Q345钢焊接裂纹原因分析
焊缝横向裂纹产生的原因和解决方法
焊缝横向裂纹产生的原因和解决方法一、概述在工业生产中,焊接是一种常见的连接方法,它在机械制造、建筑工程、航空航天等领域都有广泛的应用。
然而,在焊接过程中,随之而来的焊接缺陷也是一个不容忽视的问题。
其中,焊缝横向裂纹是一种常见的缺陷,它不仅会影响焊接质量,还可能引发安全事故。
了解焊缝横向裂纹产生的原因和解决方法具有重要的意义。
二、焊缝横向裂纹的原因1. 焊接材料的选择不当在进行焊接时,选用的焊接材料可能会对焊接质量产生重要影响。
如果选择的焊接材料强度不足或者与母材的化学成分不匹配,就会导致焊接过程中出现应力集中,从而容易产生横向裂纹。
2. 焊接工艺参数不合理焊接工艺参数是影响焊接质量的重要因素之一。
如果焊接电流、电压、速度等参数设置不合理,就会造成焊接过程中的温度分布不均匀,从而引起焊缝横向裂纹的产生。
3. 材料表面不洁净焊接前需要对要焊接的材料表面进行清洁处理,以保证焊接质量。
如果没有进行彻底的清洁处理,就会导致焊接材料表面附着有杂质,这些杂质会影响焊接的质量,增加裂纹的产生可能性。
4. 焊接残余应力在焊接过程中,由于温度的变化和热量的不均匀分布,容易产生残余应力。
这些残余应力会导致焊接部位的局部变形,最终导致焊缝横向裂纹的产生。
5. 设计缺陷在一些情况下,焊接工件的设计本身存在缺陷,比如焊缝的设计不合理、板材的厚度悬殊等,都会增加焊缝横向裂纹的发生。
三、焊缝横向裂纹的解决方法1. 优化焊接材料的选择在进行焊接前,需对焊接材料进行严格的选择,确保其与母材的化学成分匹配,且具有足够的强度。
对于使用对焊材料的情况,需要对搭铁焊接材和母材的化学成分及性能进行检测。
2. 合理设置焊接工艺参数合理设置焊接工艺参数是避免焊缝横向裂纹产生的重要手段。
在进行焊接前,需要根据具体的情况合理地设置焊接电流、电压、速度等参数,确保温度的均匀分布和焊接的质量。
3. 加强材料表面清洁处理在进行焊接前,需要对焊接材料表面进行严格的清洁处理。
Q345C钢板弯曲裂纹原因分析及应对措施
表 1 Q345C 化学成分(%)
元素 C
Mn
Si
P
S
Al
V
Nb
Ti
含量 燮 0.20 燮 1.70 燮 0.55 燮 0.035 燮 0.035 叟 0.015 0.02-0.15 0.015-0.060 0.02-0.20
1.2 板材轧制方向的影响 Q345C 钢板由钢坯加热轧制而成,轧制就是将
拉伸试验。从表 2 Q345C 钢板拉伸试验数据可以看 出,钢板横向与纵向的机械性能有一定的差别,钢板 横向的塑性和韧性性能低于纵向 4 %左右。
表 2 Q345C 拉伸数据
板厚(mm) 10 20
轧制方向 横向 纵向 横向 纵向
抗拉强度(Mpa) 525-540 535-550 495-515 510-535
刺或者对有毛刺的弯曲部分进行退火处理,提高其 塑性。
(3)超过厚板弯曲极限而又要弯曲成小半径时, 采用附加反压法。该方法是自由弯曲模中,下模使用 强力顶料板,其能在弯曲过程中对板的变形部分增 加压缩应力,从而可以使最小弯曲半径显著减小,防 止裂纹的产生。
(4)如要加工图 1(a)中的折弯,可以将曲线从 毛坯断面后移(2t+R),或者将弯曲线对齐毛坯断面, 则须制出(1.5-2.0t+R)的空槽。图 1(b)中进行中空弯 曲加工时,首先要考虑冲出大于板厚 2-3 倍的槽,然 后就行弯曲;或者在前道工序中开出圆形的工艺孔, 而后进行冲裁(切口)- 弯曲加工。
对下好料的钢板进行 900 ℃正火处理。正火可 以细化晶粒,均匀组织,改善钢板的综合机械性能, 在不降低强度的条件下,提高钢板的塑性和韧性。
取压弯成型时在压弯处有裂纹的零件,制成拉 伸试样,采用 900 ℃空冷正火处理后进行拉伸试验, 表 2 为拉伸试验数据,从表 3 正火态 Q345C 钢板拉 伸试验数据可以看出,强度基本没有变化,但伸长率 横向与纵向变化很大,和热轧态相比,提高了 10 %左 右,而且横向与纵向的伸长率基本相同,因此热处理 后的钢板塑性和韧性提高很多。基本能够满足弯曲 要求。对发现裂纹的零件,进行了 900 ℃正火处理, 在处理后进行压弯成型,未发现裂纹。
