合金結(jié)構(gòu)鋼品種很多，隨著強度等級的提高，鋼中合金元素的品種和數(shù)量均有所增加，有些鋼中還含有較多的碳，這些均對鋼的焊接性或多或少帶來不利的影響。 鋼材焊接性受許多因素的影響，如碳含量、淬火傾向、抗回火性等，這些性能都取決于鋼材的化學成分。這就需要了解合金結(jié)構(gòu)鋼中常用合金元素對焊接性的影響。 1．碳 碳是鋼材強度的必不可少的元素，但也是降低鋼材焊接性的元素。鋼中碳含量增加，焊縫中的結(jié)晶裂紋和焊接接頭的冷裂紋傾向都要增大。因此，從焊接性出發(fā)，希望降低鋼中的碳含量，一般將控制在ωc 0.05%～0.16％。含合金元素多的鋼，ωc限制在0.10％左右。 2．硅 硅的固溶強化作用很強，因此可以有效地提高鋼的強度；但含量超過一定的范圍會使韌性惡化。硅是良好的脫氧劑并可以防止CO氣孔，因此焊縫中應含有一定量的硅。但殘存的脫氧產(chǎn)物很容易形成低熔點的硅酸鹽夾渣。低熔點的硅酸鹽除可能導致結(jié)晶裂紋外，還會增加熔渣和熔化金屬的粘度，引起嚴重的飛濺，影響焊接質(zhì)量。一般鋼中的ωSi控制在0.40%~ 0. 70％范圍內(nèi)。 3．錳 錳可以提高鋼的強度和淬透性。鋼中ωMn<2. 0％時，由于它可以改善組織和細化珠光體晶粒，故可降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度。錳可以脫氧和脫硫，從而增加焊縫金屬的力學性能，降低焊縫金屬的結(jié)晶裂紋敏感性。ωMn<1％時，對焊接性無不利影響；若ωMn > 1％，由于增大了鋼的淬透性和晶粒長大傾向，對焊接性不利。 4．鉻 鉻能提高淬透性、耐熱性和耐蝕性。但是由于鉻可強烈增加淬透性，并提高韌脆轉(zhuǎn)變溫度，因而對焊接性不利。 5．鉬 鉬是提高熱強性的元素，能提高熱影響區(qū)的淬硬傾向，使裂紋敏感性增大。一般認為，ωMo =0. 25%~0.50％時，既可以強化金屬，又能改善韌性；ωMo >0. 50％，韌性開始惡化。為了防止脆化，一般的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊縫中ωMo不超過0.65％。 6．鎳 對一般非熱處理強化的低合金鋼，加入鎳可以提高強度而又不降低塑性和韌性，從避免產(chǎn)生硬脆組織的角度考慮，鎳對焊接性有利。 7．釩 釩能細化焊縫金屬的鑄態(tài)組織，防止熱影響區(qū)的晶粒過分長大。同時，由于釩在鋼中形成極穩(wěn)定的碳化物和氮化物，固定了鋼中部分的碳和氮，減小了鋼的淬透性和時效敏感性，可以防止在焊接接頭中形成馬氏體或其它硬脆組織。因此，釩能改善低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性。 8．鈦 鈦是強脫氧劑、脫氮劑，能細化晶粒。少量的鈦可以提高金屬的韌性；過多則使韌性惡化。焊縫中鈦含量因焊接方法不同而異。當鈦含量適宜時，由于有細化晶粒和固定碳、氮的作用，可改善鋼的焊接性。 9．鈮 鈮一般認為鈮能細化晶粒，少量的鈮可以提高某些鋼的屈服點。但在大多數(shù)情況下鈮會降低沖擊韌度。一般在焊接含鈮鋼時，要求在焊接材料中不含鈮，靠母材向焊縫中過渡。當母材中超過0.05％時，為了防止焊縫中鈮的過多而脆化，一般需要在焊縫中加入適量的錳和少量的鈦、鉬等。