高强钢焊接工艺的研究
Q420高强钢焊接工艺的研究
Q420高强钢焊接工艺的研究高强钢是一种具有优良力学性能的金属材料,在航空、航天、汽车、船舶等工业领域有着广泛的应用。
其焊接工艺研究对于提高焊接接头的性能和可靠性具有重要意义。
本文将探讨Q420高强钢焊接工艺的研究,主要包括焊接方法、焊接技术和焊接参数的优化等方面。
首先,焊接方法是研究焊接工艺的基础。
常用的高强钢焊接方法包括手工电弧焊、氩弧焊、埋弧焊、激光焊等。
不同的焊接方法适用于不同的焊接条件和需求。
例如,手工电弧焊适用于返修等小面积焊接,氩弧焊适用于焊接薄板等狭缝焊接,埋弧焊适用于焊接大型结构件等。
通过选择适合的焊接方法,可以提高焊接接头的质量和生产效率。
其次,焊接技术是研究焊接工艺的核心。
高强钢焊接技术包括预热、焊接顺序、焊接速度、焊接温度控制等。
预热是为了减少焊接应力和提高焊接接头的冷裂纹抗性。
焊接顺序是为了避免过高的焊接温度和应力集中。
焊接速度是为了控制热输入和焊接金属的冷却速度,以避免产生过多的残余应力。
焊接温度控制是为了保障焊接接头的性能。
通过采用合理的焊接技术,可以获得高强钢焊接接头的良好性能。
最后,焊接参数的优化也是研究焊接工艺的重要内容。
焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度等。
这些参数的选择直接影响到焊接接头的质量和性能。
例如,过高的焊接电流和电压会导致焊接接头产生太大的焊接温度和残余应力,从而降低焊接接头的强度和韧性。
通过优化焊接参数,可以提高焊接接头的质量和可靠性。
综上所述,Q420高强钢焊接工艺的研究需要关注焊接方法、焊接技术和焊接参数的优化。
只有通过合理选择焊接方法、精确控制焊接技术和优化调整焊接参数,才能够获得高强钢焊接接头的良好性能,满足工程需求。
同时,还需要加强对焊接过程中的激光辐射、焊接残余应力等问题的研究,以进一步提高高强钢焊接接头的质量和性能。
船用高强钢双丝埋弧焊工艺研究
90 0
15 00
50 5 50 2
后幺 幺
2 试 验钢 板 、
钢板 牌号 :C S D 3 C H 6
钢 板 厚度 :T 2m 、T 3m =Om =Om
试 板 尺寸 :2 0 l 0 * 0* O0 T
交货 状态 :控 轧 钢 板 按 C S《 料 与焊接 规范 》验 收 ,验 收结 果如 下表 : C 材
双 丝 或多 丝埋 弧焊 无 疑是 ・种 较 先进 的高效焊 接 方法 :
一
、
试验研 究方案
起 到 补 充 填 充 和 改 善 成 形 的 作 用 。前 丝采用 直流 反极 、大 的焊 有 利 于增大熔 深 。其 中 ,电流密
据 CS《 C 材料 与 焊接规 范 》 可 之 3 14 3 接 工艺规 程对 钢 . .. 焊
工作量。
( ) 当 采 用 热 输 入 大 于 3
5 K / m 的焊 接方 法 时 ,焊 接 工 0J c 艺仅 可覆 盖 于试验 母材 韧性 等 级
因此 ,选择 双 丝在埋 弧 焊焊
相 同,强 度低 一个 级 别 的钢 材 。 后余 高过 大 ,而不符 合船 舶焊缝 ” 表 面质 量要 求 。 见 C/ 30 《 ( BT 82 船 体 焊 缝 表 面 质量 检 验 要 求 》 同 ) 时,较 大 的后丝 电弧 电压可适 当 增 大焊 缝 宽度 ,改善焊 缝成 形 ,
E1 2 65 T= 0
1 0 7 1 2 2 5 20 l 7 2 6 8 1 2 7 0 0 9 1 21 8 2 0 99 0 1 6 7 1 5 2 21 0 1 2 7 7 1 5 7 l 6 6 1 5 2l 6 7 1 8 7 3 21 2l 2 3 2 5 21 6 8 2 2 9 22 9 21 2l 1 0 8 1 4 5 8 1 5 8
Q420高强钢性能分析与焊接工艺评定[1]
Q242.0高Q强4钢2性0能焊分接析与性焊接试工验艺评定
• Ceq(IIW)=C+
(1)
• Ceq(JIS)=C+
(2)
根据JGJ81-2002规定:钢材碳当量小于 0.38,焊接难度一般;在0.38~0.45范围 内,焊接程度较难。
Q242.0高Q强4钢2性0能焊分接析与度区分原则
焊接难度影响
焊接难度
因素
一般
较难
难
节点复杂程度 和拘束度
简单对接、角 接,焊缝能自
由收缩
复杂节点或已 施加限制
收缩变形的措 施
复杂节点或局 部返修条件 而使焊缝不能 自由收缩
板厚 (mm)
t<30
30≤t≤80
t>80
受力状态
一般静载拉、压
静载且板厚方向受 拉或间接动载
直接动载、抗震设 防烈度大于8度
3.焊接工艺评定的相关内容
目的
验证拟定的焊接工艺方案是否正确 为制定焊接作业指导书提供可靠依据
依据※
• 选好规程事半功倍 Q420焊接工艺评定-JGJ81-2002《建筑钢 结构焊接技术规程》( ?)
