Q450NQR1高强度耐候钢的焊接

1、焊接2004(10)37Q450NQR1高强度耐候钢的焊接中国北车(集团)齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司(161002)陈增有摘要通过对新型高强度耐候钢材进行焊接工艺试验,匹配合理的焊接材料,确定了合适的焊接工艺参数,并成功地应用于产品的焊接生产。关键词:高强度耐候钢焊接材料焊接工艺试验WELDINGOFQ450NQR1HIGHLCNRQiqihaerCChenZengyouAbstractrationalweldingparameterswereconfirmedbyweldingproceduretestofhighstrengthweathersteel.Itwassuccessf

2、ullyappliedtotheproduction.Keywords:highstrengthweatherresistantsteel,weldingmaterial,weldingproceduretest0前言Q450NQR1高强度耐候钢是新研制的新型耐候钢了与之匹配的焊接材料,确定了合适的焊接工艺参数,成功地焊接了使用该钢材的新型铁路运煤敞车等产品。1Q450NQR1钢材性能1.1Q450NQR1钢材的化学成分与力学性能材,特点是低磷、强度高及低温冲击韧性高。该钢材批量生产前未作焊接性能试验,也未推荐与之匹配的焊接材料,没有可借鉴的技术资料。而且TB/T23741999铁道机车车辆用

3、耐候钢焊条和焊丝也没有该强度级别的焊条和焊丝。我们通过焊接工艺试验,选取我们对入厂的钢板化学成分和力学性能进行了复验,并与要求值进行对比,结果见表1和表2。1.2Q450NQR1钢材的金相组织表1Q450NQR1化学成分(%)检验项目要求值12复验值14复验值CSiPS表2Q450NQR1力学性能检验项目要求值12复验值14复验值s/MPa450460450经金相组织检查,Q450NQR1钢材的金相组织为铁)/JAkV(-40b/MPa550575555(%)22282727素体+珠光体,晶粒度8级非金属夹杂物中氧化物0.5级,磷化物1.0级。符合钢材的金相组织应为铁素体+珠光体,非金属夹杂物

4、中氧化物不得大于2级,磷化物不得大于2.5级,晶粒度不低于7级的要求。1.3Q450NQR1钢材火焰矫正钢材火焰加热温度650700条形。钢材火焰加热后的力学性能见表3。38表3钢材加热后的力学性能和晶粒度钢材Q450NQR11号试板2号试板焊接2004(10)力学性能s/MPa450475445b/MPa550530510(%)221722)/JAkV(-40钢材晶粒度7级78级78级检验结果要求值合格合格通过试验数据我们可以看出,火焰加热温度在650700时,对钢材力学性能及晶粒度的影响很小。实际生产时,消除焊接变形的火焰加热以点状为主,不会影响某一结构的整个截面,而且火焰加热温度在700

5、以下时,允许火焰加热温度构的Q450NQR1。1.4Q450NQR1用S-8018W焊条焊接Q450NQR1钢的板对接接头,另一侧使用碳弧气刨清根,不使用砂轮修磨,直接封底焊接。对试板进行拉力、冷弯及低温冲击韧性试验,试验结果表明使用碳弧气刨清根的b为590MPa,)为88J,满足冷弯检验无裂纹,冲击吸收功值(-40Q450NQR1的力学性能要求。4和表5。表4S-8018WS-8018WSF-80WSF-80Ws/MPab/MPa460495)/J(%)AkV(-40备注要求值<4复验值要求值5506102429273947055069051061024252734<1.2复验值

6、在生产中可以使用碳弧气刨对焊接接头进行清根,但为了确保焊接接头的质量,要求使用砂轮修磨碳弧气刨处。2焊接工艺试验2.1焊接材料的选取随后我们又选取了国内有关焊接材料公司新研制的450MPa级气体保护实心焊丝(TH550-NQ-A)和450MPa级埋弧焊丝(ER55-8),J556CrNiCu焊条在Q450NQR1钢及其组合接头上进行焊接工艺试验。我们分别对国产焊接材料熔敷金属的力学性能、化学成分进行了复验,复验结果符合要求见表6和表7。2.2试验项目2.2.1焊接接头力学性能及抗裂试验因TB/T23741999铁道机车车辆用耐候钢焊条和焊丝标准上没有同等强度的焊接材料,加上生产任务紧,我们只选