Q345B板材弯折开裂原因分析
Q345B钢板伸长率不合的原因分析摘要通过对Q345B钢板伸长率影响因素的分析和研究,表明钢中夹杂物、异常组织及带状组织是Q345B钢板伸长率不合的主要原因。
并提出了工艺改进等相关措施,改善并提高了钢板伸长率性能。
0 前言Q345B钢板是低合金高强度结构钢,广泛用于制造各类结构件。
最近在对天津钢铁公司一批Q345B钢板进行力学性能检测时,发现伸长率明显偏低,规格集中在厚度30 mm以上,严重影响该产品的正常生产和合同交货期。
本文利用光学金相、扫描电镜分析等手段,对Q345B钢板拉伸断口试样进行显微组织、断口形貌、夹杂物类型分析,找出了造成Q345B钢板伸长率偏低的原因。
1 试验材料成分及力学性能选用的试验材料是Q345B钢板,加工好的试样在常温条件下进行拉伸试验。
其化学成分及力学性能检测结果见表1和表2。
通过对比分析伸长率合格与不合试样的成分,发现两者并无明显差别,但钢板伸长率性能相差很大,说明化学成分不是造成产品伸长率偏低的主要原因。
2试验结果及分析2.1金相分析从伸长率不合的1#试样钢板上取纵向试样,进行磨制、抛光,在光学金相显微镜下观察评定钢中夹杂物,发现钢中夹杂物主要以A类(硫化物)和B类(硅酸盐)为主,且试样中夹杂物级别较高,A类为细系2.5,B类为细系2.0。
D类和DS类夹杂物级别一般,D类为细系1.0,DS类为·39·第18卷第3期2012年6月宽厚板WIDE AND HEAVY PLATEVol.18,No.3June 20120.5,且由于尺寸较小,分布较为弥散,因此,A类和B类夹杂物对塑性指标的影响较大。
用4%硝酸酒精侵蚀后,观察其金相组织,见图1。
图1 1#试样板厚1/2处显微组织从金相结果来看,板厚1/2处金相组织为铁素体、珠光体和少量针状铁素体,试样心部存在贝氏体,这两类组织可降低钢板的塑性指标,此外,心部还有微裂纹;带状组织级别为2.5~3.0级,导致钢板横向性能变差,并在拉伸过程中产生木纹状断口,影响伸长率指标[1];晶粒度级别为7.5~8级。
Q345B钢板冷弯开裂原因分析及改进措施
Doi :10.3969/j .issn .l 006-110X .2018.z l .012Q 345B 钢板冷弯开裂原因分析及改进措施李惠娟0天津钢铁集团有限公司产品质量部,天津%〇〇%〇〇[摘要]通过采用宏观检验、化学成分分析、力学性能检测以及金相检测等方法对Q 345B 钢板冷弯开裂样品进行分析。
结果表明,冷弯开裂的主要原因是硫化物夹杂过多。
硫化物夹杂在冷弯过程中易碎裂或与基体组织分离产 生孔隙并成为裂纹源,且硫化物夹杂易导致轧钢过程中出现带状组织,而严重的带状组织也加剧了宏观裂纹的形成。
提出了采用铁水预处理脱硫、增加吹氩强度、保证吹氩时间、增大轧制冷却速度等方法改善Q 345B 钢板的塑性和韧 性,降低冷弯开裂的几率的建议。
[关键词]冷弯裂纹;硫化物夹杂;带状组织Cause Analysis and Improvement Measures of Cold BendingCracking of Q345B Steel PlateLI Hui-juan(Tianjin Iron and Steel Group Co ., Ltd . Tianjin 300301, China )Abstract The cold bending cracking samples of Q 345B steel plate were analyzed by macroscopical examination , chemical composition analysis , mechanical property test and metallographic examination . The results showthatthemainreason ofcoldbending cracking istoomansulphide inclusions are prone to break or separate from the matrix to form pores and become the source of cracks