编制焊 接工艺 指导书
3.Q焊420接高强工钢艺性能评分析定与的焊接相工关艺评内定容
焊接工艺评定程序
(10)角焊缝 焊角尺寸hf过大
Q442.0高Q强4钢2性0焊能分接析与工焊艺接工评艺定评定
图 T形接头双面坡口
• hf≈t/2时,T形试样弯曲合格。
Q442.0高Q强4钢2性0焊能分接析与工焊艺接工评艺定评定 下图为试样120°弯曲后情况
图 hf较大的T形接头
图 hf较小T形接头
Q420高强钢性能分析与焊接工艺评定
合金铸钢与高强度耐磨钢焊接工艺研究
合金铸钢与高强度耐磨钢焊接工艺研究发布时间:2023-01-04T03:10:31.884Z 来源:《新型城镇化》2022年23期作者:黄东莹[导读] 针对 WH60A 高强度钢板与铸钢 ZG34CrNiMo 的异种钢之间的焊接难点,通过对材料焊接性能的分析,确定了相应的焊接工艺及参数,实现了碳当量高、淬硬倾向性强、尺寸较厚的高强度钢板与铸钢间的顺利焊接,满足了实际生产的需要。
百色皓海碳素有限公司广西百色 533000摘要:针对 WH60A 高强度钢板与铸钢 ZG34CrNiMo 的异种钢之间的焊接难点,通过对材料焊接性能的分析,确定了相应的焊接工艺及参数,实现了碳当量高、淬硬倾向性强、尺寸较厚的高强度钢板与铸钢间的顺利焊接,满足了实际生产的需要。
关键词:异种钢;焊接工艺;WH60A 高强度钢合金铸钢为刮板输送机中部槽槽帮常用的一种耐磨材料,如 ZG30SiMn、ZG30SiMnMo,具有良好的强度和耐磨性能。
宝钢、舞钢、山钢生产的高强度耐磨钢 NM360 ~ NM50,日本新日铁公司生产的 JFE 系列钢,瑞典SSab钢铁公司生产的Hardox系列钢等,都具有良好的耐磨和耐冲击性,广泛应用于煤矿机械、工程机械等行业,如刮板输送机中部槽中板、底板等。
以上 2 种钢材由于机械性能优异,含碳量及合金元素较高,在焊接过程中均有冷裂纹倾向,属于难焊接材料,同时,随着智能制造技术的快速发展,采用机器人焊接,通过制定合理的焊接工艺,控制裂纹倾向,以获取优异的焊接质量,成为研究的热点。
但在液压支架推移装置的生产过程中,WH60A高强度钢板与铸钢ZG34CrNiMo间的异种钢焊接,由于碳当量高、淬硬倾向性大以及板材厚等因素使焊接难度大为增加,因而成为制造加工中的关键点。
本文针对这一问题,通过一系列的试验和研究,设计出合理的工艺方案,并通过实际生产验证了该工艺方案的正确性。
1 试验方法 1.1 试验材料试验材料分别采用 400 mm×150 mm×45 mm 的 ZG30SiMnMo 和 NM450 钢板,K 型坡口为30°,钝边为3 mm。
Q420高强度钢板焊接工艺性能研究
Q420高强度钢板焊接工艺性能研究摘要:在对凤凰山矿井下所使用的电机护罩用高强度钢板q420的电阻点焊工艺性能进行深入研究中,对不同工艺条件下点焊接头宏观金相、焊接接头力学性能进行了分析,研究结果表明:该实验条件下,最佳点焊工艺参数为:焊接电流7.5~8.0ka,焊接时间20cyc,电极压力450kgf。
为了防止发生焊接缺陷,避免焊接电流过小或者焊接时间过长,导致锻压力不足等现象,在焊接过程中需要保持电极和工件表面的清洁。
关键词:q420钢电阻点焊焊接工艺缺陷防止0 引言q420钢具有较高的碳当量,焊后硬化可能性更高。
因此,许多先进煤机制造企业密切关注着其焊接性能。
鉴于此,为了探讨不同点焊工艺参数下q420的焊接性能,本文通过点焊工艺和力学性能试验等对凤凰山矿井下电机护罩所用的q420钢进行研究分析,进而对q420钢合理的点焊规范参数范围进行确定。
1 实验方法1.1 设定焊接参数本文通过采用单脉冲规范对q420进行点焊工艺试验。
电极压力为350kgf、400kgf、450kgf,焊接时间为7cyc、10cyc、15cyc、20cyc和24cyc。
在进行每组试验的过程中,固定电极压力和焊接时间,通过改变型控din100制器的焊接热量(功率输m百分比)进而改变焊接电流的大小,对q420进行焊接。
最小焊接热量通过拉伸试验进行确定,在焊接过程中以5%数量级进行取样焊接,发生飞溅时停止对q420焊接。
同一焊接热量,通常情况下要进行2-3次的取样。
由于焊件和电极表面状态存在差异,在一定程度上造成电流值大小的不同,由于这些微小的变化对试验不构成影响,所以在较小范围内可以忽略不计。
1.2 力学性能实验通常情况下,借助接头强度来反映点焊接头质量的好坏,然而一般采用拉伸剪切强度对接头强度进行评定。
因此,本文通过利用拉剪试验对点焊工艺试验后的试样进行试验。
在试验过程中,根据gb2651-81《焊接接头拉伸试验法》中的相关规定,确定拉剪试样的形状与尺寸。
Q690MPa级高强钢焊接方法与工艺要点分析
Q690MPa级高强钢焊接方法与工艺要点分析作者:蔡啸涛来源:《科技创新导报》2018年第03期摘要:随着焊接结构轻量化和高强化的发展趋势,Q690MPa级低合金高强钢在各类制造业中得到了广泛的应用。
本文针对Q690MPa级高强钢在焊接过程中存在的问题,分析了该钢种的焊接性,总结了常见的焊接方法及焊接材料选择与应用,探讨了焊接热输入、预热与焊后热处理等工艺条件对焊缝及热影响区组织与性能的影响,为焊接施工中制定正确的焊接工艺提供了参考。
关键词:Q690 焊接方法工艺中图分类号:TG457 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2018)01(c)-0112-02Q690MPa级高强钢广泛应用于海洋装备、工程机械、桥梁结构等领域,通过控轧控冷、调质处理及组织强韧化,该类钢种可获得很高的综合力学性能。
目前常规使用的Q690MPa级钢主要包括TMCP低碳贝氏体钢及低碳调质钢(QT),两者均采用低碳成分设计以改善焊接性,但仍然存在淬硬倾向与冷裂纹倾向大、焊接热影响区(HAZ)性能下降等问题。
不同的焊接方法及工艺,决定了不同的焊接热循环条件,最终决定了焊缝及热影响区的组织与性能,因此,探讨和分析该类钢种的焊接方法与工艺对提高焊接接头性能具有重要意义。
1 焊接性分析1.1 冷裂纹冷裂纹是Q690MPa级高强钢焊接接头中较为常见且危害性较大的缺陷。
冷裂纹一般是在在马氏体转变温度Ms附近,由扩散氢、拘束应力及淬硬组织的共同作用而产生,主要出现在焊接热影响区粗晶区等韧性降低的缺口区域,个别情况下也出现在焊缝金属上,一般为穿晶、沿晶断裂或混合型断裂[1]。
一般以碳当量(CE,Ceq)作为钢材淬硬倾向和冷裂倾向的判据,国际焊接学会(IIW)推荐的公式为[2]:日本JIS标准规定的碳当量公式为[2]:碳当量的数值越大,被焊钢材的淬硬倾向越大,焊接区域越容易出现冷裂纹。
使用国际焊接学会推荐的碳当量公式时,对于板厚小于20mm的钢材,一般认为碳当量小于0.4%时,淬硬倾向不大,焊接性较好;当碳当量在0.4%~0.6%时,尤其是当碳当量大于0.5%时,钢材已具有较大的淬硬倾向,焊接性变差,此时焊前需预热才能防止冷裂纹,随着厚度增大预热温度须相应提高[3]。
30CrMnSiA钢焊接工艺的研究
30CrMnSiA钢焊接工艺的研究齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司邢芳摘要:本文通过对30CrMnSiA钢焊接性的分析,制定了合理的焊接工艺,取得了良好的焊接质量,对中碳调质类高强钢的焊接具有一定的指导和借鉴作用。
