焊工职业资格培训技巧-低合金结构钢焊接

1、低合金结构钢的焊接 知识点1：影响焊接性的因素 知识点1：影响焊接性的因素n影响焊接性的因素有四个：金属材料的种类、焊接方法、构件类型、使用要求。材料的种类及化学成分是主要的影响因素。 知识点2：碳当量计算公式的使用钢n碳当量就是把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换算成n碳的相当含量。可作为评定钢材焊接性的一种参考指示，对于碳钢和低合金结构n钢的碳当量，采用国际焊接学会推荐的计算公式：nCE=(C+Mn/6+ Cr+Mo+V/5 Ni+Cu/15 )此公式主要适用于中高强度的非调质低合金高强度钢(抗拉强度=500900MPa)。 知识点3：碳当量和焊接性的关系n经验表明：当CE060时，钢

2、材的淬硬冷裂倾向强，属于较难焊接的钢材，需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施。 知识点4：碳当量的局限性n碳当量只考虑了化学成分对焊接性的影响，没有考虑到焊接方法、构件类型、结构刚度、板厚、扩散氢含量和构件使用要求等因素的影响。因此，碳当量只是一个近似的焊接性间接估算方法。 知识点5：低合金高强度刚的强度等级n低合金高强度结构钢按屈服点等级分类 分为Q295、Q345、Q420、Q460五种。按质量等级分为A、B、c、D、E、五级，A级没有冲击韧度指示的要求，S P均0045；B，c，D，E级有冲击韧度指示的要求叫(s) (P)均0040O025。 知识点6：低合金结构钢的焊接性n低合金高强

3、度结构钢焊接时的主要问题是裂纹和脆化。n (1)焊接裂纹普通低合金高强度结构钢焊接时容易产生的裂纹是冷裂纹。冷裂纹主要发生在强度级别较高的厚板钢材结构。n (2)粗晶区脆化热轧、正火钢焊接时，热影响区中被加热到1100度以上的粗晶区，是焊接接头的薄弱区，冲击韧度也最低，即所谓脆化区。重点内容：碳当量就是把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换算成碳的相当含量。可作为评定钢材焊接性的一种参考指示，对于碳钢和低合金结构 知识点7、有淬硬倾向的低合金结构钢的焊接工艺特点n低合金结构钢的焊接工艺及特点如下：n 低碳钢中碳的含量低，碳当量约为035，焊接性优良，故在整个焊接过程中不需要特殊的工艺措施。只

4、有刚度大的结构件在低温条件下才可能出现裂纹，才需要预热。普通低合金钢焊接时淬硬性比低碳钢大一些，焊接性比低碳钢差，因此在焊接工艺上有较高的要求。n (1)预热焊前预热能降低焊后冷却速度，避免出现淬硬组织，减少焊接应力，是防止裂纹的有效措施，也有助于改善接头组织号性能，是低合金结构钢焊接时常用的工艺措施。n (2)控制热输入当焊接含碳量偏高的Q345(16Mn)钢时，为降低淬硬倾向，防止冷裂纹的产生，热输入应偏大一些。对于强度级别较高的低合金结构钢，淬硬倾向增大，应选择较大的热输入，但热输入不能过大，以免增大粗晶区脆化倾向。如果为防止裂纹而采取预热时，可采用小热输入焊接。小热输入可防止粗晶区脆化

5、，并能减少焊接应力。n (3)采取降低含氢量的工艺措施对于有淬硬倾向的钢种，要严格采取降低焊缝含氢量的措施：采用低氢型碱性焊条，严格按规范烘干焊条，清除焊丝表n面和坡口两侧的锈、水、油污等。n (4)后热后热是焊接后立即对焊件的全部(或局部)加热到150250度n或保温，使其缓冷的工艺措施，这是防止淬硬裂纹工艺措施。在低合金结构钢焊接时，后热主要用作消氢处理。消氢处理是焊后立即将焊接区加热到250350，保温26h，使焊缝中的扩散氢逸出焊缝表面的一种工艺措施，其消氢效果比低温后热更好。焊后及时热处理及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施n之一。n(1)预热焊前预热能降低焊后冷却速度，避免出现淬硬

