低溫環(huán)境對碳鋼焊接存在多方面影響，從材料性能角度看，低溫會使鋼材脆化，焊縫和母材熱影響區(qū)冷卻速度加快，易產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致脆性增大，降低焊接接頭韌性與塑性，增加裂紋出現(xiàn)風(fēng)險，在焊接工藝方面，低溫下焊接材料易因溫差大產(chǎn)生劇烈熱脹冷縮，影響金屬結(jié)構(gòu)嚴密性和穩(wěn)定性，使焊接質(zhì)量難以滿足工藝要求。

低溫環(huán)境對碳鋼焊接的影響

低溫環(huán)境對碳鋼焊接有著顯著的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

冷卻速度加快

在低溫環(huán)境下，碳鋼的冷卻速度會加快。這會導(dǎo)致焊縫和熱影響區(qū)的冷卻速度增加，從而可能引起淬硬現(xiàn)象。淬硬后的材料塑性下降，容易在焊接應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋。

拘束應(yīng)力和熱應(yīng)力

低溫環(huán)境下的焊接，由于冷卻速度快，結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力和不均衡的熱應(yīng)力更容易導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。即使是低碳鋼，在受拘束力條件下采用了不正確的焊接程序，也會因這些應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂紋。

氫致裂紋

低溫環(huán)境下，焊接過程中產(chǎn)生的氫不容易逸出，容易在焊縫中積聚，形成氫致裂紋。因此，焊接碳含量高于0.25%的碳素鋼時，須注意減少氫的來源，例如大氣中的水分，焊前對待焊部位及附近須清除油污、鐵銹等。

焊接材料的選擇

在低溫環(huán)境下焊接碳鋼，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)暮附硬牧稀＠?，對于重要的或裂紋敏感性較大的結(jié)構(gòu)，常選用低氫型堿性焊條，如E4316、E4315、E5016、EE5015等。這些焊條具有較好的抗裂性能和力學(xué)性能，其韌性和抗時效性能也很好。但這類焊條工藝性能較差，對油、銹和水份很敏感，焊前需在350-400℃下烘干1-2小時，并需對接頭作徹底清理干凈。

預(yù)熱和后熱處理

為了減緩冷卻速度，防止裂紋的產(chǎn)生，在低溫環(huán)境下焊接碳鋼時，應(yīng)采取預(yù)熱和后熱處理措施。例如，焊前預(yù)熱，焊時保持層間溫度；采用低氫型或超低氫型焊接材料；點固焊時須加大焊接電流，適當(dāng)加大點固焊的焊縫截面和長度，必要時焊前也必須預(yù)熱；整條焊縫連續(xù)焊完，盡量避免中斷。熄弧時要填滿弧坑。

綜上所述，低溫環(huán)境對碳鋼焊接的影響主要表現(xiàn)在冷卻速度加快、拘束應(yīng)力和熱應(yīng)力增加、氫致裂紋風(fēng)險增大等方面。因此，在低溫環(huán)境下進行碳鋼焊接時，需要采取相應(yīng)的措施，如選擇適當(dāng)?shù)暮附硬牧?、進行預(yù)熱和后熱處理等，以保證焊接質(zhì)量。

碳鋼焊接預(yù)熱溫度控制技巧

低溫下碳鋼焊接裂紋預(yù)防方法

碳鋼焊接氫氣控制技術(shù)

低溫環(huán)境焊接材料選擇指南