低合金高强度钢的焊接工艺

1、低合金高强度钢的焊接工艺焊接方法的选择氩弧焊、气电立焊、电渣焊等全部常用的熔焊及压焊方法焊接。具体选用何种焊接方法取决于所焊产品的构造、板厚、堆性能的要求及生产条件100mm要求。焊接材料的选择性到达产品的技术要求，同时还应当考虑抗裂性及焊接生产效率等。由于低合金高强度氢致裂纹敏感性较强，因此，选择焊接材料时应优先承受低氢焊条和碱度适中的埋弧焊焊剂。焊条、焊剂使用前应按制造厂或工艺规程规定进展烘干。为了保证焊接接头具有与母材相当的冲击韧性，正火钢与控轧控冷钢焊接材料优先选用高韧性焊材，配以正确的焊接工艺以保证焊缝金属和热影响区具有优良的冲击韧性。焊接热输入的把握的组织组成，并最终影响焊接接头的

2、力学性能及抗裂性。屈服强度不超过500MPa其焊缝金属则具有优良的强韧性。而针状铁素体组织的形成需要把握焊接冷却速度。因此为了确保焊缝金属的韧性，不宜承受过大的焊接热输入。焊接操作上尽量不用横向摇摆和挑弧焊接，推举承受多层窄焊道焊接。热影响区组织的脆化或软化都与焊接冷却速度有关。由于低合金高强度钢的强度及板厚范围都较宽，合金体系及合金含量差异较大，焊接时钢材的状态各不一样，很难对焊接热输入作出统一的规定。各种低合金高强度钢焊接时应依据其自身的焊接性特点，结合具体的构造形式及板厚，选择适宜的焊接热输入。热输入。含碳量较低的热轧钢09Mn2、09MnNb以及含碳量偏下限的16Mn16Mn淬硬倾向，

3、防止冷裂纹的产生，焊接热输入应偏大一些。490MPa18MnMoNb 裂纹的产生。接热影响区的软化，提高热影响区韧性，应承受较小的热输入焊接，使焊t 把握在 10s8/5预热及焊道间温度预热可以把握焊接冷却速度，削减或避开热影响区中淬硬马氏体的产及合理的预热温度，都需要认真考虑或通过试验确定。碳当量、板厚、焊件构造外形和要的中间消氢热处理。焊接后热及焊后热处理焊接后热及消氢处理150250300400加热温度范围内保温一段时间。两种处理的目的都是加速焊接接头中氢的集中逸出，消氢处理效果比低温后热更好。焊后准时后热及消氢处理是防止焊14MnMoV、18MnMoNb焊工劳动强度，而且还可以承受较低

4、的焊接热输入使焊接接头获得良好的综合力学性能。对于厚度超过 100mm 的厚壁压力容器及其它重要的产品构层焊氢的积聚而导致的氢致裂纹。焊后热处理响区的晶粒粗大，焊后必需进展正火处理以细化晶粒。某些焊成的部件在热校和热整形后也需要正火处理。正火温度应把握在钢材 Ac33012min/mm壁受压部件经针火处理后产生较高的内应力，正火后应作回火处理。消退应力处理，焊后需要进展消退应力处理。此外，对于冷裂纹倾向大的高强钢，也要焊后准时进展消退应力处理。消退应力热处理是最常用的松弛焊接剩余应力的方法，该方法是将焊件Ac1300最终焊件在炉外空冷。合理的消退应力热处理工艺可以起到消退内应力并改善接头的组织

5、与性能的目的。对于某些含 V、Nb 的低合金钢热影响区和焊缝金属，如焊后热处理的加热温度和保温时间选择不当，会因碳、氮化合物的析出产生消退应力脆化，降低接头韧性。因此应恰当地选应力热处理的加热温度不应超过母材原来的回火温度，以免损伤母材性 能。4.1 焊接材料的选择选择焊接材料的目的是使焊缝无缺陷和满足焊接接头的使用性能。1选择相应强度级别的焊接材料2考虑熔合比和冷却速度的影响3必需考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响4满足焊缝对特别性能的要求4.2 焊接工艺参数确实定1E焊接线能量确实定主要打算于过热区的脆化和冷裂两个因素。各类钢的脆化倾向和冷裂倾向不同，所以对线能量的要求也不同。2预热焊接时