6、组织，减少焊接应力，是防止裂纹的有效措施，也有助于改善接头组织号性能，是低合金结构钢焊接时常用的工艺措施。n (2)控制热输入当焊接含碳量偏高的Q345(16Mn)钢时，为降低淬硬倾向，防止冷裂纹的产生，热输入应偏大一些。对于强度级别较高的低合金结构钢，淬硬倾向增大，应选择较大的热输入，但热输入不能过大，以免增大粗晶区脆化倾向。如果为防止裂纹而采取预热时，可采用小热输入焊接。小热输入可防止粗晶区脆化，并能减少焊接应力。n n(3)采取降低含氢量的工艺措施对于有淬硬倾向的钢种，要严格采取降低焊缝含氢量的措施：采用低氢型碱性焊条，严格按规范烘干焊条，清除焊丝表面和坡口两侧的锈、水、油污等。n (4

7、)后热后热是焊接后立即对焊件的全部(或局部)加热到150250度或保温，使其缓冷的工艺措施，这是防止淬硬裂纹工艺措施。在低合金结构钢焊接时，后热主要用作消氢处理。消氢处理是焊后立即将焊接区加热到250350，保温26h，使焊缝中的扩散氢逸出焊缝表面的一种工艺措施，其消氢效果比低温后热更好。焊后及时热处理及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。 知识点8：决定预热温度的因素n屈服点在390MPa以下的低合金结构钢焊接时，一般可以不预热。只有在厚板、刚度大的结构且环境温度低的条件下，需预热至100150。屈服点在390MPa以上的低合金结构钢焊接时，一般不需要预热。 知识点9：低合金结构钢焊前预

8、热的应用范围n对于高碳钢梁、柱、构架等结构，在板厚为5070mm，环境温度不低于0时可以不预热，低于O度时需预热至100150度。预热温度决定于钢材的化学成分、板厚、焊件结构形状以及环境温度等0、随着碳当量、板厚、结构拘束度的增加和环境温度的降低，焊前预热温度要相应提高。采用局部预热时，预热范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍，不小于100MM。n 知识点10：低合金结构钢的焊后热处理n重点内容：Q295Q460这类热轧、正火钢一般焊后不进行热处理。只有在某些特殊情况下，才采用焊后热处理。如电渣焊焊缝及粗晶区晶粒粗大，焊后必须进行正火处理以细化晶粒，提高冲击韧度。n 对于压力容器壁厚达到规定厚

9、度(16MnR厚度大于30mm，15MnVR大于28mm。任意厚度的15MnVNR和18MnMoNbR)时，图样注明有应力腐蚀的容器以及要求尺寸稳定性的结构产品，焊后要进行消除应力热处理并改善组织性能。知识点11：窄间隙焊的优点n 重点内容：20世纪70年代后期发展应用的窄间隙焊，焊接厚板具有生产率高，焊接材料和能源消耗低的优点，而且由于热输入小，热影响区窄，更宜用于焊接性较差的低合金结构钢，如压力容器、锅炉水冷壁联箱及汽轮转子等低合金钢厚板结构。但窄间隙气体保护电弧焊有难以完全消除坡口侧壁的未焊透、未熔合和夹渣等缺点。知识点12：我国窄间隙埋弧焊的优点n 重点内容：窄间隙埋弧焊经过发展，一般

10、采用直径为3mm粗焊丝，间隙宽度为1535mm，克服了窄问隙气电焊的缺点。我国自行研制的双丝窄间隙埋弧焊，可用双丝或单丝，适应性较广，焊接钢板最大厚度可达250mm。板厚100mm时，双丝窄问隙埋弧焊的效率比一般埋弧焊提高一倍。 知识点13、Q345(16Mn)钢的成分和性能n 重点内容：Q345(16Mn)钢碳的质量分数为0120200A，锰的质量分数120160；屈服点为345MPa，抗拉强度为470630MPa。它比Q235多加入质量分数约l的锰，屈服点提高40左右，而且冶炼、加工性能和焊接性能都比较好，是我国目前产量最大、应用最广的低合金钢。 知识点14：Q345(16Mn)钢的焊条电

