Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析
电力钢结构Q460钢工艺焊接性试验探讨
电力钢结构Q460钢工艺焊接性试验探讨摘要:电力钢结构作为电力系统的骨干支撑体系，在电力生产、传输过程中发挥着重要作用。
Q460作为低合金高强度钢，已经广泛应用于电力钢结构之中。
探讨Q460钢工艺焊接特性，对提高电力钢结构焊接工艺有着重要意义。
本文从焊接性试验的内涵入手，对电力钢结构Q460钢工艺焊接性试验进行探讨，以供参考。
关键词:Q460钢；电力钢结构；焊接性试验随着我国社会和经济的快速发展，对电力的需要越来越大，电力系统面临新的机遇和挑战。
电力钢结构是支撑电力系统的重要支柱，直接关系到电力生产和传输等环节的稳定和安全，对钢材的要求也越来越高。
Q460低合金高强度钢具有良好的焊接性和力学性能指标，已经广泛应用于电力系统、生产厂房、起重机、钻井平台、石油管线等诸多领域，不仅减轻了钢结构自重，还有效的节约了成本、提高了效率、缩短了工期。
由于Q460钢冶炼时需要加入部分合金元素来提高钢的强度,因此可能增大其淬硬倾向及焊接裂纹的敏感性，限制了Q460钢在电力钢结构中的应用。
本文着重对Q460钢的工艺焊接性进行了探讨，对提升Q460钢的焊接工艺提供了技术支撑。
一、焊接性试验的内涵所谓焊接性，就是指钢材等材料在特定的施工条件下，按设计要求焊接成规定的构件，以满足规范运营的能力。
焊接性试验，就是对母材金属的焊接性进行试验。
钢材的焊接性主要是衡量钢材在一定的工艺条件下，获得优质接头的难易程度和可靠运行的具体技术指标。
焊接性试验通常分为工艺焊接性和使用焊接性两种，其试验方法都包括直接法和间接法。
工艺焊接性是在一定的焊接工艺条件下，获得优质、无缺陷焊接接头的能力。
这并非试验性钢材本身固有的性能，而是根据焊接方法和具体工艺来综合评定的。
可见，工艺焊接性与焊接过程密切相关。
其试验直接法主要包括：热焊接裂纹、焊接冷裂纹、再热裂纹试验焊接层状撕裂、热应变时效脆化和焊接气孔敏感等试验。
其试验间接法主要包括：裂纹敏感指数法、碳当量法、连续冷却组织转变图法、相组织分析及断口分析法、HAZ最高硬度法、焊接热及应力模拟试验等。
浅论低合金高强钢焊接工艺
Ｉ
浅论 低 合 金 高 强钢 焊 接 工 艺
聂 卫 东 （华 电 重 工 股 份 有 限 公 司 河 南 郑 州 ４５００００）
中 图分 类号 ：ＴＢ
文 献标 识码 ：Ａ
文 章编 号 ：１６７３—５８１１（２０１３）０２—０１１２—０１
摘要 ：钢 结 构 具有 强 度 高 、塑 ·胜好 的特 点 。但 铜 结构截 面小 、板厚 薄 ，变形 问题 突 出。本 文从 低 合金 高强钢 的特 征 出发 ，浅论 其 焊接 工 艺 ．掌握 焊接 方 法 ，防止 焊 接 变形 。 关键 词 ：钢 焊接 工 艺 焊接 变形 方 法
产 费 用 低 能获 得 较 好 的 经 济效 益 比较 容 易 实 现 焊 接过 程 的半
㈤ 反 变形 法
自动 或 自动 化 通 常 ．对 于对 强 度 等 级 较低 的焊 接 件 各种 方 法 都
向 ．对 焊 后 不 进 行 热 处 理 的焊 件 ．必 须 严 格 控 制 焊 接 区 的 扩散 氢 生变 形 构 件 组 装 时 ．为 使 焊 接接 头 均 匀 受 热 以消 除 应 力 和减 少
含 量 以 及 选 择 合 适 的 焊 接 方 法 和 焊 接 工 艺 参 数 。特 别 是 随着 焊 变 形 ．应 做 到 对 接 间 隙 、坡 １：３角 度 、搭 接 长 度 和 Ｔ形 贴 角 连 接 的 接 线 能 量 的 提 高 ．传 统 低 合 金 高 强钢 的 焊 接 热 影 响 区 性 能 恶 化 ． 尺 寸止 确 ，其 形 式 、尺 寸应 符 合 设计 和焊 接 规 范 要 求 。
的钢 种 具 有 良好 的 可 焊 性 、耐 蚀 性 、耐 磨 性 、成 形性 ，通 常 以 板 、 架 或 转 动 胎 具 ．以便 形 成 船 形 位 置焊 缝 ．否 则 可 由 两个 或 四 个 焊
Q460低合金钢板在液压支架结构件制造中焊接工艺的研制
文章 编号 ：１ ０ ０ ９ － ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ － ０ ０ １ ７ － ０ ２
我 厂作 为 同煤 集 团生 产制 造 液压 支 架 的一 个 主要 单
Ｃ 》
位 ，担 负着全公 司液压支架 的制 造任务 。针对用户 的地理 地质条件 （ 即三 软煤 层 的项 、底 板软 ，煤 层软 ）在尽 量降 低支架 对煤 层顶 、底板 的比压面 ，选用 （６ １ ２ ￣ ２ ０ ｍ ｍ ）较 小厚度的Ｑ ４ ６ ０ 高强度板材作为主要材料 的一套液压支架 。
送 丝 速 度 ： 中１ ． ２ 焊丝取Ｖ ＝ １ ８ ￣２ ０ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ 。
