不銹鋼的碳當量就是把不銹鋼中包括碳在內(nèi)的對淬硬、冷裂紋及脆化等有影響的合金元素含量換算成碳的相當含量。通過對不銹鋼的碳當量和冷裂敏感指數(shù)的估算，可以初步衡量低合金高強度鋼冷裂敏感性的高低，這對焊接工藝條件如預(yù)熱、焊后熱處理、線能量等的確定具有重要的指導(dǎo)作用。

與含碳量的區(qū)別

碳當量須與含碳量相區(qū)分。

碳素鋼中決定強度和可焊性的因素主要是含碳量。鋼中含碳量增加，淬硬傾向就增大，塑性則下降，容易產(chǎn)生焊接裂紋。也就是說，含碳量越高，可焊性越差。

 合金鋼（主要是低合金鋼）中，除碳以外，各種合金元素對鋼材的強度與可焊性都起著重要作用，不能簡單地以含碳量來作為衡量指標。為便于表達這些材料的強度性能和焊接性能，通過大量試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，簡單地以碳當量來表示。

 碳當量與含碳量的根本區(qū)別在于，碳當量用來評估鋼中所有合金元素對鋼材焊接性能的影響程度。

 計算方法

①國際焊接學(xué)會(IIW)推薦的碳當量公式：

CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

 適用于中、高強度的非調(diào)質(zhì)低合金高強度鋼(σb=500～900MPa。當板厚小于20mm，CE(IIW)＜0.40%時，鋼材淬硬傾向不大，焊接性良好，不需預(yù)熱；CE(IIW)=0.40%～0.60%，特別當大于0.5%時，鋼材易于淬硬，焊接前需預(yù)熱。

 

 ②日本JIS和WES標準規(guī)定的碳當量公式：

 

Ceq(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14

 

適用于低碳調(diào)質(zhì)的低合金高強度鋼(σb=500～1000MPa)。

  

③冷裂敏感指數(shù)Pcm公式：

 

日本伊藤等人進行了大量試驗后，提出了冷裂敏感指數(shù)(Pcm)的計算公式：

 

Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B

 

該式適用于C=0.07%～0.22%，σb=400～1000MPa的低合金高強度鋼。

 

適用化學(xué)成分范圍：

C:0.07%～0.22%；Si:0～0.60%；Mn:0.40%～1.40%；Cu:0～0.50%；Ni:0～1.20%；Cr:0～1.20%；Mo:0～0.70%；V:0～0.12%；Nb:0～0.04%；Ti:0～0.05%；B:0～0.005%。

 

④德國Thyssenkrupp鋼廠的CET計算公式：

 

CET=C+(Mn+Mo)/10+(Cr+Cu)/20+Ni/40

 

在以上常見碳當量計算方法中，我國常采用的CEV=①，Pcm=③。

由于各國所采用的試驗方法和鋼材的合金體系不盡相同，還有一些不同的計算公式，考慮了其他相關(guān)元素（比如Si）的影響。有興趣可以深入了解。

焊接性評估

CEV≤0.4%	焊接性好
CEV:0.4~0.6%	焊接性稍差，焊前適當預(yù)熱
CEV≥0.6%	屬難焊材料，需采用較高的預(yù)熱 溫度和嚴格的工藝方法。