汽车故障诊断技术

1、任务7.2 低合金高强度钢焊接,学习目标,1、掌握低合金高强度结构钢的焊接性和焊接工艺。 2、了解Q345(16Mn)焊接加工制作工艺 3、掌握汽车起重机的活动支腿焊接操作要领,完成汽车起重机的活动支腿焊接训练,工作任务,低合金高强度结构钢含碳量为0.1%-0.25%，是在碳钢的基 础上加入了小于5%的合金元素，加入主要合金元素锰、硅、 钒、铌和钛等；它的含合金总量3%。 按强度分为300、350、400和450MPa等4个级别，主要有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460等。 按质量等级分为A、B、C、D、E级。其特点是强度高，塑性、韧性良好，焊接及加工性能较好，广泛应用于压力容器

2、、车辆、船舶、桥梁和其他金属结构。,一、低合金高强度结构钢的焊接性,低合金高强钢的焊接性主要取决于化学成分。 强度级别较低的300400Mpa级的低合金结构钢，钢中合金元素含量较少，其焊接性较好，接近于普通低碳钢，在一般情况下，焊接时不必采用特殊工艺措施。,随着钢材强度级别的提高，钢中合金元素含量相应提高，钢材的淬硬倾向增大。,1、焊接时易出现的主要问题是：,（一）热裂纹是低合金高强度钢焊接中比较常见的焊接缺陷，它不但可以出现在焊缝中，也可出现在熔合区及其附近的热影响区中，具体表现为焊缝金属的结晶裂纹和熔合区附近的液化裂纹，其敏感性随钢种的不同而变化。,1、热裂纹的防止措施,(1) 冶金措施

3、1)低合金钢焊接接头中热裂纹的形成主要归因于冶金因素，因此从冶金技术上采取措施是防止热裂纹最有效的手段。,2)若焊接结构的母材已选定，且C、S和P含量超过了以上限制，则应采用低碳、低硫的焊接材料来调整焊缝金属的成分。 3)在焊丝成分的设计上应注意避免采用易形成低熔点共晶的合金元素，而适当加入Mo、W和V等能细化焊缝金属晶粒的合金元素，从而提高焊缝的抗裂性能。 4)采用碱性药皮焊条或焊剂焊接的焊缝金属，与采用酸性药皮焊条或焊剂相比，具有较高的抗热裂纹的能力。,（2）工艺措施,除了冶金措施之外，工艺措施也是防止焊接热裂纹的重要手段，主要涉及接头类型、工艺参数以及预热等。 1) 设计合理的坡口形状和

4、几何尺寸，规定适当的接头装配间隙，以降低母材在焊缝金属中所占的比例。 2) 调整焊接参数，如降低焊接电流，以增大焊缝的成形系数，即增大熔宽与熔深的比例。 3) 降低焊接热输入，加快焊接速度，从而提高焊缝金属的结晶速度，以降低晶间偏析的程度。 4) 正确控制焊前的预热温度及多层焊的层间温度。,（二）冷裂纹,低合金高强钢焊接时，常在热影响区产生冷裂纹，有时也产生在焊缝金属内。 一般产生冷裂纹的三个主要因素是：裂缝金属内残留的扩散氢、热影响区或焊缝金属硬组织、焊接残余应力。 焊接低合金高强度钢时，氢的主要来源是焊条药皮中的水分和破口表面的水分、油污等杂质。这些物质在电弧高温作用下分解出氢，溶解在熔池

5、金属内，熔池冷却凝时氢来不及逸出，残留在焊缝内。,另外，焊接低合金高强度钢的一个重要特点是热影响区有较大的淬硬倾向，随强度等级的提高、含碳元素或合金元素含量增多，其淬硬性也增大。当焊接浮大焊件或冷却速度过快时，热影响区或焊缝金属更容易产生淬硬组织。 焊接时由于不均匀的加热和冷却以及构件本身的拘束作用，在焊缝内仍然会产生很大的残余应力。所以，低合金高强度钢焊接时有较大的冷裂倾向,冷裂纹的防止措施,(1) 采用低强度的熔敷金属 焊接低合金高强钢时，采用焊缝金属强度比母材低的焊接材料，能大大提高整个接头的抗冷裂性，母材的强度愈高，其效果愈明显。 (2) 建立低氢的焊接环境 氢是低合金高强度钢焊接产生

6、冷裂纹的主要因素之一，因此建立低氢的焊接环境对于防止冷裂是至关重要的。,(3) 选择低氢的焊接方法 采用CO2气体保护焊或富氩的混合气体保护焊可显著降低焊缝金属的含氢量。 (4) 焊前预热 焊前预热是防止低合金钢接头产生冷裂纹的最有效措施之一，在低合金钢焊接中应用最为普遍。 (5) 焊后低温热处理 焊后低温热处理是指焊接结束后将焊件或整条焊缝立即加热到150250温度范围，并保持一定的时间。,二、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，焊接工艺的制定需要理论和实践的指导。 一般来讲，通过对被焊母材的焊接性分析，针对焊接中容易出现的问题和产品的技术要求来制定焊接工艺。

7、主要包括焊接方法的选择、焊接材料的确定、接头形式的设计、焊接参数的确定，以及采取相应的预热或焊后热处理措施等。,三、常用低合金钢推荐的预热温度范围,四、焊后热处理,(1)焊后低温热处理 如前所述，焊后低温热处理是在焊接结束后将焊件或整条焊缝立即加热到150250温度范围内并保持一段时间的一种处理工艺，主要目的是降低接头在低温转变区的冷却速度，以降低接头的冷裂倾向。 (2) 消除应力处理 这种焊后热处理措施主要用于板厚较大、焊接残余应力较大、低温工作、承受动载荷或有应力腐蚀要求，以及尺寸稳定性要求的结构。,(3) 焊后正火处理 对于正火钢的焊接接头来讲，处于过热区的部位由于承受较高的温度而破坏了

8、具有良好综合性能的正火态组织，使其回到了正火前的热轧状态，通过焊后正火处理，可以使组织再恢复到焊前状态。 (4) 焊后调质处理 当低合金高强度钢的强度级别达到500MPa时，焊后调质处理可以提高接头的强度和韧性。,五、几种低合金高强度钢的焊后热处理温度,一、焊前准备,1、选用E5015型焊条，直径为3.2mm和4.0mm。 2、选用焊丝wc506,直径1.2mm。 3、准备包边机，切割机、直流弧焊机和二氧化碳焊机等设备。,二、备料,将Q345（16Mn）钢板按图样尺寸用切割机下料并开破口，下料时，要考虑到钢板受热后的收缩量，要留千分之一的收缩量。 在接口待焊处30mm范围内进行表面清理铁锈和污物处理。,三、装配和定位,将下好的料按图纸要求进行装配，每隔 200mm左右进行定位焊，定位焊长度为 20mm。,四、焊接,五、产品检验,1、焊件几何尺寸 由于经过装配