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。
Q460高强钢焊接工字形截面梁整体稳定性能与设计方法研究
Q460 高强钢焊接工字形截面梁整体稳定性能与设计方法研究随着现代工业的发展和建筑工程的不断更新，高强钢材在结构工程中的应用越来越广泛。
高强钢焊接工字形截面梁具有强度高、质量轻、抗震性能好等优点，已经成为工业建筑和桥梁工程领域的重要结构形式之一。
本文将着重研究该梁的整体稳定性能与设计方法。
一、高强钢焊接工字形截面梁的结构特点高强钢焊接工字形截面梁是由钢板焊接而成，其截面形状呈工字形状，因此具有强度高、刚度大、自重轻的特点。
它的焊接节点能够形成一个整体，实现节点的协同作用，从而形成一种高效的受力体系，其材料的性能优异，可以实现更高的承载能力和稳定性能。
二、高强钢焊接工字形截面梁的整体稳定性能1.弯曲稳定性高强钢焊接工字形截面梁在承受弯矩时，由于截面形状的特殊设计和强度高弹性变形小的特点，其受力状态非常稳定。
钢板和焊接点之间的组合结构，在受到弯曲荷载时能够形成一个稳定性强的整体，不易产生塑性变形和振动，从而保证了其稳定的受力表现。
2.屈曲稳定性高强钢焊接工字形截面梁在压缩荷载作用下，由于其材料的优异性能，具有很强的抗压强度，其截面结构设计也能够在承受轴向压力时具有很好的刚度和稳定性，确保梁体不发生局部屈曲，从而保障整个结构的安全。
3.抗剪强度高强钢焊接工字形截面梁在受到剪力作用时，由于设计合理的截面形状，结构能够有效的承受荷载，从而产生强度的稳定抵抗，梁体不会产生局部塑性变形和坍塌。
三、高强钢焊接工字形截面梁的设计方法高强钢焊接工字形截面梁在设计时，需要考虑以下因素：1.钢板的选择在选择钢板时，需要考虑其强度、可焊性和耐腐蚀性等因素，以保证梁体的整体性和功能。
2.截面形状的设计高强钢焊接工字形截面梁的截面形状具有很关键的作用，其设计应该考虑到受力状态的变化，使得整个结构具有良好的强度和稳定性，以满足实际工程的需要。
3.有效长度的确定在确定有效长度时，需要综合考虑梁体的承载能力和构件的长度，并根据不同的受力状态选用合适的计算方法，从而保证结构的整体稳定性。
Q460钢板焊接过程中应注意的事项
Q460钢板焊接过程中应注意的事项说起“Q460”钢材，大多数人可能都不了解。
但就是这种不为人知的钢材，成为北京奥运会主体育场“鸟巢”钢结构的主要用材。
为“鸟巢”量身定做的Q460，在国内从未生产，更没有应用在建筑结构上。
我国科研人员经过攻关，终于研制出Q460来———Q460钢板焊接过程中应注意的事项?Q460化学成分%(摘自GB/T1591-1994)C(碳) Si(硅) P(磷) S(硫) Cr(铬) Ni(镍) Al(铝) Mn(锰) V(钒) Nb(铌) Ti(钛)≤0.20≤0.55≤0.035≤0.035≤0.70≤0.70≥0.015 1.00~1.70 0.02~0.20 0.015~0.060 0.02~0.20“鸟巢”钢结构Q460钢板焊接及验收已经有专用规范。
标准:绽放自主创新之花文章来源：中国焊接产业网/htm/show.asp?id=27891&classid=%D0%D0%D2%B5%B6%AF%C C%AC没有专项技术标准，是很多奥运场馆施工时面临的最大问题。
奥运场馆使用的钢材超过20种，厚度超过100种。
其中，110毫米Q460钢板焊接技术标准，是众多空白中最核心的难点。
“鸟巢”钢结构动工之前，施工单位对全世界150多个钢铁焊接的大型数据库进行了详细的检索，结果发现根本找不到任何记录。
应该预热多久，用什么温度焊接最合适？相关规范全是空白的。
几个主要奥运场馆的科研人员兵分多路，在100多种钢材之间反复进行可焊性实验。
