于存喜
摘 要：金属材料相互之间存在着巨大差别，这就导致了对于各种金属材料所运用的焊接手法也不尽相同。基于此，本文逐一列举了碳钢的焊接技术、不锈钢的焊接技术、低合金钢的焊接技术、铸铁的焊接技术和铝及铜的焊接技术与各种类型金属焊接技术的具体运用方法，同时根据不同使用情况对焊接技术进行了相应分类并做出了系统的阐释和说明。
关键词：金属材料；焊接技术；不锈钢
中图分类号：TG456.9 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）04-0074-02
金属材料的可焊接性指的是金属在一定的焊接技术条件下取得良好焊接接头的难易程度，而一般金属材料也都具有可焊接性。由于焊接技术分成很多不同种类，而且对于不同金属材料所使用的焊接方法也不一样，需要区别对待，因此下面将根据不同金属材料所使用的各种焊接技术依次来进行介绍。
1 碳钢的焊接技术
碳钢所具有的焊接性是受含碳量的高低所决定的，碳钢按照其含碳量的高低分为低碳钢、中碳钢及高碳钢，不同碳钢有不同的焊接方法，各自的焊接方法如下：
（1）低碳钢，低碳钢具有含碳量低、合金元素含量低、钢强度较差和可塑性较好的特点。这使其具备了良好的焊接性，基本上任何焊接方法都可以对低碳钢进行焊接，且使用一般焊接方法对低碳钢进行焊接就能取得很好地焊接接头效果。在对低碳钢进行焊接前一般不需要对其进行加热处理，只有在周边环境出现较低温度的情况或所焊接材料结构刚性过强时，才需要考虑在焊接前对其进行加热处理。其中低碳钢中的沸腾钢由于包含了大量的磷和硫等矿物质，并且这些矿物质的分布很不均匀，这样就导致在焊接时沸腾钢钢身易出现许多裂缝。在进行厚板焊接时也容易出现层状撕裂的情况，因此在一般关键构造上不使用沸腾钢，而是使用镇静钢进行焊接；
（2）中碳钢，中碳钢的碳含量一般在0.25%-0.45%之间，比较低碳钢来说，中碳钢具有强度大，容易出现淬硬的特点，这导致中碳钢的焊接难度较大。故此对中碳钢的焊接标准必须要严格进行制定，同时还需要降低焊接后的温度。在必要情况下，还需要在焊接前对中碳钢进行预热处理，以保证其加热温度控制在150-250摄氏度之间。此外由于中碳钢具有构造较厚的特点，一般在对其进行焊接时需要将预热温度再提高一些；
（3）高碳钢，高碳钢的碳含量比较高，通常都在0.6%以上，故此对其进行焊接操作后易有淬硬现象出现。在焊接时产生的残余应力和焊接应力会在钢身上产生裂纹，导致其焊接性变差。因此通常情况下焊接构造是不选择高碳钢为焊接材料的，高碳钢一般只是零散的被用来对局部损坏器件进行修补[1]。
2 不锈钢的焊接技术
根据空气冷却后室内温度的区别，通常将不锈钢分成奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢三类。对以上三类不锈钢的具体焊接方法介绍如下：
（1）奥氏体不锈钢，奥氏体不锈钢是在日常生产中得到最普遍应用的不锈钢。其中18-8型奥氏不锈钢其中得到应用最多的一种。尽管其包含较多的铬元素和镍元素，但其存在着含碳量低的优点，这也让其具备了良好的可焊性，一般不需要采用特殊的焊接方法就可以对其进行焊接操作。在实际生产中，一般选用电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧焊和等离子弧焊等方式对其进行焊接操作。
（2）铁素体不锈钢，在对铁素体不锈钢进行焊接操作时，热影响区里所含有的铁素体颗粒容易在高温的影响下渐渐变得粗糙化，导致短时间内焊接接头的韧性和可塑性大大下降，甚至造成接头处断裂。故此，在对铁素体不锈钢开展焊接操作时，预热温度必须保持在150摄氏度以下，同时要通过较小的电流进行快速焊接操作，这样可以在最大程度上避免铁素体颗粒粗糙化的情况发生；