6、进展预热的目的是防止裂纹和适当地改善焊接接头性能。预热温度确实定较简洁，它与以下多种因素有关：材料的成分冷却速度构造的拘束度含氢量焊后热处理3焊后热处理4.1 焊接材料的选择选择焊接材料的目的是使焊缝无缺陷和满足焊接接头的使用性能。1选择相应强度级别的焊接材料2考虑熔合比和冷却速度的影响3必需考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响4满足焊缝对特别性能的要求4.2 焊接工艺参数确实定1E焊接线能量确实定主要打算于过热区的脆化和冷裂两个因素。各类钢的脆化倾向和冷裂倾向不同，所以对线能量的要求也不同。2预热焊接时进展预热的目的是防止裂纹和适当地改善焊接接头性能。预热温度确实定较简洁，它与以下多种因素有关

7、：材料的成分冷却速度构造的拘束度含氢量焊后热处理3焊后热处理热扎正火钢一般焊后不需要热处理，但对于抗应力腐蚀的焊接构造、低温热扎正火钢一般焊后不需要热处理，但对于抗应力腐蚀的焊接构造、低温下使用的焊接构造及厚壁高压容器，焊后需要消退应力的高温回火。原则：不要超过母材原来的回火温度，以免影响母材本身的性能；回火避开脆性温度区间。下使用的焊接构造及厚壁高压容器，焊后需要消退应力的高温回火。原则：不要超过母材原来的回火温度，以免影响母材本身的性能；回火避开脆性温度区间。2.11含碳量都较低而含锰量都较高，所以它们的 Mn/S 比都能到达防止发生热裂纹的要求，具有较好的抗热裂性能。2Mn/S比就可能低

8、于要求而消灭热裂纹。2.2从材料本身看，淬硬组织是引起冷裂纹的打算因素。焊接时是否形成对氢致裂纹敏感的组织是评定材料焊接性的一个重要指标。不同成分钢材的冷裂纹敏感性，可以通过反映钢材焊接热影响区淬硬倾向的模拟焊接热影响区连续冷却转变SHCCT曲线来进展分析比较。2.11含碳量都较低而含锰量都较高，所以它们的 Mn/S 比都能到达防止发生热裂纹的要求，具有较好的抗热裂性能。2Mn/S比就可能低于要求而消灭热裂纹。2.2从材料本身看，淬硬组织是引起冷裂纹的打算因素。焊接时是否形成对氢致裂纹敏感的组织是评定材料焊接性的一个重要指标。不同成分钢材的冷裂纹敏感性，可以通过反映钢材焊接热影响区淬硬倾向的模

9、拟焊接热影响区连续冷却转变SHCCT曲线来进展分析比较。热轧钢：碳当量都比较低，除环境温度很低或钢板厚度很大，一般状况下其裂纹倾向都不大。正火钢：碳当量不超过 0.5时，淬硬倾向比热轧钢大，但不算严峻，焊接性尚可，但对于厚板往往需要进展预热。当碳当量大于 0.5时钢的淬硬倾向和冷裂倾向渐渐增加。防止措施：严格把握线能量、预热和焊后热处理等。2.32.31C-MnMn-Si16Mn；2正火钢中有一些含有强碳化物形成元素，但实践证明它对再热裂纹不15MnVN；3正火+回火钢，如 18MnMoNb、14MnMoV 则有略微的再热裂纹敏感性，可提高预热温度和焊后马上后热来防止再热裂纹的产生。2.4层状

10、撕裂的产生不受钢种和强度的限制，它主要发生于厚板构造中在热影响区或远离热影响区的母材中。在低碳钢、热轧、正火钢中都可能发生层状撕裂。一般板厚小于 16mm 时就不简洁发生层状撕裂。一般认为 Z 向1C-MnMn-Si16Mn；2正火钢中有一些含有强碳化物形成元素，但实践证明它对再热裂纹不15MnVN；3正火+回火钢，如 18MnMoNb、14MnMoV 则有略微的再热裂纹敏感性，可提高预热温度和焊后马上后热来防止再热裂纹的产生。2.4层状撕裂的产生不受钢种和强度的限制，它主要发生于厚板构造中在热影响区或远离热影响区的母材中。在低碳钢、热轧、正火钢中都可能发生层状撕裂。一般板厚小于 16mm 时

