硬度较低的钢板在焊接时的注意事项

2025-06-06 08:57:40    141次浏览

硬度较低的钢板（如低碳钢、Q235 等）焊接性较好，焊接工艺相对简单，但仍需注意以下与工艺细节，以避免质量问题和风险：

一、焊接工艺注意事项

1. 焊接方法选择

常用方法：手工电弧焊（SMAW）、CO₂气体保护焊（GMAW）、埋弧焊（SAW），其中 CO₂焊效率高、成本低，适合批量作业。

注意点：

CO₂焊时，气体流量宜控制在 15~25L/min，避免气流不稳导致焊缝气孔。

埋弧焊需确保焊剂覆盖充分，防止电弧外露产生飞溅和氧化。

2. 焊接材料匹配

焊条 / 焊丝选择：

低碳钢常用 E43 系列焊条（如 J422）或 H08Mn2Si 焊丝，熔敷金属强度与母材匹配。

避免使用高合金钢焊条（如 E50 系列），可能导致焊缝强度过高、韧性下降。

烘干要求：酸性焊条（如 J422）通常无需烘干，但若受潮需在 70~100℃烘干 1 小时；碱性焊条需按说明书烘干（如 J507 需 350~400℃烘干 1~2 小时），但低硬度钢板一般不常用碱性焊条。

3. 焊接参数控制

电流与电压：

电流不宜过大（如 φ3.2mm 焊条，电流 90~130A），避免烧穿薄板或导致晶粒粗大、塑性下降。

电压需与电流匹配（如 CO₂焊时，电压 = 0.04× 电流 + 16±1），防止电弧不稳或飞溅过大。

焊接速度：保持均匀速度，避免焊缝过窄（易开裂）或过宽（热影响区扩大、变形加剧）。

4. 预热与层间温度

一般无需预热：低碳钢在常温下焊接可不预热，但若环境温度低于 0℃或板厚＞20mm，可适当预热至 50~100℃，防止焊缝开裂。

层间温度控制：多层焊时，层间温度需冷却至 60~100℃再焊下一层，避免连续高温导致晶粒粗化。

二、操作注意事项

1. 防触电与设备

焊机接地：确保焊机外壳可靠接地，电缆绝缘层无破损，潮湿环境需使用漏电保护器。

焊枪握把绝缘：避免裸手接触焊枪导电部分，更换焊条时需戴干燥手套。

电缆管理：焊接电缆需远离热源和尖锐物体，避免过载（如长时间大电流焊接时，检查电缆是否发热）。

2. 防飞溅与

飞溅防护：

CO₂焊和手工电弧焊飞溅较多，需穿戴防烫手套、阻燃工作服（如牛皮材质），作业区域设置防护屏，防止火花溅到他人或易燃物。

清除焊渣时，需佩戴防护眼镜，避免飞溅入眼。

工件冷却：焊后工件需放置在指定区域，设置 “高温” 警示标识，避免人员触碰。

3. 烟尘与气体防护

焊接烟尘：

手工电弧焊（J422 焊条）主要产生氧化铁烟尘，长期吸入可能导致 “金属烟热”，需加强通风（如使用轴流风机）或佩戴防尘口罩（如 KN95 级）。

CO₂焊可能产生一氧化碳（CO），需确保作业环境通风，CO 浓度不超过 30mg/m³（职业接触限值）。

避免混合气体风险：禁止在氧气瓶附近使用油脂类物质，防止爆炸；氩气等惰性气体虽，但在密闭空间可能导致缺氧，需监测氧气浓度（不低于 19.5%）。

4. 防火与环境

清除易燃物：焊接前清理作业周围 5m 内的油脂、纸张、木屑等可燃物，无法移动时需用防火毯覆盖。

消防设施：配备干粉灭火器或灭火砂，作业结束后检查焊接区域，确保无残留火星（如使用红外测温仪检测工件温度降至室温）。

三、常见质量问题与预防

1. 焊缝缺陷

气孔：原因包括气体保护不良（CO₂焊时气体不纯或流量不足）、焊条受潮、工件表面锈蚀油污未清理。预防措施：焊前打磨工件至露出金属光泽，使用干燥焊条，CO₂气体纯度≥99.5%。

裂纹：低硬度钢板焊接时裂纹风险较低，但若母材含硫、磷杂质或焊接应力过大（如刚性固定焊接）可能引发热裂纹。预防措施：控制母材杂质含量，合理设计焊接顺序以减少应力。

未焊透 / 未熔合：多因电流过小、坡口角度不足或焊速过快。预防措施：根据板厚开坡口（如板厚＞6mm 开 V 型或 U 型坡口），适当提高电流或降低焊速。

2. 变形控制

薄板焊接：易产生波浪变形，可采用分段跳焊、刚性固定（如夹具固定）或反变形法（预先反向弯曲工件）。

角焊缝收缩：对称焊接（如双面焊）或采用多层多道焊，减少单侧热输入。

四、典型场景应用建议

1. 建筑结构焊接（如钢结构梁柱）

采用 CO₂气体保护焊，效率高且熔深适中，适合中厚板（如 10~20mm）焊接。

注意节点处焊接顺序：先焊收缩量大的焊缝（如腹板焊缝），再焊翼缘焊缝，减少整体变形。

2. 管道焊接（如低碳钢输水管道）

优先采用氩电联焊（氩弧焊打底 + 电弧焊填充盖面），保证内部焊缝成型美观、无焊渣残留。

焊前需进行坡口加工（如 30°~35°V 型坡口），组对时留 2~3mm 间隙，避免未焊透。

3. 临时结构或修复焊接

手工电弧焊灵活性高，适合野外作业或修补，需注意焊条与母材匹配（如 J422 焊条对应 Q235 钢）。

焊接旧钢板时，需彻底清除表面铁锈、油漆，避免焊接时产生大量有害气体（如含铅油漆受热挥发）。

总结

低硬度钢板焊接的核心原则是：工艺上注重参数匹配与缺陷预防，上强化基础防护与环境管控。通过合理选择焊接方法、控制热输入、做好个人防护和现场管理，可在保证焊接质量的同时，限度降低风险。