做过焊接的人都知道，有些材料随便焊都不出问题，有些材料稍微不注意就开裂。同样是钢，Q235随便焊都行，45钢不预热就等着裂。这背后到底是怎么回事？
一、先说清楚：什么是“可焊性”？
可焊性这个概念，简单说就是一块金属在一定的焊接条件下，能不能焊出好接头。
它不是金属材料单方面的事，跟你用什么焊接方法、什么焊材、什么工艺都有关系。
可焊性分两个方面来看：
工艺可焊性——焊接过程中容不容易出问题，比如会不会开裂。
使用可焊性——焊完之后接头能不能靠得住，强度够不够，耐不耐腐蚀。
搞清楚这个概念，我们就能理解为什么有的材料“好焊”，有的“不好焊”。
二、碳钢：含碳量决定一切
碳钢的焊接性，主要看含碳量。
碳含量越高，焊接性越差。
低碳钢（含碳量＜0.25%） ——最好焊。
Q235就属于这一类。塑性好，没有淬硬倾向，一般不需要特殊工艺措施，焊完也不用热处理。即便在低温或厚板条件下，稍微注意一下就行。
中碳钢（含碳量0.25%—0.6%） ——开始不好焊了。
45钢就是典型。含碳量上去了，淬硬倾向就出来了。
焊接时冷却速度快，容易产生马氏体这种硬而脆的组织。马氏体产生的同时会带来组织内应力，加上本身塑性差，变形和开裂的风险就大了。
所以焊接中碳钢，焊前必须预热。预热有两个作用：一是减慢冷却速度，避免产生马氏体；二是减小工件各部分的温差，降低焊接应力。
预热温度一般150—300℃，焊后还要及时做消氢处理。
高碳钢（含碳量＞0.6%） ——最难焊。
焊接性更差，需要更高的预热温度、更严格的工艺。不过说实话，高碳钢在实际焊接中很少用，一般只用于补焊或堆焊。设计结构件时，能不用焊接就别用焊接。
三、铜及铜合金：导热太快是硬伤
铜及铜合金的焊接性比低碳钢差远了。主要原因有这么几个：
导热太快。 铜的导热率是低碳钢的7到11倍。热量刚上去就散掉了，焊不透是常见问题。所以焊前得预热，焊接时要用大电流或者大火焰。
容易氧化。 铜熔化后和氧气反应生成氧化亚铜，分布在晶界上形成薄弱点。
收缩率大。 铜的膨胀系数大，凝固时收缩也大，焊接应力大，容易开裂。
容易产生气孔。 铜在液态时吸氣性很强，凝固时气体来不及跑出去就形成气孔。
铜合金里的合金元素也会添乱。比如铝青铜里的铝，焊接时容易氧化成氧化铝；黄铜里的锌，容易形成氧化锌。
铜和铜合金最好用氩弧焊，才能保证质量。
四、铝及铝合金：氧化膜是最大的麻烦
铝及铝合金的焊接性也比较差，问题跟铜有点像，但也有自己的特点。
导热快。 铝的热导率是碳钢的两倍多，是奥氏体不锈钢的十几倍。热量散失快，需要大功率热源，有时还得预热。
氧化膜太顽固。 铝在空气中极易氧化，生成的氧化铝膜熔点高达2050℃，而铝本身的熔点只有660℃。这层膜覆盖在熔池表面，阻碍金属熔合，容易造成夹渣、未熔合、未焊透。而且氧化膜的密度比铝大，不容易浮出熔池。
容易产生气孔。 铝在液态时能溶解大量氢气，但固态时几乎不溶。焊接熔池快速冷却时，氢来不及逸出就形成气孔。
收缩率大。 铝的线膨胀系数约为碳钢的两倍，凝固时体积收缩大，变形和应力都大。
铝和铝合金最好用氩弧焊，而且要求氩气纯度大于99.9%。焊接时一般用交流电源，利用“阴极清理”作用去除氧化膜。
五、设计时怎么选？
了解这些之后，我们在设计机械结构件时就有依据了。
对于铜合金、铝合金和高碳钢这类不好焊的材料，能不用焊接就别用焊接。
可以考虑拆分成多个零件，用螺钉连接，必要的时候加销子定位。这样既能保证结构强度，又能避开焊接带来的麻烦。
当然，这不是说这些材料绝对不能焊。很多场合必须用焊接，那就得严格按照工艺要求来——该预热的预热，该保温的保温，该缓冷的缓冷，一步都不能省。
内容来源：网络
本期编辑：小艾
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