11、弧焊和埋弧焊焊接材料的选用n 1)焊条电弧焊时，采用强度等级为E50系列的结构钢焊条。应用最多的是碱性焊条E5015(J507)和E5016(J506)；对于要求不高的构件，也可采用酸性焊条：E5003(J502)。n 2)埋弧焊不开坡口时，可以采用t08MnA焊丝配合It143l；开坡口时应采用H10Mn2焊丝配合Itj431。n3)co2气体保护焊时，采用焊丝牌号为H08Mn2SiA。用c0：气体保护焊焊接Q345(16Mn)钢时，焊缝含氢量低，抗裂性能好。n 4)电渣焊时，焊丝采用H08MnMoA，焊剂采用HJ431。n 5)氩弧焊时，焊丝采用H10MnSi。n 由于Q345(16Mn)

12、钢在冶炼过程中是采用铝、钛等元素脱氧的细晶粒钢，n在不预热时，可选用较大的热输入进行焊接，避免出现淬硬组织。 知识点15、Q345(16Mn)钢的焊前预热n重点内容：Q345(16Mn)钢焊接前一般不必预热。厚度大的、刚度大的结构在低温下焊接时，需要预热，见表34。n表3-4 Q345(16Mn)钢的焊前预热温度n 板 厚 I 不同气温下的焊前预热温度n 16mm以下 J 不低于一IOC不预热，10预热100150n 1624mm I 不低于一5不预热，一5以下预热100150Cn 2540mm f 不低于0不预热，o以下预热100150Cn 40mm以上 l 均预热100150C知识点16、

13、Q390(15MnV)钢的成分和性能n 重点内容：Q390(15MnV)和Q390(15MnTi)属于Q390A钢。他们分别是在Q345(16Mn)钢的基础上加入质量分数为004012的v和质量分数为012020的Ti。钒和钛的加入，提高了钢的强度，同时又细化晶粒，减小钢的过热倾向。n Q390(15MnV)和Q390(15MnTi)钢碳的质量分数的上限比Q390(16Mn)低002，所以具有良好的焊接性。当板厚小于32ram，在0C以上焊接时，原则上可不预热。当板厚大于32ram或在0以下施焊时，应预热到100150C，焊后进行550560的回火热处理。 知识点17、Q390(15MnV)钢

14、埋弧焊焊接材料的选用n重点内容：常用的焊接方法都可用于Q390(15MnV)和Q390(15MnTi)钢的焊接。n 1)焊条电弧焊时，对于厚度不大、坡口不深的结构，可采用E5015(J507)焊条；厚度较大的结构应采用E5515一G(J557)焊条。对于不重要的结构，也可以采用E5003(J502)焊条。n2)埋弧焊时，对于厚度较小、焊后不用回火的焊件，可采用H08MnA的焊丝配合HJ43 1；对于厚度较大或坡口较深的焊缝，应采用H10Mn2或H08Mn2SiA焊丝配合HJ431或HJ350；对于特大厚度深坡口的焊缝，应采用H08MnM。A焊丝配合HJ431或HJ350。n 3)氩弧焊时，焊丝

15、采用H08Mn2SiA。n 4)电渣焊时，焊丝采用H08Mn2MoVA，焊剂采用HJ431。知识点18：18MnMoNb钢焊后热处理的工艺n 重点内容：18MnMoNb钢焊后一般要进行热处理。电渣焊后进行950980C正火，63067012回火。焊条电弧焊或埋弧焊后，进行回火或消除应力热处理，其加热温度为600640C。 知识点19、低合金结构钢按热处理状态分类：n1)热轧、正火钢屈服点为295490MPa的低合金高强度钢，都在热轧或正火状态下使用，属于非热处理强化钢。n 2)低碳调质钢。此类钢的屈服点为490980MPa，在调质状态下供货使用，属于热处理强化钢。n 3)中碳调质钢。此类钢的屈

16、服点一般在8801176MPa，钢中碳的质量分数较高，在02505之间。知识点20、低合金结构钢按用途分类n低合金结构钢按拥堵分为耐蚀钢、低温钢和珠光体耐热钢 知识点21：18MnMoNb钢的成分性能和使用温度n 重点内容：18MnMoNb钢碳的质量分数为017023，锰的质量分数为135165。钼的质量分数为045065，Nb的质量分数分数为00250050：屈服点不小=：490MPa，抗拉强度不小于635MPa，是中温层厚壁压力容器和锅炉用钢，可工作于450C以下的各种温度。 知识点22、18MnMoNb钢的使用状态n 重点内容：18MnMoNb钢的使用状态为正火加回火(950980CiE