during cold bending , and the inclusion of sulfides can lead to the appearance of banded structures during rolling , and the formation of macroscopic cracks is aggravated by the serious banded structure . Some suggestionsareputforward toimprove theductility and toughness of Qand reduce the probability of cold bending cracking by means of desulphurizing pretreatment of molten iron , increasing argon blowing strength , ensuring argon blowing time and increasing rolling cooling rate . Key words cold bending crack , sulphide inclusion , banded structure〇引言Q 345B 钢板综合性能好,广泛应用于桥梁、车 辆、船舶、建筑、压力容器等行业,但在加工使用过 程中偶有冷弯开裂现象。
焊接裂纹产生原因及防治
焊接裂纹产生原因及防治背景焊接裂纹就其本质来分,可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。
下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。
1.热裂纹在焊接时高温下产生的,故称热裂纹,它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。
根据所焊金属的材料不同(低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等),产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。
目前,把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。
1)结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中(含S,P,C,Si缝偏高)和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊缝中。
这种裂纹是在焊缝结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,残余液体金属不足,不能及时添充,在应力作用下发生沿晶开裂。
防治措施:在冶金因素方面,适当调整焊缝金属成分,缩短脆性温度区的范围控制焊缝中硫、磷、碳等有害杂质的含量;细化焊缝金属一次晶粒,即适当加入Mo、V、Ti、Nb等元素;在工艺方面,可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。
2)近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹,它的尺寸很小,发生于HAZ近缝区或层间。
它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属,在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成物被重新熔化,在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。
这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。
特别是在冶金方面,尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的;在工艺方面,可以减小线能量,减小熔池熔合线的凹度。