２ ． ２ ． ４ 气 体流量 ：
Ｉ ＜３ ０ ０ Ａ 时 ，取 １ ５～ ２ ０ Ｌ ／ ｎ ｌ ｉ ｎ ；Ｉ ＞３ ０ ０ Ａ 时 ， 取
１ ７
焊接 电流应符合Ｌ ＝ ０ ０ ． ４ Ｉ ＋ ６ ～１ Ｏ 的匹配关系 。
Ｉ ≤２ ０ ０ ￣２ ５ ０ Ａ 时 ，Ｌ ＝ Ｉ ２ ￣１ ４ ｍ ｍ ；
Ｉ ＞ ２ ５ ０ ￣３ ０ ０ Ａ 时 ，Ｌ ＝ １ ５ ￣１ ７ ｍ ｍ ；
Ｉ ＞３ ０ ０ ￣３ ５ ０ Ａ 时 ，Ｌ ＝ １ ７ ￣２ Ｏ ｎ ｎ ｎ 。
摘 要 ：文 章 介 绍 了Ｑ ４ ６ ０ 高 强度 板 的焊 接 工 艺及 通 过 试 验 证 明 焊接 材 料 的选择 及 焊 接 工 艺 方 法 均符 合 焊接
要 求。
关键 词 ：液压 支架； 焊接 ；焊接 工艺 ；试样 ；低 合金钢板 中图分类 号 ：Ｔ Ｇ ４ ５ ７
文 献标 识码 ：Ａ
用较为合理 的参数 。
２ 种焊 丝共 试验 ８ 次 。Ｇ Ｈ Ｓ ６ ０ 高强度 焊 接焊丝 ４ 件试 样 ，抗
Q460C低合金高强钢焊接工艺及应用
Q460C低合金高强钢焊接工艺及应用中车齐齐哈尔车辆有限公司（黑龙江 161002）聂友明陈增有胡永明【摘要】通过一系列焊接试验，完成Q460C低合金高强钢焊接材料的选配及相关焊接工艺评定试验，确定合适的焊接参数，并通过在我公司新型特种铁路运输车应用，系统的掌握该钢材的焊接工艺性，从而保障该钢材在铁路货车上批量应用的可靠性。
关键词：低合金高强钢；冷裂敏感试验；焊接工艺我公司为适应国内外市场新的铁路货车应用领域需求，自主设计研发了一款新型铁路特种运输车。
由于该车设计结构复杂，传统牌号的钢材无法满足该车运用要求，因此亟需一种新型钢材填补该领域空白。
在这个背景下，我们综合考虑力学性能，选定了Q460C低合金高强钢作为该款新型铁路运输车用新材料，并围绕该新钢材，开展了一系列焊接试验并结合样车试制过程相关经验，掌握了该钢材焊接工艺试验数据及焊接生产经验，从而为该新型铁路特种运输车的试制成功奠定了基础。
1. Q460C钢材性能介绍Q460C为低合金高强度钢，具有良好的塑韧性，主要用于各种大型工程结构、载荷大的轻型结构上，在铁路货车上应用较少。
我公司选用该钢种厚度在30~60mm之间，属于中厚板材。
根据该钢材入厂复验数据分析，公司采购的Q460C低合金高强钢化学成分及力学性能符合GB1591等相关标准要求。
具体试验数据详如表1、表2所示。
为分析该钢材的焊接性，我们根据国际焊接学会碳当量计算公式计算：CE=0.44＞0.4，判定该种钢为具有一定淬硬倾向的钢，且随着板厚的增加，淬硬倾向将进一步加大，焊接难度也随之增加。
2. 焊接材料选择我们通过与钢材生产厂家及焊材厂家进行沟通交流，并查阅大量相关资料，选取了与Q460C低合金高强钢强度相匹配的ER60—G焊丝及J606焊条进行试验。
首先，按相关焊材标准对焊材化学成分及熔敷金属力学性能进行了入厂复验，结果显示以上表1 钢材化学成分（质量分数）（%）序号钢材规格C Si Mn P S Nb V Ti Cr Ni Cu N Mo B Als—Q460C标准≤0.2≤0.6≤1.8≤0.03≤0.03≤0.11≤0.2≤0.2≤0.3≤0.8≤0.55≤0.015≤0.2≤0.004≥0.0151Q460C实测值0.170.32 1.520.0150.0030.0360.0410.0110.0270.0120.0070. 0030.0010.00030.029表2 钢材力学性能要求值及复验值钢材规格拉伸试验冲击吸收能量（0°，J）冷弯180°试验抗拉强度/MPa屈服强度/MPa断后伸长率（%）123平均30mm厚Q460C标准550〜7204401734d=3a完好30mm厚Q460C实测值61847224.3217232242230合格焊材符合标准要求。
低合金高强钢的焊接性及其焊接工艺措施
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（） 热 。 热 是 防 止 裂纹 的有 效 措 施 ， 且 还 有 助 于 改 善 接 头 性 能 。 预 热会 恶化 劳 动 条 件 ， 生 产 １预 预 并 但 使 工艺 复杂 化 ， 高 的 预 热 温 度还 会 降低 接 头韧 性 。 此 ， 前 是 否 需 要 预热 以及 预 热 温度 的确 定 应 根据 钢 过 因 焊 材 的成 分 （ 当量 ）板 厚 、 构 形 状 、 度 大 小 以及 环 境 温 度 等 决 定 。 碳 、 结 刚
Ａｎ ａ ｓｏ ｅ Ｃ ＲＰ． ９ ３ ｎ ｌ ｆ ｈ Ｉ ｔ １９ ．
焊接 电源起 闭 、 阀起 闭和关 节 限位 等 状态 量 的 自 气
动控制 和监 控 。 通过 Ｐ Ｃ与上 位机 软件 建立 的接 ＭＡ 口实现 了其与上 位机 间的数据通 信 。试 验结果 表 明
采 用 该 设 计 方 案 ， 以 实 现 开 放 式 机 器 人 的 接 口设 可