我公司与航天211所合作制造的Z6350-373型环缝总装焊接系统,其结构如图1所示,从图中可知,该件采用大量的环形零件,多数直径在φ5050-φ6050左右,很多环体板厚在80-120mm之间。
图1. Z6350-373 型环缝总装焊接系统其中关键件5-1-2-0环体,其结构抛面图如图2所示,其材质为中碳调质钢30CrMnSiA,下料和焊接都非常困难,因此,30CrMnSiA的焊接接头性能以及合理的装焊顺序将直接影响到该环缝总装焊接系统的整机性能和使用寿命。
件)(件)图2. 5-1-2-0环体结构抛面图1、实验材料实验采用的母材为30CrMnSiA中碳调质钢,其化学成分和力学性能如表1-1和表1-2所示。
表1-1 材料化学成分(质量分数,%)材料 C Si Mn S P Cr Ni 30CrMnSiA0.28-0.35 0.9-1.2 0.8-1.1 ≤0.030 ≤0.035 0.8-1.1 ≤0.30表1-2 30CrMnSiA的力学性能材料屈服强度/Mpa 抗拉强度/Mpa 伸长率/% 冲击功/ J 30CrMnSiA ≥835 ≥1080 ≥10 ≥392、焊接设备及工具CO2气体保护焊焊机为唐山公司生产的松下KRⅡ500型,手工电弧焊焊机为OTC的VR400Ⅱ,远红外测温仪ST20,TBQ-800 型碳弧气刨机,以及角磨机。
3、30CrMnSi的可焊性分析根据碳钢及合金结构钢的碳当量经验公式:C=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]*100%把表1-1的化学含量带入上式可得,30CrMnSiA的碳当量上限为0.81。
当碳当量小于0.4%时,钢材在焊接时无淬硬倾向,焊接性良好,不需要预热,除钢板厚度很大和环境温度很低等情况外;当碳当量大于0.5%时,则焊接接头淬硬倾向大,焊后可能出现冷裂纹。
高强度结构钢HG785D焊接工艺研究
高强度结构钢HG785D焊接工艺研究摘要:本文针对高强度结构钢HG785D材料分别使用手工电弧焊(SMAW)和熔化极气体保护焊(MIG)两个焊接工艺方法进行焊接试验,焊后对焊缝接头进行了机械性能试验分析与焊缝金相及组织的显微观测,掌握两种焊接工艺方法的焊接性。
实验结果显示,采用合理的焊缝参数、匹配的焊接材料及接头形式,可以得到焊接性能更加优异的焊缝接头,并已在实际产品的使用过程中获得了良好的效果。
关键词:高强度结构钢;HG785D;焊接HG785D属国内自主研发的新型低合金高强钢,具有高强度、低膨胀系数和稳定的弹性模量,由于它焊接前既不需要进行时效和热处理,而且焊接成型后一般又不需要做进一步的退火和热处理,为各种高强度结构焊接件的最理想材料。
然而低合金高强度钢焊接工艺由于是随着对其合金硬度等级要求标准的提高逐步地提高,冷裂纹产生的温度敏感性也逐步地增加,焊缝受热后发生破裂变形的温度倾向也随之明显逐渐地上升,所以,选择和设计出合理而可靠有效的焊接工艺参数显得至关重要[1]。
为了全面深入理解认识和准确把握HG785D钢板的主要焊接参数及工艺性能,掌握各种合理和有效组合的焊接性工艺原理和工艺参数,所进行的HG785D钢板焊接性工艺研究有着重大深远的意义。
一、试验材料和方法1.1试验材料本试验采用10mm厚HG785D钢板,V型坡口对接型式焊接,尺寸为300mmx100mm,坡口及尺寸见图1。
HG785D钢板化学成分和力学性能见表1和表2。
1.2焊接材料选择针对HG785D材料的主要成分、焊接产品力学性能要求以及焊接产品结构特点,本次在进行焊接产品工艺技术试验的研究过程中,HG785D钢板主要是通过使用手工电弧焊(SMAW)和熔化极气体保护焊(MIG)两个焊接工艺方法同时进行试件焊接[2],其中SMAW使用焊条J707,MIG焊使用焊丝ER80-G,其两种焊接材料的化学成分见下表3与表4。
1.3焊接试验由于焊接热能输入量是直接决定焊缝及接头的组织特性好坏的主要的参数,热输入量过大时,会直接使焊缝的热影响区的金属晶粒变粗大,产生更粗大晶粒的的铁素体含量,甚至会产生脆性组织,对金属韧性不好。
D6AC超高强钢的细丝双弧焊接工艺试验研究
D6AC超高强钢的细丝双弧焊接工艺试验研究第37卷第2期2002年4月西南交通大学/0URNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITYvo1."No.2Apr.2OO2文章塌号:0258—2724(2002)02-0134~D4D6AC超高强钢的细丝双弧焊接工艺试验研究周友龙,王元良,胡久富(西南交通大学材料科学与工程学院,四川成都610031)摘要:分析了D6AC超高强钢的焊接性.采用细丝双弧焊接方法,进行D6AC趣高强钢的双弧焊接工艺试验研究.采用细丝双瓶焊接技术.基本可以解决D6AC超高强锕焊接时存在高裂纹博向的阔题.并降低焊接成车,盎免了脉冲"rig焊接法的低效率和高能密度焊接方法的高成本问题.美麓词:可焊性;裂坟;D6AC超高强钢;双弧焊接中田分类号:文献标识码:AExperimentalStudyOilWeldingofD6ACUltra-highStrengthSteel withThin-WireTandemSequenceSubmergedArcWeldingZHOUYou—long,WANGYuan—liang,HU.flu (SchoolofMaterialsSci.andEng.,SouthwestJia~tongUniversity,C~sdu61 0031,China)Absact:TheweldabilityofD6ACultra—higl1sIrerIg £l1steelisanalyzed,andthefundamentalof tandemsequencesubmergedarcweldingwiththin—wireisintroduced.Wddingtestslurecarriedoutto studytheprocedureofD6ACultra?highstrengthsteelweldingwiththetande mB~luencesubmerged且rcweldingtechnology,andthecharacterofweldingultra—highstrengthsteelsbyuseofthismethodisanalyzed.Wi血thethin-wiretandemsequencesubmergedarcweldingtechnology.thecrac kingproblemexistingintheweldingofD6ACul/xa?lIighst~sthsteelcaIlbesolved ,theweldingautomationcanberealizedatlowcost.andthelowe~ciencyofTIGpulseweldi ngandthehighcostofhigh?energydensityweldingareavoided.Keywords:weldability;cracks;D6ACultra-highslxengthsteel;tandemsequ encesubmeagcdaIcwelding随着航空,航天及原子能工业的不断发展,人们对金属结构件(例如,坦克部件,原子能管道,导弹部件等产品)的综合性能提出了越来越高的要求.强度级别超过1000MPa的超高强钢在这些领域中得到了应用….超高强钢一般属于中碳调质钢,在退火态下焊接,焊后进行调质处理.