17、)，保温时间152minmm；600650C回火，保温时间5-7minmm)，对于板厚特别大的，为保证综合力学性能，可在调质状态使用。 知识点23：18MnMoNb钢焊前预热温度n 重点内容：18MnMoNb的焊接性较差，焊接时具有一定的淬硬冷裂倾向。因此，焊前需要预热，预热温度为180250(：。焊后或中断焊接时，应立即进行250350：后热处理。n 当环境温度不太低时，18MnMoNb钢可以不预热进行气割，切口具有良好的n机械加工性能。n 18MnMoNb钢组装定位焊前应局部预热到180以上，否则会在热影响区产生微裂纹。知识点24、Q390(15MnTi)钢使用状态n 重点内容：Q390(

18、15MnTi)是正火状态下使用的钢种。n起弥散强化作用，因而对热的敏感性较大，适合采用较小的焊接热输入。n 理论试题精选n 261( )不是影响焊接性的因素。n A金属材料的种类及其化学成分n B焊接方法n C构件类型n D焊接操作技术n 262碳当量( )时，钢的淬硬冷裂倾向不大，焊接性优良。n A小于040 B小于050n C小于060， D小于080n 263国际焊接学会的碳当量计算公式只考虑了( )对焊接性的影响，而没有考虑其他因素对焊接性的影响。n A焊缝扩散氢含量 B焊接方法n C构件类型 D。化学成分n 264国际焊接学会推荐的碳当量计算公式适用于( )。n A高合金钢 B奥氏体

19、不锈钢n c耐磨钢 D碳钢和低合金结构钢n 265碳当量( )时，钢的淬硬冷裂倾向不大，焊接性优良。n A小于0400k， B小于O55nC小于065- D小于075，n266低合金强度用钢按热处理状态分类，30(：rMnSiA钢属于( )。n A正火钢 B热轧钢n C非热处理强化钢 D中碳调质钢n267( )不属于低合金专业用结构钢。n A耐蚀钢 B低合金低温钢n c珠光体耐热钢 D马氏体不锈钢n268低合金结构钢焊接时的主要问题是( )。n A应力腐蚀和接头软化n B冷裂纹和接头软化n C应力腐蚀和粗晶区脆化n D冷裂纹和粗晶区脆化n269( )不属于有淬硬冷裂倾向的低合金结构钢焊接工艺特

20、点。n A采取预热n B要控制热输入n C采取降低含氢量的工艺措施n D采用酸性焊条n270低合金结构钢电渣焊焊缝及粗晶区晶粒粗大，焊后必须( )以细化n 晶粒提高冲击韧度。n A正火处理 B退火处理n C回火处理 D淬火处理n271( )不是厚板窄间隙焊的优点。n A生产率高 B焊接材料和能源消耗低n c热输入小 D不易产生夹渣n272我国窄间隙埋弧焊焊接钢板最大厚度可达( )mm。n A250 B。300 C350 D400n273Q345(16Mn)钢埋弧焊对接开坡口时，可以采用( )焊丝配合n tj43l焊剂。n A1_108 Mn2SiA BH08 CrMoAn CI-108A DH

21、10Mn2n274板厚16ram以下的Q345(16Mn)钢焊接环境温度( )以下预热n 100150C。n A5 B0 C 一5 D 一10n275低合金高强度结构钢15MnVN属于( )。n AQ345 BQ390 CQ420 DQ460n276低合金结构钢采取局部预热时，预热范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍，且不小于( )mm。n A100 B200 C300 D400n277焊后正火处理加热温度在( )点以上3050，保温时间按厚度每n 毫米12min计算。n AA， BAcl CAc3 DAcmn27816Mn钢属于( )钢。n AQ275 BQ295 cQ345 DQ390n27918MnMoNb钢是中温厚壁压力容器和锅炉用钢，最高工作温度可达( )。n A400 B450 C500 D600n28018MnMoNb钢焊条电弧焊或埋弧焊焊后，要进行回火或消除应力热处理，其加热温度为( )。n A400。450 B500550 C600650 D700750n28115MnV钢属于( )钢。n AQ345 BQ42