3)多边化裂纹是在形成多边化的过程中,由于高温时的塑性很低造成的。
这种裂纹并不常见,其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。
2、再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金(包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金,以及某些奥氏体不锈钢),他们焊后并未发现裂纹,而是在热处理过程中产生了裂纹。
钢结构焊接裂纹的产生及预防
钢结构焊接裂纹的产生及预防摘要:指出了焊接接头的含氢量、材质的淬硬倾向和约束应力的影响是焊接裂纹特别是冷裂纹产生的主要原因,提出通过采用预热和后热、保持焊条的干燥和清洁、合理的焊缝设计和焊接工艺方法耒预防裂纹的产生。
关键词:焊接裂纹;氢含量;淬硬;约束应力;焊接工艺1 引言钢结构具有强度高、重量轻、塑性和韧性好,且工业化程度高,可以成批大件生产、施工速度快等特点。
在工程中特别是电厂得到广泛应用和迅速发展。
近年来,低合金高强钢中厚板在工程中使用趋于普遍,但较厚的钢板与较薄板比较,由于钢板厚度加大时存在冶金缺陷的成分可能加大,同时厚板辊轧次数减少,颗粒一般较薄板粗糙,所以中厚板在焊接中就会带来一系列问题,较为严重而又十分普遍的就是裂纹。
2 焊接裂纹的产生裂纹是焊接连接中最危险的缺陷。
按产生的时间不同,可分为热裂纹和冷裂纹,前者是在焊接时产生的,后者是焊缝冷却过程中或冷却后产生的。
在电厂钢结构中,使用过程中产生冷裂纹往往是很严重的质量问题。
冷裂纹的产生和发展一般都比较隐蔽、时间较长,平时不会引起操作人员的注意,但一旦发生其后果却是灾难性的。
在焊接生产过程中,由于采用的焊接材料不同,结构类型、刚度以及施工、安装的具体条件不同,可能出现各种形态的冷裂纹,比较常见的有焊趾裂纹、焊道裂纹、根部裂纹等。
冷裂纹大多数具有一定的延时性即是一种延迟裂纹,一般是在有载荷的使用过程中产生的,裂纹发生之前有一段潜伏期,然后是裂纹的扩展,最后发生脆性断裂,因此危害性很大。
大量的实践和理论研究表明,冷裂纹产生的原因主要有以下几种:焊接接头含氢量、材质的淬硬倾向现象以及约束应力的影响等。
2.1 氢对焊缝的影响焊接时,焊接材料中的水分、电弧周围空气中的水蒸气、焊丝和母材表面上的铁锈油污等杂质,在施焊时经电弧热分解而给焊缝中带入氢,而氢是引起焊接延迟裂纹的主要因素之一。
焊接时,在高温条件下,大量的氢溶解在溶池中,在随后的冷却过程中,由于溶解度的急剧降低,氢将极力逸出,但因焊接时冷速过快,使氢来不及逸出而保留在焊缝金属中,焊缝中的氢处于过饱和状态,因而氢要极力扩散,焊缝中的含氢量是随时间而变化的。
焊接裂纹产生原因及防治措施
焊接裂纹产生原因及防治措施焊接裂纹是指在焊接过程中,焊缝或焊接接头出现的裂纹现象。
焊接裂纹的产生原因有很多,主要包括材料选择不当、焊接工艺参数不合理、应力集中、焊接变形等因素。
为了防止焊接裂纹的产生,需采取相应的防治措施。
一、材料选择不当是造成焊接裂纹的主要原因之一。
不同材料的热膨胀系数、熔点和强度等性质差异较大,若选择不当,会导致焊接时产生较大的残余应力,从而引发焊接裂纹。
因此,在焊接前应对材料进行仔细选择,确保焊接材料的相容性和相似性。
二、焊接工艺参数不合理也是引起焊接裂纹的重要原因。
焊接过程中,焊接电流、电压、速度等参数的选择不当,容易造成焊接热输入过大或过小,从而导致焊接裂纹的产生。
因此,需要根据焊接材料的厚度、形状和焊接位置等因素,合理调整焊接工艺参数,以减少焊接残余应力的产生。
三、应力集中也是焊接裂纹的重要原因之一。
焊接过程中,由于材料的热膨胀和收缩不均匀,会导致焊接接头处应力集中,从而造成焊接裂纹的产生。
为了减少应力集中,可以采取适当的预热和后热处理措施,使焊接接头的温度均匀分布,减少残余应力的产生。
四、焊接变形也是引起焊接裂纹的常见原因。
焊接过程中,由于热膨胀和收缩的影响,焊接接头会发生一定的变形,如果变形过大,就会产生焊接裂纹。
为了控制焊接变形,可以采用适当的夹具和焊接顺序,使焊接接头得到良好的约束,减少变形的发生。
