（5）有时也可在中、高碳钢的坡口表面堆焊一层含碳量很低（C≤0.03%）、强度低、塑性好的纯铁过渡层，然后再用与母材强度相匹配的焊条填满坡口，能有效地防止焊接裂纹。 ■举例：
45钢与低碳钢Q235的焊接：
方案一：先在45钢坡口面预热300℃，然后用J427或J507焊条进行焊接，焊后进行650℃后热并缓冷。
方案二：在无预热情况下，先用A302或A307焊条在45钢及Q235钢的坡口面上堆焊两层隔离层，然后再用A302或A307焊条进行对接焊。
（二）低合金结构钢的焊条选用
1、对低合金结构钢的认识：
●低合金钢按其使用性能分为三类： ?低合金结构钢（也称强度型低合金钢） ?低合金低温钢（也称低温型低合金钢） ?低合金耐热钢（也称耐热型低合金钢） ●低合金结构钢的合金总含量小于5%。
●低合金结构钢一般按其屈服强度分级。常用的低合金结构钢的屈服强度在300-600MPa范围内。
?屈服强度为300-450MPa的低合金结构钢，以热轧或正火状态使用。如16MnR（屈服强度下限 285MPa）
?屈服强度大于450MPa的低合金高强度结构钢，以调质状态使用。如07MnNiCrMoVDR（屈服强度下限 490MPa） 2、低合金结构钢的焊接特点：
（1）热影响区的淬硬倾向（硬化）：
●强度等级和含碳量低的钢，热影响区淬硬倾向小；
屈服强度450MPa以上的低合金高强钢，热影响区可能出现硬而脆的马氏体组织，冲击韧性下降，冷裂敏感性增大，可焊性变差。 ●防止硬化的措施：
采用适中的线能量配合以适当的预热，以获得适当小的焊接冷却速度。因为线能量增大可使硬化倾向降低，但易使晶粒长大。
（2）焊接接头的冷裂纹倾向：
●产生冷裂纹的三要素：
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?热影响区或焊缝金属的淬硬倾向（组织硬化） ?焊接接头的拉应力存在（拘束度大） ?焊缝金属内的高含氢量（扩散氢的影响）
●焊接冷裂纹的控制措施：
?控制组织硬化：
◇预热；◇通过较大线能量降低接头冷却速度；◇冬季和厚板多道焊时采取缓冷等措施。
?限制扩散氢：
◇焊件坡口表面清理；采用低氢或超低氢焊材，并防止吸潮； ◇预热或“紧急”后热以减少扩散氢；
◇采用奥氏体焊条来固溶氢，限制氢的扩散，但带来其它问题（如热裂纹、熔合区
冷裂纹、不经济等），非特殊情况不采用。 ?控制拘束应力：
◇通过结构设计减少刚度或拘束度； ◇预热；
◇采取合理焊接顺序，使焊缝有收缩余地； ◇坡口设计以减少焊缝金属填充量； ◇焊后消除应力热处理 （3）焊缝金属的热裂纹倾向 ●产生热裂纹的两要素：
?焊缝中S、P杂质偏析，易形成低熔点共晶体偏析于晶界处。
?焊接接头的内应力存在
☆在低合金结构钢及其常用的配套焊接材料中，由于能增大热裂倾向的元素含量较少，故产生热裂纹的敏感性不大。 ●焊缝热裂纹的控制措施：
?控制焊缝成分：关键是选择适用的焊接材料，控制C、S、P含量。C含量最好小于0.12%。
?调整焊接工艺：
◇限制过热：降低线能量，并采用小的焊接电流和小的焊接速度。因为熔池过热易促使热裂。
★注意：不能通过提高焊接速度来降低线能量。因为焊接速度增大会改变熔池形状，影响到偏析。
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◇控制成形系数（焊缝宽度与焊缝厚度之比）：
