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[摘 要]1Cr13不锈钢与Q235B碳钢的焊接属于异种钢焊接，而1Cr13不锈钢的焊接性较差，焊接接头容易出现裂纹及缺陷，在工程实践中通过认真分析，选用合适的焊接材料和焊接工艺避免缺陷的产生。
[关键词]不锈钢1Cr13 碳钢Q235B 焊接技术
中图分类号：TV547 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0050-01
1：前言
在东营3号水库供水工程中检修闸门门槽主轨设计采用的结构断面为60X100的1Cr13不锈钢焊接固定在厚度为70mm的Q235B钢板上，由于两种材料的热导率与线膨胀系数有很大的差异，为了保证焊接质量，认真分析了两种材料的焊接性能及存在的问题，并就此制定了具体的焊接工艺措施
2：焊接性能分析
1Cr13不锈钢的Cr含量在11.5%--13.5%。同时匹配有不大于0.15%的C，Cr本身能增加钢的奥氏体的稳定性，加入碳后经固熔再空冷会发生马氏体的转变，因此1Cr13不锈钢焊缝和热影响区焊后状态的组织为硬脆的马氏体组织。另外，1Cr13不锈钢的碳当量约为2.76%，因此焊接性较差。由于1Cr13不锈钢的导热性能较Q235B碳钢差，焊接残余应力较大，加之本闸门的刚度较大，所以从高温直接冷却到100—200摄氏度以下时很容易产生冷裂纹，由于焊接热循环的作用，1Cr13不锈钢有较大的过热倾向，晶粒易粗化，热影响区会出现粗大的铁素体和碳化物组织，导致塑性降低，冷却时能引起脆化，如果再有氢的作用，冷裂纹的倾向就更加明显。
3：焊接中的主要问题
由于1Cr13不锈钢与Q235B碳钢的化学成分差异很大，因此它们的焊接属于异种钢焊接，要在熔焊的条件下获得可靠的焊接接头存在许多问题。
3.1、热导率和比热容的差异
金属的热导率和比热容强烈的影响着被焊材料的熔化、熔池形成以及焊接区温度场和焊缝的凝固结晶。1Cr13不锈钢热导率约为Q235B碳钢的一半，这么大的差异可是两者的熔化不同步，熔池形成和金属的结合不良，导致焊缝结晶条件变坏，焊缝性能和成形不良。
3.2、线膨胀系数的差异
由于1Cr13不锈钢与Q235B碳钢的线膨胀系数不同，造成它们在形成焊接连接之后的冷却过程中，焊缝两侧的收缩量不同，导致焊接接头出现复杂的高应力状态，进而加速裂纹的产生。
3.3、1Cr13不銹钢与Q235B碳钢焊接时同样存在焊缝稀释率和形成过渡层的问题，导致Q235B碳钢一侧焊缝形成脱碳层，而1Cr13不锈钢形成增碳层，随着扩散的持久，使Q235碳钢一侧的含碳量降低，变成了铁素体组织，并使焊接接头的组织成为奥氏体和铁素体
4、焊接工艺措施
4.1、正确选择焊接材料
1Cr13不锈钢与Q235B碳钢焊接接头的焊缝金属化学成分主要取决于填充金属。为了保证结构使用性能的要求，焊缝金属成分应力求接近于一种刚的成分，为了尽量减小构件的焊接变形，采取了两名电焊工对称焊接的手工电弧焊方法，焊条选用E5015，焊缝金属的Cr当量为5%-6%，经回火处理后具有良好的力学性能。
4.2、预热温度和层间温度
焊前预热和层间温度的控制对减少裂纹的形成有一定的影响。预热温度过高，会导致焊缝的冷却速度变慢，有可能引起焊接接头晶粒边界碳化物的析出和形成铁素体组织，大大的降低了接头的韧性。预热温度过低，则起不到预热的作用，无法防止裂纹的形成。1Cr13不锈钢与Q235B碳钢焊接预热的温度和层间温度控制在150-300℃
4.3、焊后温度的控制及回火热处理
焊后必须缓慢冷却至100-150℃，保温0.5-1h，使焊接接头的组织全部转变为马氏体，随后才能升温回火进行热处理，回火温度应控制在700-730℃范围内，保温时间4-5h。
4.4、操作工艺
为了防止不锈钢焊接一侧晶体粗大，产生脆化和裂纹，还要采取以下工艺措施：1、选用笑的热输入，小的焊接电流，较快的焊接速度。2、采用短弧焊，电弧稍偏向碳钢母材侧，使两母材金属受热一致。3、由于需要多层焊，前一层焊缝冷却至200-300℃后焊下一道焊缝。4、焊后进行缓冷
5、结束语
对于1Cr13不锈钢与Q235B碳钢的异种钢焊接，采用手工电弧焊，焊条选用E5015，选择合适的焊前预热温度，焊接电流及速度等焊接工艺参数并进行适当的焊后热处理，就能获得良好的焊接效果，满足焊接结构的使用要求。
参考文献
[1] 赵小艳，赵麦群，王娅辉，等.Ce对Sn-Ag-Cu系焊料合金的组织与性能影响[J]，电子元件与材料，2006，25（6）：27～29.
[2] 周公度，段连运.结构化学基础[M].第三版.北京：北京大学出版社，2002.
[3] 薛松柏，陈燕，吕晓春.Sn-Ce-Me无铅钎料合金活度相互作用系数的计算及应用[J]，焊接学报，2005，26（4）：45～47.
