焊接构件用钢材料选择及其说明

化学成分 %
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
0.22
0.3
0.5 0.045 0.045
0.2 0.09
0.5
1.7 0.035 0.035
0.5
1.8 0.02 0.01 0.5
0.5
0.09
0.5
2.0 0.02 0.01 0.8
0.7
0.12
0.5
0.2
1.0
0.6 0.03 0.03 1.6 0.03 0.03
材料可塑性指的是其冷作成形能力，如冲压成型、钣金折弯等。深冲不在本文考虑范 围内。
二、焊接构件用材料选择
材料选用见表 1，材料化学成份见表 2.
表 1：材料适用性一览表
钢种
最常见牌号
屈服强度 等级 Mpa
载荷
工作条件
温度
介质
相关说明
碳素结构钢 Q235
235
非主载件
常温
非腐蚀
低合金高强钢 Q345
0.08-0.15 0.17-0.37 0.4-0.7 0.03 0.03 0.3-0.6 0.25-0.35 0.08-0.15 0.17-0.37 0.4-0.7 0.03 0.03 0.9-1.2 0.25-0.35
0.15-0.3 0.15-0.3
三、几点说明
1、数据来源 材料化学成份数据分别取自 GB/T699‐2015、GB/T1591‐2008、GB/T3077‐2015、GB/T
355
主载构件
常温
海洋气氛
耐磨钢
NM300 NM360
900
/
常温
非腐蚀 耐磨性高
980
/
常温
非腐蚀
场合
低温钢
12CrNi3 08Ni3DR
320
主载构件 -60℃以上 非腐蚀
320
主载构件 -60℃以上 非腐蚀
06Cr19Ni10
205
非主载件 -100℃以上 海洋气氛
不锈钢
06Cr18Ni11Ti
345
主载构件
常温
非腐蚀
低焊接裂纹敏 Q460CF 感性高强钢 Q550CF
460
主载构件
常温
非腐蚀 可焊性要
550
主载构件
常温
非腐蚀 求高场合
370L 汽车大梁用钢
510L
245
非主载件
常温
非腐蚀 要求冲压
355
主载构件
常温
非腐蚀 成型场合
Q235NH 耐候性结构钢
Q355NH
235
非主载件
常温
海洋气氛
疲劳载荷安全系数:低强度钢 n‐1=1.5‐1.8；高强钢 n‐1=1.8‐2.5。
在冲击载荷较大的情况下，安全系数应放大 2‐3 倍。 3、材料焊接简要说明
材料可焊性指标最直接、最可靠的方式是通过工艺试验来获得，间接方法是根据 材料化学成份来计算，如碳当量 Ceq 和焊接裂纹敏感指数 Pcm。
当 Ceq≤0.4%时，焊接性好； 当 Ceq=0.4~0.6%时，焊接性尚可，厚板焊前需适当预热； 当 Ceq≥0.6%时，焊接性较差，属难焊材料，需焊前预热或Baidu Nhomakorabea后缓冷。 本文下表只附材料 Pcm。 Pcm 小于等于 0.2 的材料，正常情况下不会出现焊接冷裂纹；Pcm 大于 0.2 的材 料，当板厚达到一定程度时，存在一定裂纹敏感性焊前需要预热，如 Q550CF、NM300、 NM360 这几种材料，尤其是 NM360。 低温钢焊后要进行高温回火处理，确保其低温韧性。 热强钢焊后也要进行回火处理，确保其高温强度。
205
主构件 -100℃以上 稀酸
06Cr17Ni12Mo2Ti 205
主构件 -100℃以上 海水
热强钢
12CrMoV 12Cr1MoV
220
非主载件 500℃以下 非腐蚀
245
主构件 500℃以下 非腐蚀
表 2 焊接构件常用材料化学成分
钢材牌号
Q235 Q345 Q460CF Q550CF 370L 510L Q235NH Q355NH NM300 NM360 12CrNi3 08Ni3DR 06Cr19Ni10 06Cr18Ni11Ti
0.10 0.08
0.15-0.35 0.3-0.8 0.015 0.005
1
2 0.045 0.03 18-20
0.08
1
2 0.045 0.03 17-19
Ni
Ti
1.5
0.05
1.8
0.05
0.60
0.60
0.5
0.05
0.5
0.05
2.75-3.15
3.2-3.75
8.0-11.0
9.0-12.0 5C-0.7
3531‐2014、GB/T 4171‐2008、GB/T 24186‐2009、GB/T3273‐2005、YB/T 4137‐2013 标准。 2、安全系数选择
根据设计手册，静载荷拉应力安全系数:低强度钢 ns=1.4‐1.8；高强钢 ns=1.7‐2.2；
以屈服强度为基数。承受弯曲应力情况会比拉应力好一些，许用应力可以提高 15‐20%。
环境温度分为常温、低温和高温；高温以 500℃为极限，低温以‐100℃为极限。更高或 更低温度不在本文考虑范围内。
这里介质分为非侵蚀介质、海洋气氛、稀弱酸和海水四种。高腐蚀介质不在本文考虑 范围内。
材料可焊性包括工艺可焊性和使用可焊性；工艺可焊性指的是材料实现焊接的难易程 度，低碳合金钢主要问题在于焊接冷裂纹，不朽钢主要问题在于焊接热裂纹。使用可焊性 指的是焊接接头的使用性能达到母材的程度，如机械性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能。 为了便于读者选用，本文推荐的材料其碳当量均小于 0.6，就是说可焊性还算可以的。
焊接构件用钢材料选择及其说明
一、材料选用依据及原则
焊接构件的应用越来越广泛，三分之一的钢铁产品要经过焊接加工，不同的工作状况 应选择不同的材料，这个无疑是重要。
焊接构件使用材料的选择，不但要根据其受力情况、环境温度和介质，而且还要考虑 到其可焊性、可塑性等工艺性能。
受力情况分静载荷和交变载荷两种，同时还要考虑到有无冲击载荷。载荷大小分为轻 载、中载和重载。为了简化方面选择，这里简化为主要受力构件（主载件）和非主要受力 构件两种（非主载件），非主要受力构件承受轻载荷，也不需要强度计算。
0.13
0.1-0.4 0.2-0.6 0.03 0.03 0.4-0.8
0.16 0.23
0.5
0.5-1.5 0.03 0.03 0.4-0.8
0.7
1.6 0.025 0.015 0.7
0.4
0.25
0.7
1.6 0.025 0.015 0.8
0.5
0.10-0.17 0.17-0.37 0.3-0.6 0.03 0.03 0.6-0.9
V 0.08 0.1
0.05
Nb
B/Cu
0.1 0.12
0.003 0.005
Cu:0.25-0.55 Cu:0.25-0.55 0.0005-0.006 0.0005-0.006
06Cr17Ni12Mo2Ti 0.08
1
2 0.045 0.03 16-18
2-3
10-14 ≥5C
12CrMoV 12Cr1MoV