第6章 低合金高强度钢的焊接(焊接冶金与焊接性素材包).ppt

20921-5a，第6章低合金高强度钢的焊接，6.1低合金高强度钢的类型和特性6.2低合金高强度钢的焊接性分析6.3低合金高强度钢的焊接工艺要点6.4典型低合金高强度钢的焊接，20921-5a，6.1低合金高强度钢的类型和特性，热轧基本上是C-Mn和C-mmnMn是溶液强化效果显着、成本相对较低的元素，除了增加强度外，还可以提高塑料和韧性，通常添加质量低于1.8%。Si的溶液强化效果也更好，20921-5a、6.1.1热轧和正热钢，表6-1通常是热轧和正热钢的化学成分(GB/t 1591-1994)，20921-5a，表6-1是表6-3中典型低碳调质钢的化学成分，20921-5a，表6-3中典型低碳调质钢的化学成分，20921-5a，表6-3典型低碳淬火回火钢的化学成分，20921-5a，6 . 1 . 1 表6-5中常用碳调质钢的化学成分(质量分数)(%)，20921-5a，6.1.3碳淬火回火钢，表6-6中常用碳淬火回火钢的机械性能，20921-5a，表6-6 ，20921-5a，6.2.1热裂纹，1 .热裂纹敏感度(1)热轧和热轧钢材的热裂纹敏感度对于热轧和热轧钢材来说，通常碳含量低，Mn含量高，因此w(Mn)/w(S)高，热裂纹电阻好。图6-1Q420(15MnVN)钢埋弧焊焊缝中心结晶裂纹，20921-5a，6.2.1热裂纹，(2)低碳淬火和回火钢的热裂纹敏感性低碳淬火和回火钢碳含量低，Mn含量高，一般没有热裂纹倾向(3)碳调质钢的热裂纹敏感性，碳淬火回火钢的碳含量和合金元素含量高，热分裂倾向大。2.防止热裂纹的措施(1)冶金措施1)低合金钢焊接接头热裂纹的形成主要取决于冶金因素，因此在冶金术中采取措施是防止热裂纹的最有效手段。20921-5a，6.2.1热裂纹，2)焊接结构的母料已选定，c、s和p含量超出上述限制，焊接金属的组成应调整为低碳低硫焊接材料。3)应注意线材组成设计，以避免使用低熔点共晶合金元素，这些元素可以适当地加入Mo、w、v等合金元素，从而提高焊接接头的抗裂性。4)用碱性皮革棒或焊剂焊接的焊接金属比使用酸性药皮棒或焊剂具有更高的耐热裂纹能力。20921-5a，6.2.1热裂纹，(2)工艺措施是冶金措施以外防止焊接热裂纹的重要手段，主要包括接头类型、工艺参数和预热等。1)设计合理的槽造型和几何大小，以规定适当的接合装配间隙，从而降低熔接金属中主要木材的比例。2)调整熔接参数(例如熔接电流的减少)，以增加熔接成型系数，即熔胶宽度与熔胶深度的比率。3)减少焊接热输入，提高焊接速度，加快焊接金属结晶速度，减少晶间分离程度。4)适当控制焊接前预热温度和多层焊接的层间温度。20921-5a，6.2.2冷裂纹，1 .冷裂纹的敏感度(1)热轧和正化钢的冷裂纹敏感度低合金高强度钢的热轧冷裂纹倾向最小。(2)低碳调质钢冷裂纹敏感性低碳调质钢的合金原理是在低碳钢的基础上添加多种合金元素，提高淬透性，确保高强度、韧性低碳马氏体和下贝氏体的混合组织。图6-2其他正火钢的焊接CCT曲线a) q420 (15mnvn) b) 18mnm onb，20921-5a，6.2.2冷裂纹，图6-3低碳淬火和回火钢HQ70的焊接CCT曲线，20002.防止冷裂纹的措施(1)用强度低的熔化金属焊接低合金高强度钢时，焊接金属使用强度比母材低的焊接材料，可以大大改善整个接头的冷裂纹，母材的强度越高，效果越明显。(2)建立氢低的焊接环境氢是低合金高强度钢焊接中产生冷裂纹的主要因素之一，因此建立氢低的焊接环境对防止冷裂纹具有重要意义。选择低氢焊接方法，使用20921-5a、6.2.2冷裂纹、(3) CO2气体保护焊或富氩混合气体保护焊，显着降低焊接金属中氢含量。(4)焊前预热焊前预热是防止低合金钢接头冷裂纹的最有效措施之一，在低合金钢焊接中应用最广。(5)焊接后低温热处理焊接后，低温热处理在焊接结束后，焊接或整个焊接立即加热到150250温度范围，并保持一定时间。20921-5a，6.2.2冷裂纹，表6-7焊接后低温热处理对低合金钢冷裂纹倾向的影响，20921-5a，6.2.2冷裂纹，(6)焊接后脱氢处理，高强度钢，特别是碳淬火和回火钢，氢对焊接或热，20921-5a，6.2.3再加热裂纹，1 .再热裂纹敏感度2。防止再热裂纹的措施(1)对钢材和焊接成分控制母材的化学成分控制，减少碳含量和杂质含量，防止再热裂纹有用。