第3章 合金结构钢的焊接一

焊接冶金学-材料焊接性,教材焊接冶金学-材料焊接性山东大学：李亚江主编主讲 王国凡山东建筑大学材料学院,第3章 合金结构钢的焊接,重点：1. 合金结构钢的分类 2. 合金结构钢的强化方式 3. 调质钢的强化方式 难点：1.热轧钢、正火钢焊接性分析 2.低碳和中碳调质钢的焊接性分析及焊接工艺,第3章 合金结构钢的焊接,3.1 合金结构钢的分类和性能3.1.1 合金结构的分类1 强度用钢（高强钢）表3-1 国内外常见的合金结构钢2 特殊用钢（专业用钢）,第3章 合金结构钢的焊接,3.1.2 合金结构钢的基本性能3.2 热轧、正火钢的焊接3.2.1 热轧、正火钢的成分及性能表3-3 热轧、正火钢的成分,第3章 合金结构钢的焊接,3.2.2 热轧、正火钢的焊接性分析（一）以Q345钢为例1 0.39，淬硬倾向不大，薄板、结构不复杂、室温下零度以上焊接不易冷裂，可焊性良好。2 出现的问题（1）焊缝中的热裂纹,第3章 合金结构钢的焊接,Q345钢中碳、硫、磷均在规定的上限时为什么会产生热裂纹？ 答 碳是奥氏体化的元素，当碳的质量分数在上限，Q345钢加热达到奥氏体化温度时，奥氏体的数量也相应增加。而奥氏体溶解硫和磷的能力小于铁素体（如1365时，S在 相中的溶解度为0.18%，而在 相中溶解度为0.05%；1050时，P在 相溶解度为2.8%，1150在 相中的溶解度为0.25%），如果初生相或结晶终了前是 相，被析出的硫和磷就会富集在晶界，因而增加了结晶裂纹的倾向。（2）冷裂纹（3）过热区的脆化,第3章 合金结构钢的焊接,图3-4 Q345钢连续冷却组织转变图,第3章 合金结构钢的焊接,图3-4 低碳钢连续冷却组织转变图,第3章 合金结构钢的焊接,3 热轧钢的焊接工艺（1）焊接材料的选择选择原则：保证焊缝的强度、塑性和韧性与母材相等不要求化学成分一致。原因：由于焊缝的冷速快，属于不平衡结晶，焊缝具有一个特殊的过饱和的铸态组织，因此，当焊缝材料的化学成分与母材一致时，则焊缝金属的性能表现为强度高、塑性韧性低，这对于接头的抗裂和使用性能非常不利，所以，要求焊缝中 0.14%，其余合金元素的含量也低于母材。,第3章 合金结构钢的焊接,Q345的 350MPa， 500MPa，对于大厚板、刚度大、结构复杂的重要焊件，选E5015、E5016碱性焊条，其余选择同级别的酸性焊条。对于C、S、P含量在上限的，选H03MnTi焊丝。,第3章 合金结构钢的焊接,（2）预热（二）正火钢1 焊接出现过的问题冷裂、脆化；2产生的原因3 防治措施4 工艺,图3-5 Q420连续冷却组织转变图,第3章 合金结构钢的焊接,图3-5 18MnMoNb钢连续冷却组织转变图,第3章 合金结构钢的焊接,图3-6 HAZ最高硬度与裂纹率关系,第3章 合金结构钢的焊接,图3-7 HAZ最高硬度与碳当量的关系,第3章 合金结构钢的焊接,图3-8 HAZ最高硬度与碳当量和冷却速度的关系,思考题1 热轧、正火钢选择焊材的原则。2 Q345钢的焊接工艺。3 分析Q345钢的CCT图，当冷却时间小于临