对于超高强钢进行焊接时常采用脉冲TIG焊接法或真空电子柬焊接法.前者的焊接效率较低,为了保证高质量必需高水平的焊接人员;后者的焊接质量很高,但是生产成本相当高,并且由于真空室的空间限制了较大尺寸的金属结构件的焊接,因此,需要进行实用性更强的低成本高效率焊接方法的研究.D6AC是一种新开发的强度级别为I300MPa的超高强钢,采用细丝双弧焊接技术进行焊接工艺试验,以初步评定其可行性.1D6AC超高强钢的焊接性分析表1给出了母材和焊接材料的成分,表2给出了母材的性能.收稿日期:2001.09-07作者简介:周友龙(1970一).男.讲师.博士研究生.第2期周友龙等:136AC超高强钢的双钿丝双孤焊接工艺试验研究135由于D6AC超高强钢一般在退火状态下进行焊接,接头的机械性能采用焊后调质处理来保证,因而可以不用考虑焊接接头热影响区的脆化与软化等问题,只需考虑焊接时的化学成分和裂纹敏感性的平均值即可.表1母材及焊接材料的成分%表2母材的性能根据文献[1]中相应公式,计算得到热裂纹敏感系数大于41,远大于临界值;评价冷裂纹倾向的碳当量大于0.95%,远大于临界值.因此,该钢种具有相当大的冷热裂纹倾向.2细丝双弧焊接工艺试验采用气割小车和双送丝机头改装而成的自动焊接设备,同时送进两根film的焊丝.两机头距离和倾斜角度可调,用两台400A场效应管逆变电源(恒流特性)供电.细丝双弧焊接的基本原理如图1所示(图中为焊接速度及方向).当两平行的焊丝间距较大时,两个电弧形成分离的电弧空间,这时前端小电流电弧起打底和预热的作用,后端大电流电弧起提高生产率,延缓焊缝冷却速度和第一层焊缝及热影响区热处理的作用.为了调整焊缝的成分,采用共熔池双丝双弧焊接法,即将两焊丝距离调至3Otoni左右,这样形成窄长的熔池和较大的'.和£.,虽然减少了预热和后热的作用,但通过工艺的调整和焊后缓冷也有利于在不预热焊接条件下避免裂纹.图1双细丝双弧焊接基奉原理图由于采用双弧焊接技术,焊丝可以是不同种焊接材料,可方便地调整焊缝成分.本试验采用1Crl8NOTi焊丝和H18CrNiMoA焊丝(A匹配)或者H08Mn2Si和H18CrNiMoA两种焊丝匹配(B匹配)焊接D6AC超高强钢,焊剂均采用HJ260.焊接规范为:'=2O0—24OA,厶350—400A,u:35—42V,=38—45V=8—14m/h,焊后于炉中350—450℃保温1—3h,并随炉缓冷.将焊接接头进行830—900℃淬火,600—680℃回火的调质处理,并进行磁粉探伤和超声波探伤试验.取样进行焊接接头的机械性能与硬度试验,为了进一步深人分析焊接接头的性能,进行了接头各区小试件(1.5mm×1.5mm)微型拉伸试验与跨3区试件的微区剪切试验.3试验结果分析采用共熔池的细丝双弧焊接技术焊接D6AC超高强钢,不仅具有细丝单弧焊接的熔化系数大,电流可调范围宽,节约电能,焊接质量好等优点,经过对试验结果的分析,而且还具有以下几个方面的特点:(1)生产效率高.焊接24mmD6AC超高强钢板材时,由于两个电源供给两个电弧焊接,生产宰可比136西南交通大学第37卷单丝单弧焊接明显提高.采用两个350A的双细丝(2nlro)双弧焊接与常规的g,5mm单弧焊接相比,其熔敷率比值为10.5(kg/h)/[6.4(kg/h)],可以提高生产率64%以上.如果采用双细丝双弧焊接时开小坡口,单层焊接双面成形,还可进一步提高焊接的生产率.(2)焊缝成分的选择与调整.通过不同匹配焊接接头的硬度试验发现:①A匹配焊接接头经过调质处理后,焊缝及热影响区的硬度与母材的接近(如图2所示),说明材料匹配是较为合理的,但是由于焊缝中有个别软点出现,该匹配并非理想状态.②B匹配焊接接头经过调质处理后,接头各区硬度也很接近(如图3所示).由于采用H08Mn2Si代替1Crl8Ni9Ti,可以大大降低生产成本,属于较好的匹配.主..:wM..,17.,??._lI48l2B/mm图2A匹配焊接接头调质前后硬度分布600500主00300200'\,/,.\——焊接…一-调质WM.HAZ,BM】r//,,,,,,l,,~~~I'一4812B/mm图3B匹配焊接接头调质前后硬度分布由图2和图3还可以看出,焊接接头在调质处理之前,焊缝和HAZ区的硬度值为母材的2倍左右.通过组织观察看出,这是由于焊缝为马氏体,HAZ区为粗大马氏体组织.经过调质处理后,焊缝和HAZ区的硬度值在一定程度上还是具有一些波动,但是基本与母材一致,这是由于整个焊接接头区经过调质处理后均为索氏体组织,但HAZ区的组织仍较为粗大.(3)焊接接头的机械性能.焊接接头的机械性能如表3所示,接头各区小试件(1.5nmx1,5mm)微型拉伸试验与跨3区接头的微区剪切试验的结果如表4所示.表3焊接接头机械性能与来料的资料相比,焊缝强度只能达到资料给出的母材强度(见表2)的70%一75%,但是韧性值比母材高出25%.表4微型拉仲与微型剪切试验结果/MPa572580,593,662765795782微型剪切试验D/%20.1172,17.6,13.3464.343w/(J/皿m)183176,18.1,14.8839o8.379179914.6l5.511.o11.4在表4中给出了微型拉伸试验测定的各区的拉伸强度.微型剪切试验测定了试件上各区的剪切强度r剪切压人率D(代表延展性)和剪切功(代表韧性).几种试验的规律基本相同.微型拉伸试验结果的焊缝平均强度为母材的78%,热影响区强度接近于母材;由微剪试验结果看出,焊缝的平均剪切强度为母材的76%,平均延展性高出母材15%以上,而焊缝的平均韧性高出母材53.6%.剪切强度的变化规律与微型拉伸试验结果比较吻合,其值为拉伸强度的50%左右.从塑性和韧性看,以熔合区和HAZ区最低,熔合区是接头的薄弱环节,而焊缝的延展性和韧性均高于母材.这个结果,对于整个焊接接头的承载能力十分有利.第2期周友龙等:D6AC超高强钢的双细丝双孤焊接工艺试验研究137由微区拉伸试验和微剪试验相比较可以看出,基本接近使用方提出的焊缝强度达到母材强度80%的性能要求.但是从超高强钢的常规焊接工艺特点出发,本次焊接接头强度稍低,部分拉伸试件斯裂于焊缝.虽然为了降低裂纹倾向而采用低匹配焊缝J,但是调质后的焊缝强度应接近于母材,焊缝的塑性和韧性应高于母材,这样,在结构件承载后由于焊缝存在变形强化的潜力,可使焊缝强度与母材基本等强,从而保证结构件的安全使用性.因此,为了提高焊缝的强度,可考虑适当提高焊丝的含碳量,以提高填充金属的含碳量,使焊缝强度接近于母材.因为超高强钢的强度主要取决于含碳量….从这一点肴,应用双丝双弧焊接渗合金的方法调整焊缝成分较为方便,没有必要研究高成本的专用焊接材料.(4)焊接裂纹倾向.一般针对厚板或含碳及合金元素较高的材料的焊接,需要首先进行预热以减少裂纹倾向,增加了生产的工序环节和工人劳动强度.本试验中,采用焊丝H18CrMoA单丝埋弧焊接D6AC超高强锕,很容易产生裂纹,有的裂纹甚至贯穿整条焊缝;而采用共熔池双弧焊接方法焊接裂纹偾向很大的D6AC超高强钢,在参数合理匹配的情况下,对经过调质处理前后的焊接试件进行磁粉探伤和超声波探伤,结果显示均无裂纹出现.原因是其前端电弧一定的预热作用和后端电弧的后热作用,以及焊后保温缓冷,可以增加焊接熔池冷却时的和t.同时,由于形成窄长焊缝,可以降低接头的过热程度和减小HAZ区的宽度,焊接残余应力也相应减小,从而可以降低前述的各种裂纹倾向.而且还减少了生产过程中预热和层间温度控制的环节,从而减少了影响焊接质量的因素.