焊缝系数影响枝晶成长方向及其会合面的偏析情况。焊缝系数小，则使偏析集中于焊缝中心，形成焊缝中心薄弱面，热裂倾向大。
一般希望避免出现焊缝系数小于1的情况，即焊缝实际厚度不要超过焊缝宽度。 ◇减小熔合比：通过开大坡口，或减小熔深，或采取隔离层堆焊法，采用镍基合金焊材等，来减小熔合比，防止母材向焊缝转移某些有害杂质。 ◇降低拘束度。如合理布置焊缝，合理安排施焊顺序等。
◇其它：如控制装配间隙、改善接头设计、改进装配质量等。 3、低合金结构钢的焊条选择要点：
总体原则：一般根据母材的化学成分、力学性能、接头的裂纹敏感性、焊后是否热处理、焊件的使用条件（耐蚀、耐高温、耐低温等）、结构形式及受力情况、焊接施工条件等因素进行综合考虑。必要时还应通过焊接性试验最终确定。
（1）首先考虑等强度原则。要求焊缝的强度等于或略高于母材金属的强度，而不希望焊缝强度太高。
★经验证明，如果焊缝强度超过母材过多且塑性差时，可能造成冷弯角小，甚至出现横向裂纹。
★JB/T4709规定：碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30MPa。
（2）应考虑化学成分的要求。一般情况选用焊条熔敷金属的S、P含量应与母材一致。
★压力容器焊接的焊接材料熔敷金属硫、磷含量应符合JB/T4747-2002《压力容器用
钢焊条订货技术条件》的规定。
★压力容器制造和现场组焊时，应注意所采购的焊条其质量证明书标注的S、P量是否符合JB/T4747-2002的规定。
（3）满足所要求的常温或低温冲击韧性指标要求。对于有冲击韧性要求的焊件，一般情况选用的焊条其焊缝金属冲击值应不低于相应母材标准规定下限值。
★用于压力容器焊接的焊条应符合JB/T4747-2002《压力容器用钢焊条订货技术条件》的规定。
（4）对于一些在腐蚀介质中工作的低合金钢，则主要根据焊缝金属耐腐蚀性能来选择焊条。
■举例：10MoWVNb抗氢钢应采用J507MoW 焊条，而不能用J507。
（5）对于同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用，主要取决于焊接件的结构形状
（简单或复杂）、钢板厚度、工作条件（静载荷或动载荷）和钢材的抗裂性能等方面。
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●对于重要结构及要求抗裂性好、塑性好、冲击韧性好、低温性能好的焊接结构，应选用碱性焊条（低氢型或超低氢型）。
☆低氢型焊条的含氢量标准是5-10mL/100g；超低氢型焊条为≤5mL/100g。 ●对于非重要结构或坡口表面有油、锈、氧化皮等脏物而又很难清理时，在结构性能要求允许的前提下，可选用酸性焊条。
（6）在某些特殊情况下，例如钢材冷裂纹倾向较大、结构刚性大、板材较厚和接头冷却速度较快时，为防止裂纹，以及考虑母材金属成分的过渡，有效的办法是选用强度级别比母材金属略低、塑性和韧性高、抗裂性好的焊条。
（三）低温钢的焊条选用
1、对低温钢的认识：
●用于制造-20～-253℃低温下工作的焊接结构的专用钢材，称为低温钢。 ●低温钢的分类：根据化学成分和组织特点，分为三大类：
?低合金铁素体型低温钢：含合金元素总量不超过5%。组织为铁素体加少量珠光体，在-40～-110℃范围内使用。
■举例：低合金低温钢16MnDR（-40 ℃ ）、低温碳钢ASTM A333Gr6（ -45 ℃ ） 、 3.5Ni 钢ASTM A333Gr3 （-100 ℃ ）等。