(2)减少过热区域的粗晶组织采用合理的焊接工艺，减少焊接热输入，降低过热区域的粗晶比。(3)调整应力消除过程，消除再加热裂纹的敏感接头不是在消除应力热处理时整个温度范围可以形成再加热裂纹，而是存在具有再加热裂纹的敏感温度区域，因此建议避免此敏感温度区域消除应力。20921-5a、6.2.3再加热裂纹，(4)通过减少焊接应力和应力集中的合理坡口形状、焊接顺序和预焊接预热，可以减少接头中残余应力的峰值。20921-5a，6.2.4分层撕裂，1 .分层撕裂敏感度2。防止分层撕裂(1)对于防止分层撕裂的钢材，分层撕裂的选择主要取决于钢的化学成分和冶炼条件，应尽量降低钢材中硫等杂质的含量，调整夹杂物的数量、形态和分布，实质上解决分层撕裂问题。(2)层撕裂对焊接结构的种类和使用条件、焊接形状和大小、焊接顺序等合理设计有重要影响。20921-5a，6.2.5脆性和软化，1 .过热区域脆性2。热影响区软化，20921-5a，6.3低合金高强度钢的焊接工艺要点，合理的焊接工艺是保证产品质量的关键，焊接工艺开发需要理论和实践指导。通常，通过对焊接大师的焊接性分析，开发焊接工艺，以解决焊接中容易出现的问题和产品的技术要求。主要包括选择焊接方法、确定焊接材料、设计接头形式、确定焊接参数、适当预热或焊后热处理措施等。，20921-5a，6.3.1焊接方法和热输入，1 .焊接方法2。焊接热输入，20921-5a，6.3.1焊接方法和热输入，表6-814NiCrMoCuVB焊接热输入与板厚和预热温度的关系，表6-814NiCrMoCuVB焊接热输入与板厚和预热温度的关系，表6-814 nicrmocuvb热轧和标准化钢焊接材料，20921-5a，6.3.2焊接材料，表6-9热轧和标准化钢焊接时的可选焊接材料，20921-5a，表6-9热轧和标准化钢焊接时的可选焊接材料，20921-5a，表6低碳调质钢的焊接材料，20921-5a、6.3.2焊接材料，表6-10可用于低碳淬火和回火钢焊接的焊接材料，表6-10可用于低碳淬火和回火钢焊接的焊接材料，20921-5a碳调质钢的焊接材料，20921-5a、6.3.2焊接材料，表6-11碳淬火和回火钢焊接可用的焊接材料，表6-11碳淬火和回火钢焊接可用的焊接材料，20921-5a接头设计，图6-5对接接头的多个凹槽形状a)卷边凹槽(板厚1 2mm) b) I槽(板厚1 6mm) c) y槽(板厚3 26mm) d) x槽(板厚10mm)预焊预热，20921-5a、6.3.3接头设计和辅助措施，表6-12通常为低合金钢建议的预热温度范围，20921-5a、6.3.3接头设计和辅助措施，3 .焊后热处理(1)焊后低温热处理是如上所述，焊后焊接零件或整个焊接立即加热到150 250 温度范围并保持一段时间的处理过程，主要目的是通过降低连接处低温转换区域中的连接冷却速度，减少连接的冷裂纹倾向。(2)消除应力这些焊后热处理措施主要用于板厚大、焊接残余应力大、低温操作、动态载荷或应力腐蚀要求、具有尺寸稳定性要求的结构。20921-5a，6.3.3接头设计和辅助措施，(3)在焊接后，精火处理正火钢的焊接接头上，过热区域部分由于温度高，破坏了具有良好综合性能的正火状态的组织，使其恢复到正火前的热轧状态，焊接后的精火处理使组织恢复到焊接前状态。(4)焊后调质低合金高强度钢的强度等级达到500MPa时，焊后淬火回火可以提高接头的强度和韧性。20921-5a，6.3.3接头设计和辅助措施，表6-13几种低合金高强度钢的焊接后热处理温度，20921-5a，6.4典型低合金高强度钢的焊接，在淬火状态下钢具有良好的低温冲击韧性，50mm厚板的抗剥落性能。焊缝性研究表明，该钢是低热输入焊接，在焊接热影响区产生具有一定冷裂纹敏感性的硬化组织。高温输入焊接，热影响区域的粗晶区域趋于过热脆性。20921-5a，6.4.1定热钢Q345(14MnNb)的焊接，图6-6箱型钢结构图，20921-5a，6.4.1定热钢Q345(14MnNb)的焊接，1手动位置焊接工艺2。对接接头埋弧焊工艺3。边接合埋弧焊工艺4。角接头埋弧焊工艺，20921-5a，6.4.2低碳淬火回火钢HQ80C焊接，图6-740t卡车起重机的活性腿结构，20921-5a，6.4.2低碳淬火回火钢HQ80C焊接，表6-140t介绍了低合金高强度钢焊接热裂纹的敏感性及预防措施。讨论了低合金高强度钢的焊接冷裂纹敏感性及预防措施。讨论了低合金高强度钢焊接接头