当然,1Crl8NigTi焊丝或者H08I~m2Si与H18CrMoA匹配,与全部采用H18CrMoA焊丝相比,适当地降低了焊缝的碳当量,裂纹倾向也会相应降低.各方面综合的作用,D6AC的双丝焊接裂纹倾向大大降低.4结论与展望(1)由于D6AC超高强钢属于中碳调质钢,经过理论计算,得出该钢种具有很高的各种裂纹倾向性.(2)用细丝双弧焊接技术焊接D6AC超高强钢,采用合理的焊接参数,可以降低各种裂纹倾向.(3)H08Mn2Si代替1Crl8Ni9Ti与H18CrNiMoA焊丝匹配相互渗合金进行焊接,焊接态的焊缝硬度值远高于母材;接头经过调质处理后,焊接接头各区的硬度分布相当接近,而且生产成本可以降低.(4)由微型拉伸和微型剪切试验结果证明,虽然焊缝强度低于母材(接近于母材强度的80%),但其延展率高于母材,因此,焊接接头的综合机械性能基本满足使用方的要求.为了进一步提高焊缝的强度,可适当提高填充金属的含碳量.(5)采用细丝双弧焊接技术,对于较厚的D6AC超高强钢板材或壳体进行焊接,生产效率高,裂纹率低而适应性强.参考文献:[1:周掘丰张文钺.焊接冶金与金属焊接性[M]北京:机械工业出版社,1994:202.203;298-300[2]吴世初.金属的可焊性试验[M].上海:上海科学技术文献出版社,1983:251-305.[3]王元良高效节能的细丝双丝自动焊接研究[J】.焊接技术,2000;29(增刊):39..42.[4置斌隆.微型剪切试验法及其在焊接中的应用[J].西南交通大学,1990;(I):14-20.文本仅供参考,感谢下载!。
低合金高强钢的焊接
缺点
焊接过程中会产生较大的 热输入,可能导致母材热
影响区的性能下降。
激光焊
定义
激光焊是一种利用高能激光束熔化金属进行 焊接的方法。
优点
焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高、变 形小。
应用范围
适用于薄板、精密零件等高质量要求的低合 金高强钢焊接。
缺点
设备成本高、对焊接环境要求高、需要专业 的操作人员。
摩擦焊
定义
摩擦焊是一种利用摩擦热熔化金属进 行焊接的方法。
应用范围
适用于同种或异种金属的焊接,尤其 适用于轴类、管类等零件的连接。
优点
焊接强度高、密封性好、变形小、适 用于大量生产。
缺点
需要较大的顶锻力和较高的转速,对 焊接材料和工艺要求较高。
其他焊接方法
01
02
03
电阻焊
利用电流通过电阻产生热 量进行焊接,适用于薄板 和管材的焊接。
为确保焊接质量,需要采用合 适的焊接材料和工艺参数。
焊后处理
焊接完成后需要进行适当的热 处理和焊后检验,以确保焊接
接头的性能。
02
低合金高强钢焊接方法
电弧焊
定义
电弧焊是一种利用电弧 热量熔化金属进行焊接
的方法。
应用范围
适用于各种低合金高强 钢的焊接,尤其适用于
大型结构件的焊接。
优点
设备简单、操作方便、 成本低廉、适用性强。
焊接性优良
与其他高强度钢材相比,焊接 性能较好。
应用领域
建筑
用于桥梁、高层建筑等结构件。
汽车
用于制造汽车车架、底盘等部件。
石油化工
用于制造压力容器、管道等。
焊接特点
良好的焊接性
低合金高强钢的焊接性能较好 ,不易出现裂纹等问题。
先进热镀锌双相高强钢板CR590T-340Y DP点焊工艺研究--现代焊接杂志社2012年4月已发表
先进热镀锌双相高强钢板CR590T/340Y DP点焊工艺研究姜典保(上海拖拉机内燃机有限公司上海 200433)摘要:本文研究了2.0mm厚先进热镀锌双相高强钢板CR590T/340Y DP焊接的焊接参数对点焊接头熔核直径和接头抗拉强度的影响,并给出了最佳点焊工艺规范。
关键词:先进热镀锌高强钢;点焊工艺Study on spot welding technology ofadvanced Hot Dip Zinc high strength steel CR590T/340Y DPJiang, dianbao(Shanghai Tractor Internal & Combustion Engine Co. LTD Shanghai 200433, China) Abstract: In this paper, we researched that the influence of weld parameters on the diameter and the tension of weld spots and obtained the best spot welding technology. The material is advanced Hot Dip Zinc high strength steel CR590T/340Y DP, a thickness of 2mm.Key word: advanced Hot Dip Zinc high strength steel; spot welding technology1 前言随着汽车行业的高速发展,汽车的轻量化和节能化成为目前行业的一个重点发展方向,因此高强度镀锌钢板的应用也越来越广泛。
高强度镀锌钢板是车身轻量化的重要材料[1],高强度镀锌钢板的应用不但可以节约钢材,也可以为车身降低重量从而降低油耗。
传统高强度钢板多是通过固溶、析出和细化晶粒作为主要的强化手段。
基于防护型车用超高强钢焊接工艺研究
基于防护型车用超高强钢焊接工艺研究摘要:随着科学技术的发展,社会的多样化需求,超高强度钢的应用领域逐渐广泛。
然而,由于其高强度,高硬度和高碳当量,超高强度钢的可焊性却随之降低,使其成为车辆防护结构中半弹性最薄弱环节。
鉴于此,本研究以超低碳马氏体不锈钢焊丝为填充材料,并配合工艺参数来分析当前超高强度钢的焊接性能,避免焊接后接头开裂,以确保高强度钢连接件的连接强度,并促进超高强度钢的广泛应用。
关键词:防护型;超高强钢;焊接1 超高强钢特点及可焊性1.1 超高强钢力学性能目前,国内外典型的超高强度钢主要有:瑞典SSAB生产的Amox500T和Amox600等等。
中国宝钢生产的P6500,该型号是我国钢铁研究机构的代表钢牌号,例如F601和F602。
表1列举了几种典型超高强度钢的力学性能,从数据可以看出,随着热处理技术的不断发展,超高强度钢的力学性能有了很大提升,强度大大高于普通高强度钢。
但是,由于该型材强度高(是普通高强度钢的2倍),而在焊接过程易受各种缺陷的影响,使其增加了焊接难度。
表1 几种超高强钢的力学性能参数1.2 超高强钢化学成分及焊接评价据统计,最先进的超高强度钢属于Cr-Ni-Mo系列合金钢,化学成分差异不大,其组成性能见表2所示[4]。
表2 超高强钢的化学成分(质量分数)2 MAG焊接工艺试验超高强钢的化学成分差别不大,可焊性相似。
为了进行测试,本研究选取中国钢铁科学研究院的F601钢板进行焊接试验分析。
2.1 焊接材料在超高强度钢中,由于热影响区的冷裂纹,再热裂纹和软化,导致车架构件接头的机械性能降低。
为符合建材材料的强度和韧性,根据化学成分的性质和强度匹配原理,选用超低碳马氏体不锈钢焊丝HS367,焊丝直径为1.2mm,其力学性能见表3所示。
由于超高强度钢板的高可压缩性和焊接时的浅熔深,使用体积分数为49%的He来增加熔深。
超低碳马氏体不锈钢的液滴润湿性较差,体积分数增加了2%。
氧气可改善保护气体的活性,从而实现无缺陷的焊接[2]。
Q690高强板焊接工艺研究及应用
Q690高强板焊接工艺研究及应用
1.焊接工艺评定
.