会 导 致 在 热 影 响 区 出现 马 氏 体 组 织 。
（） 裂 纹 。 合 金 高 强 钢 焊 接 时 ， 影 响 区 的 冷 裂 倾 向加 大 ， 且 这 种 冷 裂 纹 往 往 具 有 延 迟 的性 质 ， ２冷 低 热 并 危 害 性 很 大 。例 如 ， 料 为 １Ｍｎ ｏ ｂ钢 、 厚 １５ｍ 的 一 大 型容 器 ， 材 ８ ＭＮ 壁 １ ｍ 由于 预 热 温 度 不 够 ， 后 在 热 影 响 焊
区形 成 大 量 冷 裂 纹 。
低 合 金 高 强 钢 的 定 位 焊 缝 很 容 易 开裂 ， 原 因是 由 于 焊缝 尺 寸 小 、 度 短 、 却 速 度 快 ， 种 开 裂 属 其 长 冷 这
低合金高强度钢的焊接工艺
低合金高强度钢的焊接工艺1）焊接方法的选择低合金高强度钢可采用焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、气电立焊、电渣焊等所有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结构、板厚、堆性能的要求及生产条件等。
其中焊条电弧焊、埋弧焊、实心焊丝及药芯焊丝气体保护电弧焊是常用的焊接方法。
对于氢致裂纹敏感性较强的低合金高强度钢的焊接，无论采用那种焊接工艺，都应采取低氢的工艺措施。
厚度大于100mm低合金高强度钢结构的环形和长直线焊缝，常常采用单丝或双丝载间隙埋弧焊。
当采用高热输入的焊接工艺方法，如电渣焊、气电立焊及多丝埋弧焊焊接低合金高强度钢时，在使用前应对焊缝金属和热影响区的韧性能够满足使用要求。
2）焊接材料的选择低合金高强度钢焊接材料的选择首先应保证焊缝金属的强度、塑性、韧性达到产品的技术要求，同时还应该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采用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行烘干。
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。
3）焊接热输入的控制焊接热输入的变化将改变焊接冷却速度，从而影响焊缝金属及热影响区的组织组成，并最终影响焊接接头的力学性能及抗裂性。
屈服强度不超过500MPa的低合金高强度钢焊缝金属，如能获得细小均匀针状铁素体组织，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控制焊接冷却速度。
因此为了确保焊缝金属的韧性，不宜采用过大的焊接热输入。
焊接操作上尽量不用横向摆动和挑弧焊接，推荐采用多层窄焊道焊接。
热输入对焊接热影响区的抗裂性及韧性也有显著的影响。
低合金高强度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别较大，焊接时钢材的状态各不相同，很难对焊接热输入作出统一的规定。
Q460焊接
浅析低合金高强钢的焊接工艺郭炳武摘要：从冶金原理、化学成分分析低合金高强钢的焊接性。
以700t浮式起重机吊臂主肢（Q460D无缝管）为例，从焊材选用、焊前准备、焊接工艺、焊后热处理等几方面提出要求，保证钢管对接焊缝达到要求关键词：低合金高强钢、无缝管、单面焊双面成形、UT探伤1、概述当今科技水平的迅猛发展，对钢材的要求越来越高。
低合金高强钢在保证良好的焊接性的同时，可以达到更强更好的力学性能指标。
所以低合金高强钢的应用对于减少产品自重，节约成本、降低制造难度、提高工作效率、缩短工期等方面起到了积极作用。
当今低合金高强钢被广泛应用于海上浮式起重机、石油钻井平台、石油管线等大型及高压设备。
对低合金高强钢焊接工艺的研究也变得越来越广泛和深入。
下面以公司刚刚制作完成的700t全回转浮式起重机吊臂主肢管对接为例，从Q460D的冶金原理、化学成份、焊接工艺等几个方面对低合金高强钢的焊接性进行分析说明。
2、冶金原理传统的钢材习惯采用提高含碳含量的方法来提高强度，而含碳量的增加就会降低材料的焊接性。
低合金高强钢打破传统C、Mn、Si 系钢的传统思想，加入V、Nb、Ti、Cu、Re、B等多种微量合金元素，细化晶粒、净化基体，同时控制S、P、O、N、H的含量，并通过适当的热处理工艺提高其综合性能。
此类钢的冷裂纹敏感系数P cm≤0.2%，碳当量CE≤0.4%3、Q460D的焊接性分析碳当量计算公式按下式：W CE=W C+W Mn/6+W(Cr+Mo+v)/5+S i/24+(N i+C U)/15=0.2%+0. 21%+0.16%+0.02%+0.04%=0.63%可以看出，对于正火状态交货的Q460D的W CE≥0.45%，焊接时有明显的淬硬倾向，热影响区容易形成脆而硬的马氏体组织，塑性和韧性下降，耐应力腐蚀性能恶化。
冷裂纹倾向增加，因此焊接时需要较小的线能量，焊接线能量过高，会导致热影响区性能降低；；减少高温区停留时间；同时为防止产生裂纹，焊接过程中应严格保持低氢条件，因此焊接材料应严格脱脂，采用C02气体保护焊。