（3）马氏体不锈钢，在对马氏体不锈钢进行焊接操作时，在空气逐渐冷却后，焊缝可能会转化成马氏体组织，这样在焊接后特别容易发生淬硬现象导致冷裂纹的出现，含碳量越高的马氏体不锈钢越容易出现冷裂纹和淬硬现象。故此，焊接前的预热温度一定要保持在200—400摄氏度之间，在焊接完成后再开展热处理操作。
3 低合金钢的焊接技术
低合金钢的含碳量不超过0.25%，故此低合金钢具有可塑性好的特点，这导致其在焊接时不会出现淬硬现象，使其具备了很强的可焊性。低合金钢的焊接技术具备以下几种特点：
（1）低合金钢的可焊性由其化学成分中的合金元素和强度等级决定，低合金钢中合金元素和含碳量越少，其可焊性越高，反之低合金钢中合金元素和含碳量越多，那么其可焊性反而会越低；
（2）其中得到最普遍使用的具有低强度等级的低合金构造钢，其焊接标准与低碳钢的焊接标准相类似。在含碳量越多的情况下，低合金钢在焊接时就越容易出现淬硬和裂纹的现象，同时随着钢强度的不断增加其发生冷裂的可能性也越来越高。故此在对低合金钢开展焊接操作之前必须要对其进行预热；
（3）通常低合金钢的焊接方法有焊条焊、电弧焊、埋弧焊和二氧化碳保护焊等。一般情况下，在被要求为全焊透的管状工件做打底焊操作时，采取的工作方法是钨极电弧焊。在焊接厚板工件例如厚壁压力容器时，可以采取的工作方法是电渣焊[2]。
4 铸铁的焊接技术
由于铸铁含碳量高，硫磷等杂质较多，同时存在组织不均匀的情况，导致了铸铁的可塑性和焊接性都比较差。在对铸铁进行焊接时，容易出现以下问题：焊后易出现白口组织，还容易发生裂缝、气孔和夹渣等现象，导致难以进一步做切削加工操作。故此铸铁焊接在主要的生产中是不被用来作焊接材料的，只是用来焊补生产过程中可能出现的铸铁件构造缺失或局部缺陷的情况。依照铸铁件的特点通常采用以下两种方式使用铸铁进行焊接操作：
（1）热焊法，在进行焊接操作前先将铸铁件全体或部分加热到600-700摄氏度的高温，同时在焊接时要保持预热温度不发生变化。在焊接完成之后再让温度慢慢降低。采用热焊法可以让焊件受热均匀，而减慢其冷却速度还可以防止接口出现白口组织或裂纹的情况。
（2）冷焊法，在进行焊接操作前不进行预热处理，或采用400摄氏度以下的温度进行预热处理的一种焊接技术。因为铸铁金属材料很容易发生裂缝和白口的情况，故此必须要通过改变其焊缝化学成分的方法来防止裂缝和白口的出现。冷焊法在操作时需要运用窄焊缝、断电弧和小电流来降低熔深，要控制好焊接长度，通常每次焊接的长度为0-50毫米，同时在焊接之后要及时轻击焊缝，这样可以让焊接应力下降，从而尽可能地减少焊缝开裂的可能。
5 铝及铜的焊接技术
除了以上四种铁金属的焊接技术外，还有铝和铜也会在生产中出现焊接情况，二者焊接方法如下：
（1）铝或铝合金的焊接方法，铝在焊接时容易氧化变成氧化铝，故此在焊缝中常产生铝残渣，这时就需要采用一些特殊的焊接办法。一般焊接铝或铝合金时常用的方法有气焊，电阻焊、钎焊及氩弧焊等。其中氩弧焊效果最好，这是因为氩弧焊能自动去掉铝表面的氧化膜，这样可以对焊缝起到很好的保护作用；
（2）铜或铜合金的焊接方法，与铝的焊接方法类似，在对铜或铜合金进行焊接时，焊缝在凝固时不能及时排出的氢气容易形成气孔。由此可以推断，对铜或铜合金也需要采用一些特殊的焊接办法，针对铜或铜合金通常采用气焊、电弧焊、钎焊及氩弧焊等焊接方法，其中以氩弧焊的效果最佳[3]。
6 结语
综上所述，本文集中探讨了不同种类金属的焊接技术和应用方法。对碳钢、不锈钢、低合金钢、铸铁和铝及铜运用科学合理的焊接方法能够很好的增强其可焊接性，还能避免出现白口、淬硬和冷裂等焊接错误，保证焊接接口牢固不出问题。希望本文的研究可以更好的提升行业内金属材料的焊接技术水平，为我国工业科技领域取得更大的进步作出一些贡献。
参考文献
[1]郑继水.谈几种金属材料的焊接[J].价值工程，2010，29（33）：266.
[2]薛广鹏.几种金属材料焊接方法的探究[J].科技创新与应用，2012，（24）：77.
[3]白涛，刘磊.对几种金属材料焊接探讨[J].科技视界，2016，（05）：143.
