碳钢是一大类钢，包含许多不同的化学成分。虽然主要由铁组成，但还有其他几种元素可以添加到碳钢(例如碳量)中，对其可焊性有很大的影响。了解在涉及焊接的项目中选择哪种类型的碳钢是非常重要的。不知道每个等级中添加的元素或碳含量范围等重要变量，可能导致焊缝失效。

要焊接碳钢，你需要知道：

碳含量、碳当量、冷却速率等化学成分与碳含量有关。

考虑焊接碳钢时要考虑的最重要的事项之一是碳含量，碳含量通常从重量上的近0%到2.1%左右不等。

低碳钢含碳量小于0.30%，中碳钢含碳量约为0.30%-0.60%，高碳钢含碳量约为0.61%-2.1%

每种类型的碳钢在焊接时都需要考虑不同的因素。低碳钢是室温环境下最容易焊接的钢。适用于焊接的低碳钢包括C 1008、C 1018、A36、A 1011和A 500。中碳钢，如C 1045，通常需要预热和后热处理，以避免焊接开裂。高碳钢比其他两组碳钢更容易焊接开裂。焊接高碳钢很可能需要非常彻底的预热和后加热工艺来避免这种情况。它还可能需要特殊的焊接填充金属。

碳当量

碳当量公式也可以用来确定碳钢的可焊性。碳当量公式考虑了钢中除碳外对可焊性有影响的其他元素。一般来说，碳钢的碳当量越高，其可焊性就越低。如果碳钢的碳当量相对较高，则可能必须实施预热和后热处理，以避免焊接开裂。虽然C 1045钢的两种不同的钢板应具有相同的碳含量，但它们可能含有不同数量的不同元素，如锰。这可能造成同一名称的两种材料的碳当量不同。应该指出的是，碳当量通常更多地关注于合金钢。

冷却速率

在选择合适的碳钢焊接时，钢的焊接冷却速度也很重要。高冷却速率会增加焊缝开裂的可能性。一般来说，碳当量公式中碳和其他元素含量较高的碳钢需要较慢的冷却速度，以防止焊接开裂的发生。

影响焊接冷却速度的因素很多。一个因素是碳钢焊接的厚度。材料越厚，热量就越能散开。这更大的体积允许焊接冷却比它将在一个较薄的部分更快。然而，更厚的碳钢也不太可能变形，这可能留下残余应力，可能导致焊接开裂。影响焊缝冷却速度的另一个因素是环境温度。在加拿大冬季月份焊接钢材时，预热可能比7月份德克萨斯州焊接钢更有必要。

其他化学成分问题

在碳钢中发现的一些元素，无论在焊接过程中使用什么预热或填充金属，都是不利于焊接的。C12L14等牌号含有促进焊缝凝固开裂的铅。因此，在进行焊接时，应避免使用含铅钢。其他可导致焊接开裂的材料是硫和磷。当少量硫和磷的碳钢易于焊接时，含硫和磷含量超过0.05%的碳钢则容易发生凝固开裂。在焊接时应避免使用C 1141和C 1144等自由加工钢，因为它们的硫和磷含量很高。

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