?中合金低碳马氏体型低温钢：合金元素含量大于5-10%。组织与热处理方法有关：淬火后的组织为低碳马氏体；正火后的组织为低碳马氏体、铁素体及少量奥氏体；回火后的组织为含镍铁素体和少量富碳奥氏体。
☆典型钢种有9Ni钢：回火后的组织使9Ni钢在-196℃低温下仍具有优良的低温韧性。 ?高合金奥氏体型低温钢：合金元素总含量大于10%，组织为奥氏体，在-196～-269℃的低温下仍保持相当高的韧性。 ■举例：1Cr18Ni9Ti等。 2、低温钢结构发生脆性断裂的必要条件：
（1）必须具备由外载荷及残余内应力引起的一定应力水平；
（2）由结构、材料、制造缺陷引起的缺口效应，其中由焊接而引起的缺陷（几何的或冶金的）往往是脆断的裂源。
（3）设备和管道的工作温度低于材料的脆性转变温度 3、低合金低温钢的焊接特点：
（1）不含镍低温钢：由于其含碳量低、其他合金元素也不高，淬硬和冷裂倾向小，具有良好的焊接性。一般可不采用预热，但应避免在低温下施焊。
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（2）含镍低温钢：由于添加了镍，增大了钢的淬硬性，但不显著，冷裂倾向不大。当板厚
较大或拘束较大时，应采用适当预热。
◇虽然镍可能增大热裂倾向，但是严格控制钢及焊接材料中的C、S、P含量，以及采用合理的焊接工艺，增大焊缝成形系数，可以避免热裂纹。
★特别提醒：低温下使用的焊接结构易于发生脆性断裂。所以保证焊缝和粗晶区的低温韧性是低温钢焊接时的技术关键。 ■举例：9Ni钢的焊接特点
（1）焊接接头的低温韧性问题（包括焊缝金属、熔合区和粗晶区）。
（2）焊接热裂纹问题，尤其表现为弧坑裂纹。
（3）焊接冷裂纹问题：低氢条件下一般不会产生冷裂纹。但高氢下也有一定冷裂敏感性。
（4）焊接时电弧的磁偏吹问题：9Ni钢系铁磁性钢，焊接时易发生电弧的磁偏吹，
造成夹渣、未熔合等焊接缺陷的产生 。
◆焊接磁偏吹的消除及控制措施：
◇采用永久磁铁平衡法来消除焊接磁偏吹的影响。在坡口焊缝的背侧移动永久磁铁，并用特斯拉计监测，可以保证焊缝内的剩磁接近于零。
◇采用交流焊接电源，由于电流方向的高频率变换（每秒100次），磁场不会造成电弧偏吹。 ◇避免使用大电流的碳弧气刨清根，而改用砂轮打磨。 4、低温钢焊接接头的低温韧性保证措施：
（1）从结构设计上充分考虑焊透，避免结构不良而引起的人为缺陷。 （2）正确选择焊材，保证焊缝足够的冲击韧性水平。
（3）正确制定焊接工艺，控制焊接线能量：采取小电流、快焊速、控制多层焊的层间温度等措施。
（4）避免工艺缺陷：防止焊接接头产生各种应力集中源。
●采用锤击工件等强制手段进行组装会增加残余应力，易导致发生低应力脆性断裂破坏。所以规定低温钢在组装过程中不允许采用锤击等强制手段进行组装。
●因为缺口效应往往是脆断的裂源，所以不允许在受压元件上刻划或敲打材料标记和焊工钢印等导致产生缺口效应的划痕。
●焊件表面的电弧擦伤是应力集中源，所以规定焊接时不得在焊件表面引弧、收弧和试验电流，严禁有电弧擦伤。
●对低温钢焊接实行表面退火焊道，对改善焊接接头的韧性有相当有利的作用。这种表面退火焊道通常可以用钨极氩弧焊不填焊丝表面重熔来实现。
◇为了消除表面层的柱状组织，也可以最后多焊一层退火焊道，再把退火焊道加工掉。
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