11、就不简洁发生层状撕裂。一般认为 Z 向收缩率20，钢材就可以避开层状撕裂。合理选用层状撕裂敏感性较低的钢材(如 Z 向钢)，改善接头形式以及降低钢板 Z 向所承受应力应变，在满足产品使用要求前提下选用强度级别较低的焊接材料或预堆低强焊缝，承受预热及降氢等措施，都有利于防止层状撕裂。3焊接热轧钢和正火钢时，存在过热区脆化问题，此外，在一些合金元素含量低的钢中，有时还会消灭热应变脆化问题。1过热区的脆化奥氏体严峻长大魏氏体、粗大马氏体、混合组织、MA难熔质点的溶入。热轧钢焊接线能量过大：导致冷速过慢，过热区将因晶粒长大或消灭魏氏组织等焊接线能量过大：导致冷速过慢，过热区将因晶粒长大或消灭魏氏组织等

12、而使韧性降低；焊接线能量过小：由于过热区组织中马氏体比例增大而使韧性降低，这在含碳量偏高时较明显。正火钢V、Nb焊接时线能量过大：会导致过热区沉淀相固溶，这时 V、Nb 的碳、氮化合物细化晶粒、抑制奥氏体长大的作用大大减弱，过热区奥氏体晶粒显著长大，冷却过程中可能产生一系列不利的组织转变，如魏氏体、粗大的马氏体、塑性很低的混合组织铁素体、高碳马氏体和贝氏体和 M-A 组元，再加上过热区金属碳、氮固溶量的增加，导致过热区韧性降低和时效敏感性增加。含钛正火钢(Ti而使韧性降低；焊接线能量过小：由于过热区组织中马氏体比例增大而使韧性降低，这在含碳量偏高时较明显。正火钢V、Nb焊接时线能量过大：会导致

13、过热区沉淀相固溶，这时 V、Nb 的碳、氮化合物细化晶粒、抑制奥氏体长大的作用大大减弱，过热区奥氏体晶粒显著长大，冷却过程中可能产生一系列不利的组织转变，如魏氏体、粗大的马氏体、塑性很低的混合组织铁素体、高碳马氏体和贝氏体和 M-A 组元，再加上过热区金属碳、氮固溶量的增加，导致过热区韧性降低和时效敏感性增加。含钛正火钢(TiO.22)线能量过大时：过热区的 TiN、TiC 都向奥氏体内溶入。由于钛的集中力气低，在随后的冷却过程中，即使大线能量条件下也来不及析出而停留在铁素体中，显著提高了铁素体的显微硬度，降低了材料的冲击韧性。预防措施：承受小线能量，抑制 TiN、TiC 向奥氏体内溶入，即便

14、生成马氏体，也由于一局部 TiC 来不及溶入奥氏体而得到韧性较好的低碳马氏体。2热应变脆化200-400区发生脆化。产生缘由：一般认为这种脆化是由于碳、氮原子聚拢在位错四周，对位错造成钉扎作用所造成的。造成钉扎作用所造成的。发生材质：固溶氮含量较高的低碳钢和强度级别不高的低合金钢中。如造16Mn、16MnC(热轧钢)就具有确定的热应变脆化倾向。A1、Ti、V减弱。消退措施：焊后消退应力退火4热轧钢和正火钢进展焊接时，对焊接方法没有特别要求，只对焊接材料的选择和工艺参数确实定进展争辩。4.1选择焊接材料的目的是使焊缝无缺陷和满足焊接接头的使用性能。1选择相应强度级别的焊接材料2考虑熔合比和冷却速

15、度的影响3必需考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响4满足焊缝对特别性能的要求4.2发生材质：固溶氮含量较高的低碳钢和强度级别不高的低合金钢中。如造16Mn、16MnC(热轧钢)就具有确定的热应变脆化倾向。A1、Ti、V减弱。消退措施：焊后消退应力退火4热轧钢和正火钢进展焊接时，对焊接方法没有特别要求，只对焊接材料的选择和工艺参数确实定进展争辩。4.1选择焊接材料的目的是使焊缝无缺陷和满足焊接接头的使用性能。1选择相应强度级别的焊接材料2考虑熔合比和冷却速度的影响3必需考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响4满足焊缝对特别性能的要求4.21E焊接线能量确实定主要打算于过热区的脆化和冷裂两个因素。各类钢的脆化倾向和冷裂倾向不同，所以对线能量的要求也不同。2预热焊接时进展预热的目的是防止裂纹和适当地改善焊接接头性能。预热温度确实定较简洁，它与以下多种因素有关：材料的成分材料的成分冷却速度构造的拘束度