有的北上哈尔滨，实验不同钢材在零下十几摄氏度下的焊接要求；有的埋头在实验室里，测算出了室外一级至五级风下进行焊接的不同技术参数。
有的对焊好的钢材进行压展、冲击实验……实验一直持续了五个多月，最终制定出了准确科学的施工质量验收规范。
厚钢板焊接技术及应用研究，成了奥运工程中又一项重大的自主创新突破。
今后在建筑中如果再遇到同类的焊接要求，无论中国还是外国，都可以奉这套标准为圭臬。
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。
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
Q460钢板焊接过程中应注意的事项
Q460钢板焊接过程中应注意的事项说起“Q460”钢材，大多数人可能都不了解。
但就是这种不为人知的钢材，成为北京奥运会主体育场“鸟巢”钢结构的主要用材。
为“鸟巢”量身定做的Q460，在国内从未生产，更没有应用在建筑结构上。
我国科研人员经过攻关，终于研制出Q460来———Q460钢板焊接过程中应注意的事项?Q460化学成分%(摘自GB/T1591-1994)C(碳) Si(硅) P(磷) S(硫) Cr(铬) Ni(镍) Al(铝) Mn(锰) V(钒) Nb(铌) Ti(钛)≤0.20≤0.55≤0.035≤0.035≤0.70≤0.70≥0.015 1.00~1.70 0.02~0.20 0.015~0.060 0.02~0.20“鸟巢”钢结构Q460钢板焊接及验收已经有专用规范。
标准:绽放自主创新之花文章来源：中国焊接产业网/htm/show.asp?id=27891&classid=%D0%D0%D2%B5%B6%AF%C C%AC没有专项技术标准，是很多奥运场馆施工时面临的最大问题。
奥运场馆使用的钢材超过20种，厚度超过100种。
其中，110毫米Q460钢板焊接技术标准，是众多空白中最核心的难点。
“鸟巢”钢结构动工之前，施工单位对全世界150多个钢铁焊接的大型数据库进行了详细的检索，结果发现根本找不到任何记录。
应该预热多久，用什么温度焊接最合适？相关规范全是空白的。
几个主要奥运场馆的科研人员兵分多路，在100多种钢材之间反复进行可焊性实验。
有的北上哈尔滨，实验不同钢材在零下十几摄氏度下的焊接要求；有的埋头在实验室里，测算出了室外一级至五级风下进行焊接的不同技术参数。
有的对焊好的钢材进行压展、冲击实验……实验一直持续了五个多月，最终制定出了准确科学的施工质量验收规范。
厚钢板焊接技术及应用研究，成了奥运工程中又一项重大的自主创新突破。
今后在建筑中如果再遇到同类的焊接要求，无论中国还是外国，都可以奉这套标准为圭臬。
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。
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。
Q460E-Z35钢焊接性试验及工艺评定
Q460E-Z35钢焊接性试验及工艺评定前言国家体育场“鸟巢”钢结构焊接采用Q460E-Z35钢，厚110mm，共计750t，根据查新检索，这是我国乃至世界第一次大规模使用。
Q460E-Z35钢是国内首次生产，并在短期内制作成为国家体育场“鸟巢”钢结构焊接工程构件，对此，无论是生产厂还是科研院所都没有足够的思想、物质准备。
于是新钢种焊接性试验研究的问题就十分严峻的向施工单位提出，国情如此，无法回避。
在北京新保利钢结构焊接工程Q420钢焊接性试验成功的基础上，对Q460E-Z35钢的焊接性进行对了严谨的大规模试验（见图1），获得了大量的第一手资料，拟定了Q460E-Z35钢的焊接工艺，使焊接工艺评定获得了成功，进而指导工程的顺利进行。
1 焊接性试验研究的定义及其内涵焊接性是指钢材（材料）在限定的施工条件下，焊成按规定设计要求的构件，并满足预定运营要求的能力。