浅谈Q460低合金钢板的焊接工艺
浅谈Q460低合金钢板的焊接工艺我厂作为同煤集团生产制造液压支架的一个主要单位，担负着全公司液压支架的制造任务。
针对用户的地理地质条件（即三软煤层的顶、底板软，煤层软）在尽量降低支架对煤层顶、底板的比压面，选用（δ12～20mm）较小厚度的Q460高强度板材作为主要材料的一套液压支架。
1 Q460低合金钢高强板的焊接特性该板材的物理性能，其屈服强度为460MPa、抗拉强度为700MPa的低合金高强度结构用钢，其供货方多以正火供货，根据钢板材质中加入多种元素（如：Mn、V、Gr、Ni、Mo）结构件施焊后的主要问题是冷裂纹和脆化，焊接热影响区晶粒有增大的倾向，是一种属于焊接性能较差的材料。
为了保证结构件焊接质量，根据本厂实际情况，并进行多次焊接试验、工艺评定及工艺会签，采取措施：控制施焊场地的环境温度和焊接件预热温度，焊接工艺方法采用较为合理的参数。
2 确定焊接工艺参数2.1 选用焊接材料选择焊接材料时，应保证焊缝的强度、韧性和塑性等性质符合产品设计要求，采用等强匹配与等低强匹配相结合的原则选择与母材强度相当的焊接材料，如H08Mn2SiA、GHS60，为了保证焊接综合机械性能，进行工艺评定，做了拉伸、弯曲、金相、焊接性能实验。
2.1.1 试件准备：（1）试件选用δ16的16Mn和Q460钢板两种由数控下料，下料尺寸为300mm×150mm共8件。
（2）试件坡口通过机械加工制成，坡口尺寸及形状见图1。
（3）焊接分别采用H08Mn2SiA、Φ1.2焊丝各焊两件，环境温度20℃±5℃（焊机为YD-500KBRIVTA型CO2气保焊机）电弧电压28～30V，焊接电流280～300A，送丝速度18±2m/min，杆伸长度12～20mm，气体流量18±2L/min，焊接层数4层10道。
（4）焊后对焊缝表面进行机械加工及取样，形状及尺寸见图2（2种焊丝试样各4块，共8件）。
Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析
Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析蔺云峰（山西焦煤霍煤电集团机电总厂，山西霍州，031412）摘要：介绍了Q460低合金结构钢的主要成分、力学性能，给出了焊接Q460低合金高强度钢的焊接应选用的焊接材料和焊接设备，对焊接过程中存在的主要问题提出了解决的办法。
关键词：Q460；焊接工艺；焊接性能液压支架的作用是有效地支撑工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
它与采煤机和输送机配套使用，实现采煤综合机械化。
其使用寿命取决于本身结构的质量。
由于支架结构件工作环境恶劣，使用过程中承受动、静载荷，存在应力腐蚀现象等。
为了保证支架结构件在使用过程中动作可靠，支架尺寸稳定性的要求，以及预防焊接过程中产生冷裂纹、热裂纹及气孔现象，我公司液压支架结构件大多采用Q460低合金高强度钢。
经过反复试验，我们完善了Q460低合金高强度钢的焊接工艺。
1．Q460低合金结构钢主要成分及力学性能（1）Q460低合金高强度钢是在16Mn钢的基础上加入Cr，Ni，V，Ti等合金元素炼制而成。
钒和钛的加入，能使钢材强度增高，同时又能细化晶粒，减少钢材的过热倾向。
Q460低合金高强度结构钢的力学性能见表1，Q460低合金高强度结构钢的成分见表2。
（2）焊接性分析。
低合金钢焊接具有热裂纹、冷裂纹、淬硬倾向及氢致裂纹敏感性强等主要特点。
碳当量是判断焊接性最简便的方法之一。
碳当量是指把钢中合金元素（包括碳的含量）按其作用换算成碳的相当含量。
随着碳当量的增加，钢的塑性急剧下降，并且在高应力的作用下，产生焊接裂纹的倾向也大为增加，焊接时有明显的淬硬倾向。
因此焊接时，需较小的热输入。
同时，氢致裂纹是低合金结构钢焊接接头最危险的缺陷，所以需要采取适当预热，控制线能量等工艺措施。
表1Q460低合金高强度结构钢的力学性能牌号屈服强度σs/MPa抗拉强度/MPa伸长率δ5/%Q460 460 550～720 17表2Q460低合金高强度结构钢的成分（％）w（C）w（Si）w（Mn）w（S）w（P）5w（Cr）w（Ni）w（Ti）w（Nb）≤0.2≤0.551.0～1.7 ≤0.035≤0.03≤0.7≤0.70.02～0.2 0.015～0.062．焊接材料及焊接设备的选用（1）结合性能与使用性能是选用焊材的决定因素。
低合金高强钢Q460D中厚板钢材焊接试验研究盛文义张磊周克张三喜_1
低合金高强钢Q460D中厚板钢材焊接试验研究盛文义张磊周克张三喜发布时间：2021-11-02T06:14:18.365Z 来源：基层建设2021年第23期作者：盛文义张磊周克张三喜[导读] 由于钢板焊接技术的广泛应用，焊接结构的强度性能成为全世界的焦点中国建筑第八工程局有限公司上海市 200000摘要：。