[4] 许天旱，王宇，黄敏.Ce对SnAgCu系无铅焊锡力学性能的影响[J]，电子工艺技术，2006，
[关键词]不锈钢1Cr13 碳钢Q235B 焊接技术
中图分类号：TV547 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0050-01
1：前言
在东营3号水库供水工程中检修闸门门槽主轨设计采用的结构断面为60X100的1Cr13不锈钢焊接固定在厚度为70mm的Q235B钢板上，由于两种材料的热导率与线膨胀系数有很大的差异，为了保证焊接质量，认真分析了两种材料的焊接性能及存在的问题，并就此制定了具体的焊接工艺措施
2：焊接性能分析
1Cr13不锈钢的Cr含量在11.5%--13.5%。同时匹配有不大于0.15%的C，Cr本身能增加钢的奥氏体的稳定性，加入碳后经固熔再空冷会发生马氏体的转变，因此1Cr13不锈钢焊缝和热影响区焊后状态的组织为硬脆的马氏体组织。另外，1Cr13不锈钢的碳当量约为2.76%，因此焊接性较差。由于1Cr13不锈钢的导热性能较Q235B碳钢差，焊接残余应力较大，加之本闸门的刚度较大，所以从高温直接冷却到100—200摄氏度以下时很容易产生冷裂纹，由于焊接热循环的作用，1Cr13不锈钢有较大的过热倾向，晶粒易粗化，热影响区会出现粗大的铁素体和碳化物组织，导致塑性降低，冷却时能引起脆化，如果再有氢的作用，冷裂纹的倾向就更加明显。
3：焊接中的主要问题
由于1Cr13不锈钢与Q235B碳钢的化学成分差异很大，因此它们的焊接属于异种钢焊接，要在熔焊的条件下获得可靠的焊接接头存在许多问题。
3.1、热导率和比热容的差异
金属的热导率和比热容强烈的影响着被焊材料的熔化、熔池形成以及焊接区温度场和焊缝的凝固结晶。1Cr13不锈钢热导率约为Q235B碳钢的一半，这么大的差异可是两者的熔化不同步，熔池形成和金属的结合不良，导致焊缝结晶条件变坏，焊缝性能和成形不良。
3.2、线膨胀系数的差异
由于1Cr13不锈钢与Q235B碳钢的线膨胀系数不同，造成它们在形成焊接连接之后的冷却过程中，焊缝两侧的收缩量不同，导致焊接接头出现复杂的高应力状态，进而加速裂纹的产生。
3.3、1Cr13不銹钢与Q235B碳钢焊接时同样存在焊缝稀释率和形成过渡层的问题，导致Q235B碳钢一侧焊缝形成脱碳层，而1Cr13不锈钢形成增碳层，随着扩散的持久，使Q235碳钢一侧的含碳量降低，变成了铁素体组织，并使焊接接头的组织成为奥氏体和铁素体
4、焊接工艺措施
4.1、正确选择焊接材料
1Cr13不锈钢与Q235B碳钢焊接接头的焊缝金属化学成分主要取决于填充金属。为了保证结构使用性能的要求，焊缝金属成分应力求接近于一种刚的成分，为了尽量减小构件的焊接变形，采取了两名电焊工对称焊接的手工电弧焊方法，焊条选用E5015，焊缝金属的Cr当量为5%-6%，经回火处理后具有良好的力学性能。
4.2、预热温度和层间温度
焊前预热和层间温度的控制对减少裂纹的形成有一定的影响。预热温度过高，会导致焊缝的冷却速度变慢，有可能引起焊接接头晶粒边界碳化物的析出和形成铁素体组织，大大的降低了接头的韧性。预热温度过低，则起不到预热的作用，无法防止裂纹的形成。1Cr13不锈钢与Q235B碳钢焊接预热的温度和层间温度控制在150-300℃
4.3、焊后温度的控制及回火热处理
焊后必须缓慢冷却至100-150℃，保温0.5-1h，使焊接接头的组织全部转变为马氏体，随后才能升温回火进行热处理，回火温度应控制在700-730℃范围内，保温时间4-5h。
4.4、操作工艺
为了防止不锈钢焊接一侧晶体粗大，产生脆化和裂纹，还要采取以下工艺措施：1、选用笑的热输入，小的焊接电流，较快的焊接速度。2、采用短弧焊，电弧稍偏向碳钢母材侧，使两母材金属受热一致。3、由于需要多层焊，前一层焊缝冷却至200-300℃后焊下一道焊缝。4、焊后进行缓冷
5、结束语
对于1Cr13不锈钢与Q235B碳钢的异种钢焊接，采用手工电弧焊，焊条选用E5015，选择合适的焊前预热温度，焊接电流及速度等焊接工艺参数并进行适当的焊后热处理，就能获得良好的焊接效果，满足焊接结构的使用要求。
参考文献
[1] 赵小艳，赵麦群，王娅辉，等.Ce对Sn-Ag-Cu系焊料合金的组织与性能影响[J]，电子元件与材料，2006，25（6）：27～29.
[2] 周公度，段连运.结构化学基础[M].第三版.北京：北京大学出版社，2002.
[3] 薛松柏，陈燕，吕晓春.Sn-Ce-Me无铅钎料合金活度相互作用系数的计算及应用[J]，焊接学报，2005，26（4）：45～47.
[4] 许天旱，王宇，黄敏.Ce对SnAgCu系无铅焊锡力学性能的影响[J]，电子工艺技术，2006，