2.抗冷裂纹敏感性试验(小铁验试验)
为了更可靠地选择焊前预热温度,以避免焊接冷裂纹的产生,我们选用拘束度较大的斜Y 形坡口(小铁验试验)试验方法,对不同规格的Q690高强板进行了抗冷裂纹敏感试验。
试验图样见图1。
其试验条件见表7,试验结果见表8.
3.焊接接头力学性能试验
我们根据使用要求,分别进行了板厚25~40mm对接接头的拉伸、弯曲试验,其接头形式、坡口形式及尺寸见图2,焊接规范及参数见表9和表10。
4.结语
试验结果表明:Q690高强板,采用Ar80%+CO2%作保护气体,φ1.2mm、BHG-4M焊丝,只要焊接工艺合理,预热温度合适,焊接参数科学,焊后即使不采取保温措施,不但可以避免裂纹的产生,而且,焊后接头的力学性能完全可以满足技术和使用要求。
P110(30Mn5V)油井套管焊接工艺试验
P110(30Mn5V)油井套管焊接工艺试验吐哈油田的油井套管有很大一部分使用的是P110(30Mn5V)材质,这种材质采用美国API (美国石油工程协会)标准,强度级别较高,难以实现焊接,而油田根据工作需要,在更换井口时必须要对这种材质进行切割、焊接作业,这在油田焊接领域提出了新的焊接工艺要求,吐哈油田目前还没有该类钢的焊接工艺技术,在国内咨询其它油田也没有相应的焊接工艺。
因此对P110(30Mn5V)高强钢焊接工艺的研究是很有必要的,以便今后能安全、平稳、有效的完成维抢修井口工作任务。
第二章主要研究内容该项目主要研究焊接材料选用、焊接方法选用、焊后热处理工艺、焊接电压、电流、焊接线能量等参数的试验与确定,并进行拉伸、弯曲等一系列的力学试验。
通过试验获得P110(30Mn5V)高强钢的焊接工艺,实现P110(30Mn5V)高强钢在现场的焊接。
第三章关键技术(难点)及研究试验第一节关键技术和试验思路1.关键技术1.1 P110(30Mn5V)高强钢焊接应如何选择焊接材料。
1.2 如何确立P110(30Mn5V)高强钢在调制处理(淬火+高温回火)状态下的焊接工艺。
1.3 如何保证此类材料焊后的机械性能(抗拉强度、塑性)。
2.试验思路2.1 首先进行材料的复验,以确定材料的可靠性。
按照对新型材料的工艺要求,我们进行了材质复验,复验结果能够满足要求。
2.2 依据强度、合金成分、热处理状态分别选择相应的焊接材料并分别进行实验。
首先,分析材料的特性,将材料进行归类,在按照相应类别的材料进行焊接性分析;其次,对于强度、合金成分进行分析,确定焊接材料及热处理工艺的选择;然后,进行焊接试验并选择一组焊接试件进行焊后热处理。
2.3 与焊材生产厂家进行联系,确保所选择的焊材能及时生产。
2.4 鉴于施工现场实际情况,尽量在不进行焊后热处理(或后热处理)的条件下如何保证其可操作性。
选焊接材料时在保证强度的条件下重点考虑其塑性,制定焊接工艺上也尽量采用不进行焊后热处理(或后热处理)的条件,使其更具有实用性、推广性。
压力钢管800MPa级高强钢焊接工艺研究
压力钢管800MPa级高强钢焊接工艺研究发布时间:2021-05-31T10:25:04.413Z 来源:《基层建设》2020年第30期作者:岳强钟华[导读] 摘要:辽宁清原抽水蓄能电站引水系统下斜井及高压支管段采用800MPa级高强钢,为了更好的了解其焊接工艺特性,本文主要对800MPa级高强钢焊接工艺进行分析与研究关键词: 800MPa级高强钢压力钢管焊接工艺 1.工程概况辽宁清原抽水蓄能电站位于辽宁省清原满族自治县北三家乡境内,输水系统由引水系统和尾水系统两部分组成,总长约为3899.2m。
中国水利水电第六工程局有限公司辽宁沈阳摘要:辽宁清原抽水蓄能电站引水系统下斜井及高压支管段采用800MPa级高强钢,为了更好的了解其焊接工艺特性,本文主要对800MPa级高强钢焊接工艺进行分析与研究关键词: 800MPa级高强钢压力钢管焊接工艺1.工程概况辽宁清原抽水蓄能电站位于辽宁省清原满族自治县北三家乡境内,输水系统由引水系统和尾水系统两部分组成,总长约为3899.2m。
输水系统均用一洞两机的布置形式,共有三套独立的输水系统。
输水系统采用由主管、岔管和支管组成,总量约为2.8万t,钢管材质主要为500MPa级、600MPa级、800MPa级钢板,钢板厚度范围为26mm~62mm,钢管管径为φ6.8m~φ2.5m。
每个标准节长度为3m,其中800MPa级压力钢管约8045吨,上述压力钢管制作均在现场钢管加工厂进行制作。
为了不影响工程的整体施工计划,压力钢管在制作中,将两个标准节组焊成一大节。
800MPa级压力钢管制作作为重要施工环节,特别是焊接工艺更是施工中的重点和难点。
2.试验材料及焊接设备2.1钢材800MPa级钢板化学成分及力学性能和工艺性能参数如下表所示:表2.1-1 800MPa级钢板化学成分注:当钢板厚度≤80mm,Ni含量≥0.7%;当钢板厚度80mm<δ≤100mm,Ni含量≥0.9%;表2.1-2 800Mpa级钢板的力学性能和工艺性能2.2焊接材料本工程800MPa级钢板选用焊材为低合金高强钢用埋弧焊丝XY-S80A配氮碱型烧结焊剂XY-AF8OSD,焊剂呈浅灰色球形颗粒状,粒度12~50目。
Q460C高强钢焊接关键技术研究试验资料
Q460C高强钢焊接关键技术研究试验资料一、原材料复检及可焊性分析1试验目的对原材料力学性能进行检验,对Q460C热轧及控扎钢材可焊性进行分析。
2原材料本次试验选择板厚12mm的Q460C热轧及控扎钢板,采用山西太钢不锈钢股份有限公司(Q460C)热轧钢板,中普(邯郸)钢铁股份有限公司(Q460C)控轧钢板,质量证明书如下所示:3试验方案在本次使用的钢板上取样进行材料复检时,根据标准要求:每种板(热轧和控扎)上取1个化学成分试样;1个拉伸试样;1个弯曲试样;3个冲击试样。
取样完成后,分别加工至试验所需的尺寸,然后进行相应的化学成分试验和力学性能试验。
4试验过程及结果1)试验设备设备名称:液压伺服万能材料试验机设备型号:WAW-1000C设备名称:冲击试验机设备型号:JB-300B设备名称:冲击试验低温槽设备型号:DWC-404)碳当量计算按照GB/T1591-2018规定:碳当量( CEV )由熔炼分析成分按式( 1 )计算:CEV(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu )/15式( 1 )热轧板碳当量计算:CEV(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu )/15= 0.143+1.455/6+(0.206+0.0001+0.0001)/5+(0.018+0.023 )/15=0.45当热机械轧制钢的碳含量不大于 0.12% 时,宜采用焊接裂纹敏感性指数( Pcm )代替碳当量评估钢材的可焊性,焊接裂纹敏感指数( Pcm )由熔炼分析成分按式( 2 )计算:Pcm(%) =C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B式(2 )碳含量低于0.12%,采用焊接裂纹敏感性指数( Pcm )代替碳当量评估钢材的可焊性控扎板焊接裂纹敏感指数计算二、熔敷金属试验1试验目的验证焊接材料力学性能。