由于数值模拟方法可以综合反映工程结构的综合性能，所以这种方法是研究焊接结构的重要手段。
然而数值模拟方法需要将计算结果与实测值进行比较。
在验证了其精度之后，可以有效地应用于焊接结构的研究。
因此，准确测量焊接结构的相关参数是验证数值模拟方法有效性的重要前提。
为了研究低合金高强钢Q460D在多轴应力下的破坏性，研究应力状态对结构破坏特性的影响。
低合金高强钢Q460D的延展性和破坏机制具有很大的应力效应。
延展性破坏标准可以正确把握由于应力三轴度增加而导致的延展性减少的倾向，为现场焊接工作提供有效的理论依据。
关键词：Q460D，断裂性能，焊接实验，钢材，现状分析.一、引言焊接对于现代产业的各个部门来说是重要的材料加工技术。
在金属结构制造中起着重要的作用。
据2007年发表的《中国焊接材料的市场需求和开发动向》显示，2006年中国钢铁产量420万吨，占世界钢铁生产的34%，焊接材料输出约320万吨，占世界焊接材料生产的50%。
中国是世界上最大规模的钢铁和焊接材料国家。
低合金高强钢Q460D中厚板具有优良的传统机械性能，但是对其焊接性没有进行系统的研究。
考虑到钢板强度和焊接结构用钢的大量使用，钢板的焊接性变得尤其重要。
因此，需要深入研究钢板的焊接性。
根据厚钢板的焊接适应性，对低合金高强钢Q460D中厚板代表性接合接头进行了焊接测试。
以厚钢板的硬化趋势为中心，采用了FCAW和GMAW焊接方法进行试件的试验研究。
二、钢材焊接的现状2.1、残余应力的测量研究概况残留应力测定法的调查研究始于1930年代。
在研究初期，大部分的机械测量方法对零件有很大的破坏。
Q460NC低合金高强钢焊接组织与性能分析
Q460NC低合金高强钢焊接组织与性能分析发布时间：2021-05-31T09:55:41.023Z 来源：《基层建设》2020年第30期作者：陈孝程[导读] 摘要：本文通过厚度12mm的Q460NC在预热温度60℃的条件下，对ER50-6、H08MnMoA和ER69-1三种焊丝的焊接接头组织、力学性能进行研究，并选用力学性能最优的一种焊丝作为焊接材料，将选用的焊接工艺作为实际焊接参考的焊接参数。
中石化长输油气管道检测有限公司江苏徐州 221008摘要：本文通过厚度12mm的Q460NC在预热温度60℃的条件下，对ER50-6、H08MnMoA和ER69-1三种焊丝的焊接接头组织、力学性能进行研究，并选用力学性能最优的一种焊丝作为焊接材料，将选用的焊接工艺作为实际焊接参考的焊接参数。
关键词：低合金；焊接；组织；性能 1MAG焊对接接头焊接试验1.1Q460NC钢母材组织如图1所示为Q460NC低合金高强度钢的母材组织，图中的黑色条带状组织为珠光体，图中白色的条带状组织为铁素体。
铁素体和珠光体在轧制的作用下沿着轧制方向形成了平行交替的带状组织。
铁素体形成的白色带状组织为贫碳区，之后在碳及合金元素富集的铁素体边缘富碳区形成珠光体带。
这就形成了贫碳区和富碳区彼此交替堆叠的带状组织。
贫碳区的铁素体组织强度较低，塑性较好；富碳区的珠光体组织强度较高，条带之间力学性能相差较大。
1.2Q460NC母材力学性能通过实验测试Q460NC母材力学性能如表1，表2所示。
图1Q460NC母材组织表1Q460NC母材室温拉伸试验结果国家标准GB/T1591-2018《低合金高强度结构钢》中规定厚度12mm的Q460NC的屈服强度ReH≥460MPa，抗拉强度Rm的规定值在530-710MPa之间，断后伸长率A≥17%。
表-1中的实验数据表明该钢材拉伸性能符合国家标准的要求。
表2Q460NC母材冲击试验结果由表2表明该钢材冲击功符合国家标准要求。
Q460焊接
浅析低合金高强钢的焊接工艺郭炳武摘要：从冶金原理、化学成分分析低合金高强钢的焊接性。
以700t浮式起重机吊臂主肢（Q460D无缝管）为例，从焊材选用、焊前准备、焊接工艺、焊后热处理等几方面提出要求，保证钢管对接焊缝达到要求关键词：低合金高强钢、无缝管、单面焊双面成形、UT探伤1、概述当今科技水平的迅猛发展，对钢材的要求越来越高。
低合金高强钢在保证良好的焊接性的同时，可以达到更强更好的力学性能指标。
所以低合金高强钢的应用对于减少产品自重，节约成本、降低制造难度、提高工作效率、缩短工期等方面起到了积极作用。
当今低合金高强钢被广泛应用于海上浮式起重机、石油钻井平台、石油管线等大型及高压设备。
对低合金高强钢焊接工艺的研究也变得越来越广泛和深入。
下面以公司刚刚制作完成的700t全回转浮式起重机吊臂主肢管对接为例，从Q460D的冶金原理、化学成份、焊接工艺等几个方面对低合金高强钢的焊接性进行分析说明。
2、冶金原理传统的钢材习惯采用提高含碳含量的方法来提高强度，而含碳量的增加就会降低材料的焊接性。
低合金高强钢打破传统C、Mn、Si 系钢的传统思想，加入V、Nb、Ti、Cu、Re、B等多种微量合金元素，细化晶粒、净化基体，同时控制S、P、O、N、H的含量，并通过适当的热处理工艺提高其综合性能。
