焊接当量如何理解?定义是什么?如何去计算?作用主要是什么?

焊接当量如何理解?定义是什么?如何去计算?作用主要是什么?
焊接当量如何理解?定义是什么?如何去计算?作用主要是什么?

焊接当量如何理解?定义是什么?如何去计算?作用主要是什么?
碳当量：
碳和硅是铸铁的主要组成元素,又都是强烈促进石墨化的元素,一般情况下碳和硅含量越高,越有利于石墨化.为了简化和避免使用多元合金相图,可以将碳、硅等元素,按照其影响石墨化的程度,以一定的比例近似换算成相应的碳含量,这就是碳当量.
钢的碳当量就是把钢中包括碳在内的对淬硬、冷裂纹及脆化等有影响的合金元素含量换算成碳的相当含量.通过对钢的碳当量和冷裂敏感指数的估算,可以初步衡量低合金高强度钢冷裂敏感性的高低,这对焊接工艺条件如预热、焊后热处理、线能量等的确定具有重要的指导作用.
50年代初,当时钢的强化主要采用碳锰,在预测钢的焊接性时,应用较广泛的碳当量公式主要有国际焊接学会(IIW)所推荐的公式和日本JIS标准规定的公式.
60年代以后,人们为改进钢的性能和焊接性,大力发展了低碳微量多合金之类的低合金高强度钢,同时又提出了许多新的碳当量计算公式.
由于各国所采用的试验方法和钢材的合金体系不尽相同,所以应搞清楚各国所使用的碳当量公式的来源、用途及应用范围等,以免应用不当.
1　国际焊接学会推荐的08韩国饰品加盟碳当量公式CE(IIW)：
CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15　(%)　　　　　　　　　　　　　　　　
(1)(式中的元素符号均表示该元素的质量分数,下同.)
该式主要适用于中、高强度的非调质低合金高强度钢(σb=500～900 MPa.当板厚小于20 mm,CE(IIW)＜0.40%时,钢材淬硬倾向不大,焊接性良好,不需预热；CE(IIW)=0.40%～0.60%,特别当大于0.5%时,钢材易于淬硬,焊接前需预热.
2　日本推荐的碳当量公式
2.1　日本JIS和WES标准规定的碳当量公式：
Ceq(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14　(%)　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)该式主要适用于低碳调质的低合金高强度钢(σb=500～1000 MPa).
当板厚小于25 mm,手工焊线能量为17 kJ/cm时,确定的预热温度大致如下：
钢材σb=500 MPa,　Ceq(JIS)≈0.46%,　不预热
　　σb=600 MPa,　Ceq(JIS)≈0.52%,　预热75 ℃
　　σb=700 MPa,　Ceq(JIS)≈0.52%,　预热100 ℃
　　σb=800 MPa,　Ceq(JIS)≈0.62%,　预热150 ℃
(1)、(2)式均适用于含碳量偏高的钢种(C≥0.18%),即C≤0.20%;Si≤0.55%;Mn≤1.5%;Cu≤0.50%;Ni≤2.5%;Cr≤1.25%;Mo≤0.70%;V≤0.1%;B≤0.006%.
2.2　Pcm公式
日本伊藤等人进行了大量试验后,提出了冷裂敏感指数(Pcm)的计算公式：
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B　(%)　　　　　　　　　　　　　(3)
该式适用于C=0.07%～0.22%,σb=400～1000 MPa的低合金高强度钢.
适用化学成分范围：C 0.07%～0.22%;Si 0.60%;Mn 0.40%～1.40%;Cu 0.50%;Ni 1.20%;Cr 1.20%;Mo 0.70%;V 0.12%;Nb 0.04%;Ti 0.05%;B 0.005%.
伊藤等又根据Pcm、板厚h或拘束度(R),建立了冷裂敏感性(Pw)、冷裂敏感指数(Pcm)及防止冷裂所需要的预热温度的计算公式
Pw=Pcm+［H］/60+h/600　　　　　　　　　　(3-1)
或Pw=Pcm+［H］/60+R/40000　　　　　　　 (3-2)
式中,　［H］熔敷金属中扩散氢含量(ml/100g,甘油法)
　　　　　R接缝拉伸拘束度(kg/mm．mm)
　　　　　h板厚(mm)
　　　　　Pcm冷裂敏感指数
　当Pw＞0时,即有产生裂纹的可能性.
　利用(3-1)、(3-2)两公式可以计算出无裂纹焊缝所需预热温度：
T0=1440Pw-392　(℃)
(3-1)、(3-2)两式适用条件：扩散氢含量［H］为1.5.0 ml/100g；板厚为19～50 mm；线能量为17～30 kJ/cm；化学成分范围同(3)式.
(3-1)、(3-2)两式不仅考虑了钢中化学成分的影响,还考虑到钢板厚度或拘束度,以及熔敷金属中含氢量,利用这两式可以计算出防止冷裂纹所需的预热温度.
3.3　新日铁的碳当量公式
日本新日铁公司近年来为适应工程需要提出的新的碳当量公式：CE=C+A(C)｛Si/24+Mn/16+Cu/15+Ni/20+(Cr+Mo+V+Nb)/5+5B｝　(%)　　　　(4)该CE公式是新日铁公司近年提出的,适用于w(C)为0.034%～0.254%的钢种,是目前应用较广、精度较高的碳当量公式.
式中,A(C)碳的适用系数
　　　A(C)=0.75+0.25tgh［20(C-0.12)］