7、取了南韩现代公司生产的具有耐候性的强度级别与Q450NQR1匹配的SF-80W药芯焊丝和S-8018W焊条。焊接材料熔敷金属的力学性能和在应用于产品之前必须对该钢材Q450NQR1以及该钢材今后可能与之配合的B级钢、C级钢、包钢450MPa级乙字钢、09CuPCrNi-A及09V等材料进行焊接性能及抗裂试验,并选择与之匹配的焊接材料,确定合适的焊接工艺参数。表5焊接材料熔敷金属化学成分(%)检验项目S-8018W要求S-8018W复验SF-80W要求SF-80W复验CPS焊接2004(10)表6实心焊丝(TH550-NQ-A)熔敷金属化学成分(%)检验项目要求值实测值CSiSP392.2.2试

8、验结果(1)试件经外观检查合格。(2)进口焊接材料试验结果分析。使用韩国现代4焊接生产中的注意事项(1)对操作者进行理论及实际操作培训。使操作者公司生产的S-8018W焊条和SF-80W药芯焊丝分别焊接Q450NQR1+Q450NQR1,Q450NQR1+09CuPCrNi-A,Q450NQR1+09V组合的焊接试板,拉伸试样均断在接头母材热影响区上,格。侧弯大于120°无裂合格。经拉伸、(3)焊条焊接的Q450NQR1+-A,Q450NQR1+09V)冲击吸收功值低于27J外,其组合的焊接试板(-40它拉伸、侧弯、冲击试验各项性能指标均符合有关标准的要求。(4)抗裂试验结果。针对上

9、述材料组合的接头,使用进口及国产焊接材料分别在-5、0、+5条件下进行了67组抗裂试验,其中有18组试件在坡口上预涂了铁红醇酸底漆。经切取276块试片,对552个考核面进行观察,所有考核面未发现有表面裂纹、根部裂纹和断面裂纹。表7实心焊丝(TH550-NQ-A)熔敷金属力学性能。(2)S-,应按标准要求进行-,正式生产前焊工应,以便熟悉其工艺性能,同时注意焊机送丝压轮的压力不应过大。多层焊时应严格清理熔渣。(4)可以采取火焰矫正的方法消除焊接变形。以点状加热为宜。C级钢与Q450NQR1钢焊接时必须预热250350,预热范围为焊缝周围100mm以上,测温点距待焊处50mm以上。严格控制起弧收弧

10、处的质量并用砂轮修磨5结论(1)采用S-8018W焊条和SF-80W焊丝焊接Q450NQR1+Q450NR1、Q450NQR1+09CuPCrNi-A、Q450NQR1+09V材料之间的焊缝,焊接接头力学性能及抗裂性能都能满足要求。(2)新型铁路运煤敞车组焊中梁及其他梁件的节点焊缝必须采用S-8018W焊条或TH550-NQ-A实心焊丝。(3)采用ER44-8焊丝焊接Q450NQR1+09CuPCrNi-A、Q450NQR1+09V材料之间的焊缝,焊接接头力学检验项目s/MPab/MPa(%)AkV(-40°C)/J要求值实测值450510550600202347140性能及抗裂性能

11、满足要求。(4)采用J502WCu焊条焊接Q450NQR1+09CuPCrNi-A、Q450NQR1+09V材料之间的焊缝焊接接头抗拉强3焊接工艺评定度及抗裂性能满足要求,冲击功值较低,焊缝区平均冲击功值为10J。(5)采用ER55-8埋弧焊丝匹配SJ101焊剂焊接Q450NQR1+Q450NQR1材料之间的焊缝,焊接接头力为了验证上述试验结果,我们在11的模拟新型铁路运煤敞车中梁上进行了焊接工艺评定。在模拟中梁焊接过程中,发现使用SF-80W药芯焊丝焊接腹板(开坡口)与下盖板的焊缝和腹板与上盖板的角焊缝,焊缝中心产生裂纹。而使用S-8018W焊条、TH550-NQ-A实心焊丝焊接的焊缝均不产生裂纹。经分析认为,SF-80W药芯焊丝的渣系属酸性,含铜量较高,抗