此类钢的冷裂纹敏感系数P cm≤0.2%，碳当量CE≤0.4%3、Q460D的焊接性分析碳当量计算公式按下式：W CE=W C+W Mn/6+W(Cr+Mo+v)/5+S i/24+(N i+C U)/15=0.2%+0. 21%+0.16%+0.02%+0.04%=0.63%可以看出，对于正火状态交货的Q460D的W CE≥0.45%，焊接时有明显的淬硬倾向，热影响区容易形成脆而硬的马氏体组织，塑性和韧性下降，耐应力腐蚀性能恶化。
冷裂纹倾向增加，因此焊接时需要较小的线能量，焊接线能量过高，会导致热影响区性能降低；；减少高温区停留时间；同时为防止产生裂纹，焊接过程中应严格保持低氢条件，因此焊接材料应严格脱脂，采用C02气体保护焊。
浅论低合金高强钢焊接工艺
浅论低合金高强钢焊接工艺浅论低合金高强钢焊接工艺摘要：钢结构具有强度高、塑性好的特点，但钢结构截面小、板厚薄，变形问题突出。
本文从低合金高强钢的特征出发，浅论其焊接工艺，掌握焊接方法，防止焊接变形。
关键词：钢焊接工艺焊接变形方法一、低合金高强度钢低合金高强度钢是钢铁产品中最富有特色和最具有竞争力的钢种。
具有良好的可焊性、耐蚀性、耐磨性、成形性，通常以板、带、型、管等钢材形式直接供用户使用的结构钢称为低合金高强钢。
它是在普通碳素结构钢根底上，通过合金化提高强度，并改善使用性能而开展起来的工程结构用钢。
它的主要特点是含碳量低，晶粒细小，屈服强度高，塑性好，并具有优良的低温韧性、耐蚀性、耐磨性、冷加工性和焊接性。
因此低合金高强度钢广泛应用于建筑、桥梁、车辆、船舶、压力容器、海上采油平台、石油管线等各种工程结构中，取得了显著的经济效益和社会效益。
二、低合金高强钢焊接工艺低合金高强钢焊接所面临的问题一是防止裂纹。
二是在保证高强度要求的同时，提高焊缝金属及焊接热影响区的冲击韧性。
焊接热影响区有产生冷裂纹和韧性下降的倾向，对焊后不进行热处理的焊件，必须严格控制焊接区的扩散氢含量以及选择适宜的焊接方法和焊接工艺参数。
特别是随着焊接线能量的提高，传统低合金高强钢的焊接热影响区性能恶化，易产生焊接冷裂纹问题，给大型钢结构的制造带来困难。
低合金高强钢常用的焊接方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、混合气体保护焊等。
在确定焊接方法时，必须考虑母材的强度等级、使用性能、施工难易及经济性。
从生产实际出发，所选择的焊接方法必须保证焊接产品的质量优良可靠，生产率高，生产费用低。
能获得较好的经济效益。
比拟容易实现焊接过程的半自动或自动化。
通常，对于对强度等级较低的焊接件各种方法都可采用，对于批量大、焊缝尺寸长的焊接件，采用埋弧自动焊优于其他焊接方法。
低合金高强钢焊接时，选择和制定合理的焊接工艺及标准是十分重要的。
应严格限制焊接线能量，控制焊接热影响区冷却时间不能过长，防止在过低的冷却速度下粗晶区出现上贝氏体。
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。
电站塔机用低合金高强度钢的焊接工艺分析
电站塔机用低合金高强度钢的焊接工艺分析摘要：低合金高强度钢具有的优良机械性能和焊接性能等特点广泛的应用于大型、超大型电站起重机主结构中。
本文针对电站塔机塔身、起重臂等主要结构件中低合金高强度钢的焊接方法及焊接工艺进行全面的探讨。
关键词：低合金高强度钢；焊接方法；焊接工艺1.钢材的焊接工艺及低合金高强度钢的应用现状分析1.1钢材的焊接工艺分析随着科技的发展，钢材的焊接工艺及焊接方法也在不断的创新当中。
当前，钢材的焊接方法主要包括以下四种：手工电弧焊焊接方法、埋弧自动焊焊接方法、CQ2气体保护焊接方法、电渣焊与气电立焊的焊接方式。
1.2低合金高强度钢的应用现状分析低合金高强度钢的在当前逐渐被广泛应用开来。
一般而言，低合金高强度钢主要指的是抗拉强度在500兆帕到1000兆帕之间的钢材，目前应用在国内电站起重机主结构上主要包括Q345D、Q460D、Q550D等，如果抗拉强度超过1000兆帕，则一般被称作是超高强钢。
由于低合金高强度钢的含碳量较低，在焊接的过程中需要注意相应的问题，主要有以下三点。
即：热影响区的软化、热影响区的脆化及焊接冷裂纹。
热影响区的软化是指在温度达到一定的限度后，碳化物积聚而导致的软化现象；影响区的脆化是因为焊接时的冷却速度较慢而导致的脆性组织生成；冷裂纹的出现，则是因为低合金高强度钢的淬透性比较大，从而使得冷裂问题有了出现的可能性。
1.3低合金高强度钢的焊接性能分析钢材的焊接性能主要通过热裂纹、冷裂纹及热影响区的性能变化来分析。
首先，由于高强度钢的C及S的含量较低，而Mn的含量较高，对C、S杂质的控制较为严格，因此一般不会出现热裂纹；其次，低合金高强度钢的含碳量较少，一般在0.20%以下，添加适量的Mn、Mo等合金元素及微合金化元素，并进行轧制工艺或者热处理工艺来保障钢的强度及韧性的同时，促使钢材具有良好的性能；再者，低合金高强度钢的热处理工艺比较严格，而在焊接的过程中往往会受到实际因素的影响。