2原材料本次试验采用气体保护焊(GMAW)和埋弧焊(SAW)两种焊接方式。
Q960E高强度调质钢焊接工艺研究
注 :C e q =C + Mn / 6 + ( C r + V+ Mo ) / 5 +( C u + Ni ) / 1 5
表2 Q 9 6 0 E钢板质保 书力学 性能 拉 伸性 能
钢 号
Q9 6 0 E Q9 6 0 E
冲击 性能 ( . 4 0  ̄ C)J
厚度
屈服 ( MP a ) 抗 拉( MP a ) 伸 长 率/ %
F Kl 0 0 0( O E RL I KO N) ,气 体采 用 富氩保 护 气 行 了预 热 1 4 0  ̄ C和 室温 ( 1 5 ℃)两种 条 件 下进 分别在 1 0 0  ̄ C、 1 2 0  ̄ C、1 5 0  ̄ C三 种 预 热 温 度 焊 准 规 定进 行 HV ( 1 0 )硬 度 测定 。试验 结果 见
1 2 mm 2 0 mm 1 0 2 6 1 0 0 9 1 0 6 8 ,7 5 ,7 7 8 8 ,6 1 ,8 4
均 值
8 3 7 8
1 5 1 5
3 4— —
为 了获得 良好 的低 温冲 击 韧性 ,所 以试 验采 用 接 头 良 好 的 低 温 冲 击 吸 收 功 。试 验 选 用
3 .焊接工 艺
载强度角度 来看 ,“等强 匹配 ” 为最佳 选择 , 但 “ 等强 匹配 ”的焊 缝韧性储 备可 能不够 , 极 易产 生裂 纹 ,焊缝 强度越高 ,可达到 的韧性就 越低 ,
3 . 1 焊接方法
高强度钢 的焊接 方法 的选 取 [ 1 】 ,大都 采用
焊接热 输入密度 集 中、 效率 高、 熔池保 护及脱 氢
焊, 也有采 用焊条 电弧焊 、 埋弧焊 和激光焊 等焊
高强 度钢 因其优 异 的性 能和显 著 的经济 效 接 方法 ,根据 我们 公 司 的生产 条件 及 产 品的特 益 ,越 来 越多 的应 用 在交 通运 输机 械 、工程 机 点 , 选 用 富氩 的混合 气体保护焊 进行试 验 。
Q690高强钢的焊接工艺及其应用研究
Q690 高强钢的焊接工艺及其应用研究摘要Q690 高强钢作为一种优良的结构钢,具有很高的强度、耐蚀性和耐磨性,被广泛应用于桥梁、精密机械、建筑结构等领域。
然而,它的焊接难度较大,需要优化的焊接工艺进行控制。
本文综述了Q690 高强钢的特性、现有焊接工艺和应用等方面的研究,探讨了如何优化Q690 高强钢的焊接工艺,以满足工程需求。
关键词:Q690 高强钢,焊接工艺,优化,应用AbstractQ690 high-strength steel is an excellent structural steel with high strength, corrosion resistance and wear resistance, which has been widely used in the fields of bridges, precision machinery, building structures and other fields. However, its welding difficulty is great, andan optimized welding process is needed for control. This paper summarizes the research on the characteristics, existing welding processes and applications of Q690 high-strength steel, and discusses how to optimize the welding process of Q690 high-strength steel to meet engineering requirements.Keywords: Q690 high-strength steel, welding process, optimization, application一、引言Q690 高强度钢是一种具有较高强度和较好耐蚀性的结构钢。
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Q420高强钢性能分析和焊接工艺研究
张宇
南通新华钢结构工程有限公司
摘要:通过对低合金高强度结构钢的焊接影响因素的分析, 为制定合理的焊接工艺提供了依据, 应用该工艺保证了低合金高强度钢的焊接效果。
关键词:焊接性;影响因素;工艺
引言
自20世纪60年代以来,低合金高强钢领域取得了惊人的进展,由此而形成了“现代低合金高强钢”,在合金设计及生产工艺诸方面导入了很多新的概念,主要的是:(1)Nb、V、Ti等强烈碳化物形成元素的应用,以及晶粒细化和析出强化为主要内容的钢的强韧化机理的建立,出现了新一代的低合金高强钢,即以低碳、高纯净度为特征的微合金化钢;
(2)低合金高强度钢不再是“简易”生产的普通低合金钢,而是采用一系列现代冶金新技术生产的精细钢类,包括铁水预处理、顶底复吹转炉冶炼、钢包冶金、连铸、控扎控冷(热机械处理)等技术得到普遍应用,已成为低合金高强度钢的基本生产流程。
高强钢的焊接性能也是塔杆设计和制造部门比较关心的一个问题,这主要包括两个方面,一时裂纹敏感性,二是焊接热影响区的力学性能。
如果焊接工艺不当,高强钢焊接时,有焊接热影响区脆化倾向,易形成热裂纹,冷却速度较快时,有明显的冷裂倾向。
1、焊接性试验的相关内容
试验目的
评价母材焊接性能的好坏,确定合理的焊接工艺参数。
试验方法
最常用的方法(直接法):焊接裂纹试验(冷裂纹试验、热裂纹试验、再热裂纹试验、脆性断裂)。
计算法(间接法):碳当量法、焊接裂纹敏感指数法。
式中:
焊接冷裂纹敏感性分析
钢材的焊接冷裂纹敏感性一般与母材和焊缝金属的化学成分有关,为了说明冷裂纹敏感性与钢材化学成分的关系,通常用碳当量来表示。
计算碳当量的公式很多,对于Q420钢,采用了国际焊接学会(IIW)推荐的非调质钢碳当量Ceq(IIW)计算公式(公式1)和日本工艺标准(JIS)推荐的碳当量Ceq(JIS)计算公式(公式2)进行计算。
根据JGJ81—2002规定:钢材碳当量小于,焊接难度一般;在—范围内,焊接程度较难。
热影响区最高硬度试验
热影响区最高硬度试验是以测定焊接热影响区的淬硬倾向来评定钢材的冷裂纹敏感性。
试验按照—84《焊接热影响区最高硬度试验方法》的规定进行。
试验检测面经打磨抛光后,用2%硝酸酒精溶液浅腐蚀后,参照如图1所示。
图1 硬度的检测位置