评定母材金属的试验叫做焊接性试验。
钢材（材料）焊接加工的适应性叫钢材（材料）的焊接性，是用以衡量钢材（材料）在一定工艺条件下获得优质接头的难易程度和该接头能否在使用条件下可靠运行的具体技术指标。
新钢种焊接性试验研究是建筑钢结构焊接工程最重要的、具有探索性、风险性的科研工作。
焊接性试验研究分为工艺焊接性和使用焊接性两大类，两类试验研究方法均含直接法和间接法。
工艺焊接性直接法包括：焊接冷裂纹试验；热焊接裂纹试验；再热裂纹试验焊接层状撕裂试验；热应变时效脆化试验；焊接气孔敏感试验。
工艺焊接性间接法包括：碳当量法；裂纹敏感指数法；连续冷却组织转变图法(SHCCT、WMCCT图)；相组织分析及断口分析法；HAZ最高硬度法；焊接热、应力模拟试验。
使用焊接性直接法包括：实际产品(工程)运行的服役试验；压力容器的爆破试验。
图1 Q460E-Z35钢焊接性试验部分试件使用焊接性间接法包括：焊接接头常规力学试验；焊接接头低温脆性试验；焊接接头的断裂韧性试验；焊接接头的高温性能试验(蠕变、持久等)；焊接接头的动载、疲劳试验；焊接接头的耐腐蚀耐磨性试验；应力场腐蚀开裂试验。
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。
低合金高强钢焊接通用工艺
低合金高强钢焊接通用工艺(总10页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March工艺过程卡片产品代号零部组(整)件代号零部组(整)件名称工艺文件编号焊接通用工艺SK/GYT001材料名称及牌号毛坯中零件数每（）件毛重 kg每产品中零件数量毛坯形状尺寸毛坯数每( )件净重 kg本批零件生产总数工序编号工序名称内容设备刃、量、模、夹具1定位焊1) 定位焊焊丝采用60kg级焊丝。
2)定位焊缝焊角高6～8mm,定位焊缝的长度不小于最大厚度件的4倍,任何情况下不小于30mm。
3)作为正式焊缝的定位焊,应符合正式焊缝的尺寸要求。
4)待焊部位的定位焊缝,对于不开坡口的对接接头应尽可能低而平,对于坡口内的和角焊缝内的定位焊缝其高度应不超过深度或焊角高度的三分之二,间距200～300mm。
对于焊接结构的重要部位, 应适当增加定位焊的尺寸或缩小间距。
5) 60Kg以上的高强钢及组合厚度大于50mm时,需经预热定位焊,预热温度按正式焊接要求。
6)在焊缝交叉处不应有定位焊缝,定位焊离开交叉处位置要大于50mm。
编制批准阶段标记校对会签S P审核共 8 页第 2 页更改标记更改单号签名日期标检焊接通用工艺SK/GYT001材料名称及牌号毛坯中零件数每（）件毛重 kg每产品中零件数量毛坯形状尺寸毛坯数每( )件净重 kg本批零件生产总数工序编号工序名称内容设备刃、量、模、夹具7) 定位焊焊接电流采用大规范,定位焊焊缝起头、收尾处应圆滑,以免焊接时造成未焊透或裂纹。
定位焊缝产生裂纹时,应清除干净见金属光泽后,重新焊接。
8)定位焊时采用非顺序焊。
2焊前1) 焊接前母材的表面要进行喷丸处理至级。
准备(拼装前2) 焊前清理焊接坡口及焊道两侧20mm范围内油、油漆、水分、铁锈等污物,进行)露出基体金属光泽。
3焊接焊接采用混合气体保护焊接(MAG焊),保护气体为Ar80%+CO220%。
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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）────────────────
第一作者简介：蔺云峰，男，1972年生，1997年毕业于河北建筑科技学院机械设计与制造专业，工程师，山西霍州煤电集团机电总厂，山西省霍州市，031412.。