Q460高强钢厚板焊接施工工法
Q460高强钢厚板焊接施工工法一、前言Q460高强钢厚板焊接施工工法是一种常用于船舶、桥梁、建筑等领域的焊接工艺，具有焊接效率高、焊接质量高、施工安全性好等特点。
本文旨在对该工法进行详细介绍，让读者了解其工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施以及经济技术分析等方面的内容。
二、工法特点Q460高强钢厚板焊接施工工法具有以下特点：1、焊接效率高：采用多重传热方式，使焊接速度快，焊接效率高。
2、焊接质量高：采用预热、保温、焊接等一系列措施，保证焊接质量。
3、施工安全性好：采用预防措施和安全管理制度，减少了施工过程中的危险因素。
三、适应范围该工法适用于船舶、桥梁、建筑等领域的焊接，尤其适用于焊接Q460高强度钢厚板。
四、工艺原理焊接过程需要对焊接工法、材料、焊接环境和施工质量进行掌控。
在Q460高强钢厚板焊接中，先要进行材料的分析和合适的预热处理，以满足设计要求；接下来进行预热，通过高温使板材中的水分和杂质挥发出去，热处理时采用逐层升温的方法，以减少热应力的影响，提高焊缝质量；焊接时需要调整焊接电流和电压，合适的控制焊接速度，使焊缝中的气缝极小或消除，提高焊接质量；施工过程中需要掌握质量和安全要求，做好各种预防措施。
五、施工工艺1. 材料准备：选择符合设计要求的Q460高强钢厚板，进行化学成分分析和机械性能测试，材料一旦达标，预热程序就可以开始。
2. 预热处理：布置拴好用于预热的焊接炉，把材料放入炉中进行预热处理，预热温度可以根据材料厚度调整，一般不低于100度，时间根据厚度可以预留适当的时间。
3. 焊接操作：将预热好的材料取出放在焊接基座上，设置好所需的工艺参数，例如焊接电压、电流、焊接速度、焊接时间等，同时注意焊接方向和角度。
对接好之后开始进行焊接，在完成第一次焊接后，需要进行修整，先把气切和焊渣挑掉，然后再用毛刷或者砂轮稍微去除一些表层焊渣，接下来再次焊接，焊接过程中注意提高电源稳定性，控制火焰大小，使焊缝中的气孔消除。
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Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析
蔺云峰（山西焦煤霍煤电集团机电总厂，山西霍州，031412）
摘要：介绍了Q460低合金结构钢的主要成分、力学性能，给出了焊接Q460低合金高强度钢的焊接应选用的焊接材料和焊接设备，对焊接过程中存在的主要问题提出了解决的办法。
关键词：Q460；焊接工艺；焊接性能
液压支架的作用是有效地支撑工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
它与采煤机和输送机配套使用，实现采煤综合机械化。
其使用寿命取决于本身结构的质量。
由于支架结构件工作环境恶劣，使用过程中承受动、静载荷，存在应力腐蚀现象等。
为了保证支架结构件在使用过程中动作可靠，支架尺寸稳定性的要求，以及预防焊接过程中产生冷裂纹、热裂纹及气孔现象，我公司液压支架结构件大多采用Q460低合金高强度钢。
经过反复试验，我们完善了Q460低合金高强度钢的焊接工艺。
1．Q460低合金结构钢主要成分及力学性能
（1）Q460低合金高强度钢是在16Mn钢的基础上加入Cr，Ni，V，Ti等合金元素炼制而成。
钒和钛的加入，能使钢材强度增高，同时又能细化晶粒，减少钢材的过热倾向。
Q460低合金高强度结构钢的力学性能见表1，Q460低合金高强度结构钢的成分见表2。
（2）焊接性分析。
低合金钢焊接具有热裂纹、冷裂纹、淬硬倾向及氢致裂纹敏感性强等主要特点。
碳当量是判断焊接性最简便的方法之一。
碳当量是指把钢中合金元素（包括碳的含量）按其作用换算成碳的相当含量。
随着碳当量的增加，钢的塑性急剧下降，并且在高应力的作用下，产生焊接裂纹的倾向也大为增加，焊接时有明显的淬硬倾向。
因此焊接时，需较小的热输入。
同时，氢致裂纹是低合金结构钢焊接接头最危险的缺陷，所以需要采取适当预热，控制线能量等工艺措施。
表1 Q460低合金高强度结构钢的力学性能
牌号屈服强度σs/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率δ5/%
Q460 460 550～720 17
表2 Q460低合金高强度结构钢的成分（％）
w（C）w（Si）w（Mn）w（S）w（P）5w（Cr）w（Ni）w（Ti）w（Nb）
≤0.2 ≤0.55 1.0～1.7 ≤0.035 ≤0.03 ≤0.7 ≤0.7 0.02～0.2 0.015～0.06 2．焊接材料及焊接设备的选用
（1）结合性能与使用性能是选用焊材的决定因素。
对焊缝的力学性能要求，抗拉强度就是由结合性能与使用性能决定的。
同时，考虑等强度的原则，选择H08MnMoA焊丝.
