,否则必须重焊;熔入永久焊缝的定位焊缝两端应做好便于接弧的缓坡。通常应在引弧板或坡口内引弧,不能在非焊接部位引弧,熄弧时要填满弧坑。每条焊缝尽可能一次焊完,尽量避免焊接中断。对于重要构件,在施焊过程中应层间温度不超过规定范围;当焊件预热时,应控制层间温度不低于预热温度。
镀锌钢板在低碳钢中算是较难焊的一种,其主要的原因是镀锌层给焊接带来焊接裂纹及气孔的敏感性增大、锌的蒸发及烟尘、氧化物夹渣、镀锌层熔化及破坏。低碳钢镀锌钢板可采用手工电弧焊、熔化极气体保护焊、氩弧焊及电阻焊等进行焊接。手工电弧焊,焊前应适当开坡口,并将坡口附近的镀锌层去掉,去除方法可采用火焰烘烤或喷砂。焊条选择其强度尽量与母材接近。通常优先选用J/J/J焊条;对于强度等级在MPa以上的镀锌钢板,可选用E1/E3等焊条;对于强度在MPa以上的镀锌钢板,应选用E/E/E等焊条。焊接时尽量采用短弧,不要摆动,以防镀锌层熔化区域扩大,保证焊件的抗腐蚀性和降低烟尘量。