斜Y坡口焊接裂纹试验
斜Y坡口焊接裂纹试验(小铁研)主要是评定焊接热影响区产生冷裂纹的倾向性。
试参照—84《斜Y坡口焊接裂纹试验方法》的规定进行。
试验焊缝结束后,经48小时后进行裂纹检查。
钢材的韧脆转变温度
以得到27J的V型夏比冲击值所对应的试验温度作为韧脆转变温度,测定Q420的韧脆转变温度。
测定方法如下:直接将角钢加工成冲击试样,并分别在20℃、0℃、-20℃和-40℃下进行冲击实验,根据实验结果推断出冲击值为27J时所对应的温度即为韧脆转变温度。
冲击功值见图2。
图2 Q420韧脆转变温度
结果表明:0℃时Q420角钢的冲击值大于27J,-5℃时冲击值约在27J,因此Q420的韧脆转变温度约在-5℃。
加工单位应注意:在寒冷地带施工时不要造成构件的损伤,如缺口等。
2、Q420焊接影响因素的控制
焊接方法的选择
高强钢常用的焊接方法有焊条电弧焊、CO 2 气体保护焊等,为了减少电弧热量对母材的影响, 应采用能量较为集中的焊接方式, 如CO 2 气体保护焊和混合气体保护焊。
为限制线能量, 不能采用大直径的焊条或焊丝, CO 2 气体保护焊时宜采用ф或ф的焊丝。
焊接材料
选择焊接材料时一般要求所得焊缝金属在焊态下应具有接近于母材的机械性能, 即“等强匹配”。
在特殊条件下, 如结构的刚度很大、冷裂纹很难避免时, 选
择比母材强度稍低的材料作为填充金属, 即“低强匹配”, 在少许牺牲焊缝强度而提高韧性的情况下, 对焊接接头的性能更为有利。
保护气体
在用CO 2 气体保护焊焊接高强钢时,CO 2 气体纯度是影响高强钢焊接的重要因素之一, 应符合HG/T2537-1993规定或达到GB/T6052-1985规定的优等品要求,一般要求CO 2 的体积分数在% 以上。
试验表明: CO 2 的体积分数小于% 时在焊缝中易出现气孔, 当CO 2 体积分数高于% 时才能得到致密焊缝。
对CO 2 气体的提纯有两种方法: 一是在使用前将气瓶倒立静置放水的简易方式; 二是在供气装置和设备间设置2 个~ 3 个干燥器, 以得到纯度较高的气体。
坡口处理
坡口内的锈蚀、水分、油污等也会导致气孔和冷裂的产生, 所以在进行低合金高强钢的焊接时, 一定要把坡口处理干净。
为了减少焊接量, 在板厚大于
20mm 的钢板拼接时尽量采用熔敷量较小的U形或X形坡口。
3、工艺参数的选择
焊接顺序
焊接顺序的选择应遵循以下原则:
(1)尽可能让焊缝能自由收缩, 减少施焊时的拘束度, 图纸设计时应避免交叉焊缝, 有交叉时设计应力释放孔;
(2)先焊接收缩量大的焊缝, 减少内应力;
(3)把部件整体结构划分为若干个小部件, 将小部件按要求焊接后再组装成大部件, 这样就大大减少了总装时的焊接量, 减少一次受热量。
焊接电流、焊接电压和焊接速度
从减少裂纹的方面出发, 焊接电流要大, 焊接速度慢些为佳;但从减少热影响区脆化的角度出发, 焊接电流要小, 焊接速度要快。
因此在焊接电流的选择上要兼顾两者的冷却速度范围, 上限取决于不产生裂纹, 下限取决于热影响区不出现脆化的混合组织。
在支架生产中常用的高强钢板厚为10mm~ 50mm , 接头形式有T 形接头(主筋、筋板、顶
板间) , 对接接头(板材拼接) , 角接接头(侧板与上板、顶板间)。
在使用ф焊丝时, 焊接电流为280A~ 410A , 焊接电压为29V~ 40V , 焊接速度为20m/h~ 35m/h。
焊接层数
为限制过多热量的输入, 降低母材的过热程度, 高强钢焊接时应尽量采用多层、多道焊, 而且最好采用窄道焊而不作横向摆动的运条技术。
每层焊道以不超过7mm 为宜。
这样前一层焊道对后一层焊道有预热作用, 后一层焊道又对前一层焊道起了缓冷的效果, 相互影响, 在严格控制层间温度(≤2 000℃) 的条件下,有效减少了裂纹的出现和热影响区性能的变化。
焊前预热和焊后热处理
高强钢经常在焊态下使用, 焊后一般不进行焊后热处理。
焊前预热应根据钢板厚度、屈服强度和母材温度决定。
在外界温度太低时应进行焊前预热, 板材强度越高、钢板越厚, 预热温度就越高, 预热温度一般为20℃~ 150℃。
母材温度不能低于10℃, 若低于10℃, 必须进行预热。
4、Q420 焊接工艺评定
选择焊接材料及确定焊接接头性能指标时应遵循与Q420钢材的化学成分及力学性能保持一致。
(1)焊瘤
焊瘤,亦称满溢。
熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上,堆积形成焊瘤。
在焊瘤处,常伴有局部未熔合。
焊瘤是由填充金属过多引起的,与间隙和坡口尺寸大小、焊速高低有关。
(2)咬边
沿着焊缝与母材交界部位烧熔形成凹陷或沟槽的现象,称之为咬边。
由于焊缝与母材交界处被熔去一定深度,而填充金属又未能及时补充,即形成咬边,如图所示。
焊接时电流过大且焊速高时,以及焊条角度不当时,都可能产生这种缺陷。
(3)烧穿
烧穿是指部分熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔的现象。
这种缺陷在管壁较薄地钢管相贯节点焊接时,最容易发生。
当焊接电流过大,焊速过慢或电弧在某处停过久或间隙坡口尺寸过大时,都有可能形成这种缺陷。
(4)弧坑
弧坑,是指在焊缝末端所形成的椭圆形凹坑。
它是由操作者在即将焊完收弧时,电弧突然撤离所造成的。
(5)为焊透
熔焊时,焊接接头根部未完全焊透的现象,称为未焊透,如图所示。
未焊透意味着焊接接头受力截面减少,严重影响焊接接头,而且,它是应力最容易集中的地方。
在钢管相贯节点焊缝中,是不允许有未焊透缺陷存在的。
这种缺陷无法用肉眼发现,一般要经过X光、超声波等探伤才能发现。
形成未焊透的主要原因,是焊接电流太小,焊速过高或坡口角度太小,钝边太厚以及焊条直径过大等。
(6)未融合
熔焊时,焊道与母材之间或焊道与焊道之间,未能完全熔化的部分称为未熔合。
(7)夹渣
残留在焊缝中的熔渣和其他外来物即为夹渣。
焊接时,电流过小,焊速过快,致使焊缝金属冷却太快,夹渣来不及浮出;运条不正确,熔渣不易浮出,多层焊时前层焊缝的熔渣未清除干净等都能造成夹渣。
(8)气孔
气孔是焊缝常见的工艺缺陷之一,按其在焊缝的位置可分为表面气孔和内部
气孔。
(9)裂纹
生产中由于各钢种和焊接结构本身特点的不同,可能出现各种裂纹,其中有焊缝的表面裂纹、内部裂纹,有热影响区的横向裂纹、纵向裂纹,有焊道下得裂纹、弧坑处的裂纹等。
裂纹有时出现在焊接过程中,有时出现在放置或运行过程中,即延迟裂纹。
这种裂纹在其发展前至今无法检测。
(10)角焊缝焊角尺寸hf过大
hf≈t/2时,T形试样弯曲合格。
5、结论
通过对Q420高强钢的焊接性尤其是焊接生产中易出现问题的分析, 在制定了相应的工艺措施后,及焊后的工艺评定后,保证了焊接效果, 得到了良好的高强钢焊接接头, 完善了焊接工艺, 拓宽了产品的生产范围, 使Q420高强钢焊接能力又上了一个新的台阶。