27SiMn这种材料的焊接性如何，工艺如何

采用低强匹配原则，采用507焊条即可。关键是预热及保持层间温度。

其属于中碳调质钢，焊接性能不算好，焊接强度要看你所需要的，一般要求不高时，用J606

进行焊接即可

1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅（SI）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高用，可制造耐热钢。含硅1－4%焊接性能。

3、锰（MN）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16MN钢比A3屈服点高衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于

5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

6、铬（CR）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。

7、镍(NI)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

8、 钼(MO)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力高温下受到应力，发生变形，称蠕变15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作40%。含锰110.045%，优质钢要求更低些。)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。0.23%0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力， 0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超0.30－0.50%。在碳素钢中加入14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机 0.055%，优质钢要求小于 还可以抑制合金钢由于火而引起的

0.0.040%。在钢(长期在超过时，钢的焊的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的－脆性。在工具钢中可提高红性。

9、钛(TI)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。

10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

11、钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。

12、铌(NB)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。

13、钴(CO)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。

14、铜(CU)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。

15、铝(AL)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08AL钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。

17、氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。

18、稀土(XT)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。

16Mn钢与27SiMn钢的焊接 高云青 摘 要 在对16Mn钢与27SiMn钢的焊接性进行分析探讨的基础上，采取焊前预热、选用较低强度焊条和焊后保温等措施，成功地进行了匀化床的异种材质端盖和床体的焊接。 主题词 钢结构 焊接 工艺 方法 效果 我厂为中国矿业大学制造的匀化床，其端盖采用16Mn钢、床体采用27SiMn钢(中碳合金钢)。由于27SiMn钢的焊接性差，保证床体的焊接质量就成为一个难点。通过对27SiMn钢进行分析，针对问题症结之所在，参考有关资料，根据现场实际情况制订了焊接工艺，并采取可靠的预热保温措施，圆满地解决了匀化床的焊接问题。 1 焊接性分析 匀化床床体用钢的化学成分见表1。 表1 27SiMn钢化学成分 元素 C Si Mn Cr Ni Cu P S 含量(%) 0.22～0.32 1.10～1.40 1.10～1.40 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.035 ≤0.035 该钢含碳量高，合金元素含量亦多。根据各合金元素含量其碳当量计算应依据美国焊接学会提供的公式： Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/15+Cr/5+Mo/4+Cu/13+P/2(%) 通过计算可知，27SiMn钢的碳当量在0.58%～0.82%之间。碳当量如此之高，表明母材有相当大的淬硬性，如无特殊控制措施，则焊接裂纹很难避免；加之端盖(厚60mm)、床体(厚26mm)壁厚匀较厚，拘束度较大，易出现较大的拘束应力，这同样会造成焊接热影响区容易产生硬脆的高碳马氏体，发生脆化现象。 2 焊接工艺的确定 据以上分析，端盖与床体焊接的主要问题是设法避免焊接裂纹。为此，我们从降低热影响区的淬硬性，减少焊缝的扩散氢含量，以及降低焊接区的拘束应力等几个方面入手，制定了以下焊接工艺： (1)针对27SiMn钢淬硬倾向很大的特点，我们采取小线能量施焊，同时采取预热、缓冷和后热措施。因为采用小线能量减少了高温停留时间，避免了奥氏体晶粒的过热，增加了奥氏体成分的不均匀性，从而降低了奥氏体的稳定性，并通过预热和缓冷来降低冷却速度，避免了马氏体的形成，以降低焊接热影响区的淬硬性。考虑现场的实际情况，将预热温度定为250～330℃。 (2)接头尺寸及焊接参数分别见图1和表2(使用直径4mm的E5015焊条、电源直流反接)。 图1 接头与坡口尺寸 表2 焊接参数 焊接顺序 根 焊 填充焊 盖面焊 电流(A) 电压(V) 170～190 27～30 170～190 27～30 150～170 25～30 (3)27SiMn钢的抗拉强度为980MPa，而16Mn钢的抗拉强度为470～590MPa。若按照等强度原则选择焊条，则会增加焊接接头的实际拘束应力，易导致焊接区出现裂纹，故选择了低匹配接头形式，选用了抗拉强度为490MPa的E5015焊条作为焊接材料。这样，既控制了焊缝的扩散氢含量，又有效地降低了焊接区的实际拘束应力，有效地控制了冷裂纹的出现。 3 施焊方法和效果 (1)焊条使用前应在烤箱内烘烤到350～400℃并保温1～2h，使用时放在保温筒内，随用随取。 (2)焊前应将端盖与床体接头坡口及边缘20mm以内的油、锈等杂物除净。 (3)用氧乙炔焰对工件进行预热范围为坡口两侧150～200mm。主要以预热床体为主，预热温度用数字式测温仪测量。 (4)达到预热温度要求时进行定位焊，定位焊采用钟点式定位焊顺序。 (5)定位焊后立即清除熔渣，测量工件的温度符合要求后立即施焊。焊后立即加温至350℃，然后用石棉毡裹住焊缝，后热保温1h以上。 为了验证焊接工艺，对3个床体焊件的焊缝进行了磁粉探伤，未发现裂纹。采用以上工艺生产的产品使用了4年以上，效果良好。