（2）点焊时选用E5515碱性焊条，此焊条熔敷金属抗拉强度最小值为550MPa，适用于全位置焊接，药皮为低氢钠型。
采用直流反接焊接。
用此焊条，由于脱氧完全，合金过渡容易，能有效地降低焊缝中的氢、氧、硫；焊缝中的力学性能和抗裂性能均比酸性焊条好。
焊接时采用短弧焊。
（3）焊接设备选用OTC500CO2气体保护焊机。
采用CO2气体保护焊的焊接方法，其焊接效率高，没有熔渣，熔池可见度好，热量集中，焊接热影响区窄，焊接变形小，焊接接头含氢量低。
焊接工艺参数见表4
焊接焊丝直径/焊丝伸出长度/焊接电流/电弧电压气体流量/
层次mm mm A /V （L/min）
打底焊 1.2 20 90～110 18～20 10～15
填充焊 1.2 20 220～240 24～26 20
盖面焊 1.2 20 250～270 27 20
3．焊接工艺要求
（1）由于液压支架的底座，顶梁，掩护梁，前、后连杆及侧护板，大部采用Q460钢板，且厚度为16mm～60mm，所以，下料由数控切割机下料，严格控制切割速度为200mm/min～300mm/min，为下道工序保证点装尺寸做好基础。
坡口由双工位机架人，或手工切割而成。
（2）点装前，坡口及坡口两侧50mm范围内用手动砂轮机将水、油污、锈皮等清理干净，直到露出金属光泽。
（3）焊接顺序。
合理的焊接顺序是防止焊接变形的最重要的环节，焊接时按照先四周主筋板，后其他筋板、隔板；先纵焊缝后横焊缝；先里后外；对称交错的原则对结构件进行施焊，可有效地防止结构件的焊接形变。
（4）当环境温度高于5℃时，焊接Q460钢板时可不预热，当环境温度低于5℃时，可将Q460钢板预热到100℃～150℃，并且焊后需及时用石棉被盖住，防止冷却速度过快，产生裂纹，焊接≥20mm的厚板时，采用多层多道焊接方法，一般为三层三道焊接，并且层间温度不低于100℃左右，焊后一般采用500℃～560℃回火处理，防止产生裂纹。
焊接过程中，最好2个人同时对称焊接，并且轮流焊接，这样不至于结构件降温后需重新预热
4. Q460钢板焊接过程中存在的问题及解决办法
4.1应变时效引起的局部脆性断裂
（1）在液压支架使用过程中，结构件损坏往往是由于应变时效引起的局部脆性断裂。
应变时效引起的局部脆性：Q460钢材经过剪切、压弯等冷加工后，会产生一定的塑性变形。
在液压支架生产过程中，有许多筋板、隔板需要剪板机剪切，还有许多弧板、盖板需要用压力机压弯，最后又经过200℃～400℃温度范围内的加热就会引起应变时效。
焊接时，金属受到热循环的作用，特别是在热影响区的某些尖端附近或多层焊道中已焊完焊道中的缺陷附近，将产生较大的应力———应变集中，从而引起较大的塑性变形。
这种塑性变形在焊接热循环的作用下，也会引起应变时效，称为热应变脆化，其结果使接头局部脆化，同时热应变脆化大大降低了材料塑性，提高了材料的脆性转变温度，使材料的缺口韧性下降。
（2）对策。
焊后对液压支架的结构件整体高温回火热处理，可消除80％～90％的残余应力，而且能够改变局部脆性。
具体措施是将焊件整体放入加热炉中，并缓慢加热至500℃～560℃，经一段时间（2h）保温后，随炉冷却（50℃～100℃）至200℃～300℃以下出炉。
出炉后立即用石棉被盖住，防止冷却过快。
如不及时消除，内应力与外加载荷叠加在一起，将引起材料发生意外的断裂。
4.2液压支架焊接过程中的应力与变形
4.2.1产生焊接残余应力的主要原因焊接时，不均匀地加热与冷却是产生焊接残余应力的主要原因。
一般来说，在焊接条件下主要存在温度应力、组织应力、拘束应力、氢致应力。
4.2.2控制焊接残余应力的措施
（1）选择合理的装配焊接顺序。
施焊时，要考虑到焊缝尽可能地收缩以减少结构的拘束度，从而降低焊接残余应力。
一般来说，应先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝。
这样能最大限度地让焊缝收缩，减少焊接残余应力。
（2）选择合理的焊接参数。
对于需严格控制焊接残余应力的工件，焊接时尽可能采用较小的焊接电流和较快的焊接速度，来减少焊件的受热范围，从而减少残余应力。
（3）焊接过程中采用多层多道焊接，且每次的焊缝长度要短，并且控制层间温度不低于规定值。
在每道焊缝冷却过程中，采用锤击焊缝方法，可以降低焊缝的残余应力的25％～50％。
（4）采用加热“减应区”法。
加热“减应区”法就是在焊接或焊补刚度较大的结构时，通
过加热影响焊接区自由伸缩的部位即所谓的“减应区”，使之与焊接区的膨胀和收缩协调进行，从而起到减少焊接残余应力的作用。
（5）在生产实际过程中，往往还可采用反变形法来降低结构的局部刚性而有效地控制残余应力。
（6）对焊缝区域施加振动载荷，使振源与结构件发生稳定的共振，利用稳定共振产生的变载应力，使焊缝区域产生塑性变形，以达到消除焊接残余应力的目的。
（7）预热法。
焊接温差越大，残余应力也越大，因此焊前预热可降低温差和减慢冷却速度，从而减少焊接应力。
（责任编辑：胡建平）────────────────。