为了预防焊接裂纹的产生,可以采取以下防治措施:1.合理选择焊接材料,确保材料具有相似的熔点和热膨胀系数,减少焊接时的残余应力。
2.合理调整焊接工艺参数,根据焊接材料的特性和焊接位置,确定合适的焊接电流、电压和速度等参数,以减少焊接热输入和残余应力。
3.采取适当的预热和后热处理措施,使焊接接头的温度均匀分布,减少应力集中和残余应力的产生。
4.采用适当的夹具和焊接顺序,控制焊接变形,减少焊接裂纹的发生。
5.进行焊接前的材料表面处理,确保焊接接头的清洁度和表面质量,减少焊接缺陷的产生。
Q345H型钢焊接开裂原因分析-大冶金
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4
2) 改变焊缝的施焊顺序。组装定位完成后进 行焊接时, 先焊接连接板与翼缘板的纵向角焊缝, 再焊接端部的封口焊缝。先焊接纵向角焊缝时, 由 于端部封口位置焊缝还没有焊接, 纵向角焊缝焊接 时处于自由状态, 纵焊缝受力状态良好; 最后焊接 端部封口焊缝时, 由于纵向角焊缝焊接过程中的纵 向收缩已经完成, 封口焊缝不再承受因纵焊缝收缩 对它施加的拉力, 受力状态得到极大改善。 3) 焊接过程要严格按规范和设计要求进行施 焊。一是定位焊缝焊接时, 要严格遵守国家相关规 范规定, 定位焊缝的长度应≥40 mm, 且焊脚尺寸最 小不得<3 mm (有的规范规定为最大不超过主焊缝 焊高的 2/3) 。二是端部封口焊缝焊接时, 一定要满 足设计要求的焊脚尺寸。大的焊脚尺寸增大了焊 接时的线能量输入, 降低了焊缝冷却速度, 有利于 改善焊缝组织成分, 提高焊缝的强度。
第 36 卷 第 2 期 2014 年 4 月
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山
东
冶
金
Shandong Metallurgy
Vol.36 No.2 April 2014
1 前 言
在某工程施工过程中, 材质为 Q345 的热轧 H 型 钢 (规格 400×400×13×21) 钢柱在焊接过程中出 现了严重的焊接开裂, 致使多件构件报废。根据现 场实际情况分析, 首先排除了焊材、 母材因素对产 生裂纹的影响, 然后从引起焊缝开裂的焊缝金属的 组织成分、 焊接完成后焊缝内应力、 定位焊缝焊脚 尺寸 3 个方面进行分析。分析得出, 在 H 型钢焊接 过程中, 由于定位焊缝位置选择不正确、 焊脚尺寸 过小, 造成焊接完成后焊缝内部产生严重的质量缺 陷, 从而导致了焊缝开裂。
钢结构焊接裂纹的原因及防治措施
钢结构焊接裂纹的原因及防治措施本文基于焊接产生裂纹的理论知识,通过实践经验,对钢结构裂纹产生的内外在原因进行了深入分析。
焊接裂纹是钢结构在制造过程出现的危害最严重的缺陷,我司主要承担为安阳钢铁备件制造、安装及系统检测、修理,在钢结构的制造过程当中,有时焊缝会出现焊接裂纹,给工程施工带来一定的影响,具体表现在:裂纹能引起严重的应力集中,降低焊接接头的承载能力,任其发展的话最终会导致焊接结构的破坏,降低工程质量,缩短结构寿命,严重时可能造成安全事故,间接延误工期并增加施工成本,影响公司的形象,所以说裂纹在钢结构的制造过程当中一经发现必须彻底清除,进行修补,确保产品质量.以下对钢结构制造过程当中裂纹产生的原因及其防治措施进行分析。
1.内在原因分析及相应的预防措施一般焊接裂纹按其产生的温度和时间分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。
1.1.热裂纹热裂纹是指在焊接过程当中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区时产生的裂纹,故又称为高温裂纹.其产生的原因是由于焊接熔池在结晶过程当中存在偏析现象,偏析出的物质多为低熔点共晶和杂质.它们在结晶过程当中以液态间层形式存在,凝固以后的强度也较低,当焊接应力足够大时就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹.此外如果母材的晶界上也存在低熔点共晶和杂质,则在加热温度超过其熔点的热影响区,这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层,在一定条件下,焊接应力足够大时也会被拉开形成所谓热影响区液化裂纹.总之,热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果.热裂纹特征是:多贯穿在焊缝表面,且断口被氧化成氧化色.它主要的表现形式:纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹及热影响区裂纹.针对其产生的原因采取以下预防措施:a)限制钢材和焊材中的硫、磷元素的质量分数.b)改善熔池金属的一次结晶,细化晶粒提高焊缝金属的抗裂性:广泛采用的方法是向焊缝金属中加入细化晶粒的元素.c)控制焊接工艺参数,适当提高焊缝成型系数:可采用多层多道焊法,避免中心线偏析,可防止中心线裂纹。
钢结构焊接裂纹的原因及防治措施
钢结构焊接裂纹的原因及防治措施钢结构是现代建筑中常见的结构形式之一,它具有重量轻、强度高、施工速度快等优点,因此被广泛应用于各类建筑工程中。
然而,在钢结构的制造和施工过程中,焊接裂纹往往成为一个常见的质量问题。
本文将探讨钢结构焊接裂纹的形成原因,并提出相应的防治措施。
一、焊接裂纹的形成原因1.1 材料问题钢材的组织结构和化学成分不合理是导致焊接裂纹的主要原因之一。
当钢材中含有含碳、硫、磷等含量超过规定标准的元素时,焊接时易产生高硬度和脆性物质,从而引发裂纹的形成。
1.2 焊接参数不当焊接过程中,焊接电流、焊接速度、焊接温度等焊接参数的选择不当,都可能导致焊接裂纹的生成。
例如,焊接电流过大会导致材料过热,从而在焊接接头中产生裂纹。
1.3 体积收缩差异钢材在焊接过程中会受到热量的影响而发生热胀冷缩,而焊接接头中的同时发生焊接金属的热收缩和焊接基体的冷缩,而两者之间的体积收缩差异可能引起焊接裂纹的形成。
1.4 焊接应力焊接过程中,焊接热量引入工件,产生应力集中,而大的应力集中可能导致焊接裂纹的生成。
特别是当焊接接头应力集中点的应力超过材料的承载极限时,裂纹便会发生。
二、焊接裂纹的防治措施2.1 材料严格控制在钢结构的制造和施工过程中,应严格控制材料的质量。
选用质量合格、符合要求的钢材,特别是控制其中的碳含量、硫含量、磷含量等关键成分的含量。
2.2 合理选择焊接参数在焊接过程中,应根据具体的钢材和焊接需求,合理选择焊接参数。
通过调整焊接电流、焊接速度、焊接温度等参数,确保焊接接头的均匀加热,避免产生过度应力。
2.3 预热和后续热处理对于较大尺寸、厚度较大的焊接接头,应进行预热处理。
通过预热可以减少焊接接头的冷缩和应力积聚,从而减少焊接裂纹的产生。
同时,在焊接完成后,可采取适当的后续热处理,通过热处理来消除残余应力。
2.4 控制焊接应力在焊接过程中,应合理控制焊接应力。
可以通过选用合适的焊接顺序、采用适当的焊接顺序交替焊接等方法,来减少焊接接头中的应力集中,降低焊接裂纹的风险。
焊接裂纹产生原因及防治
焊接裂纹产生原因及防治焊接裂纹是在焊接过程中或焊接完成后在焊缝或母材中产生的开裂缺陷。
焊接裂纹的产生原因多种多样,主要包括以下几个方面:1.焊接过程中的温度应力:焊接时,因为焊接区域发生了局部加热和冷却,导致焊接接头中的温度差异,从而造成了焊接区域的应力。
如果这种应力超过了焊接材料的强度极限,就会产生裂纹。
2.冶金因素:焊接过程中,由于温度升高,焊接材料和母材之间发生相互作用,形成了互溶区。
如果溶液比较富含低熔点的物质,就会导致物质从高温区流向低温区,从而增大了焊接接头的收缩量,引起裂纹。
3.废气、含氧量过高:当焊接环境中的氧气含量过高时,焊接时会发生氧化反应,在焊接接头中产生大量的氧化物,增大了焊接接头的收缩量,从而导致了裂纹的产生。
4.焊接过程中的振动:焊接过程中的振动会使焊接接头中的晶粒发生变化,从而影响了焊接材料的性能,使其发生了裂纹。
针对焊接裂纹的防治措施主要包括以下几个方面:1.提高焊接工艺:合理选择焊接工艺参数,如焊接电流、焊接电压和焊接速度等,以控制焊接过程中的温度和应力。
2.控制焊接过程中的温度升降速度:控制焊接过程中的升温速度和冷却速度,以避免焊接接头产生过大的应力。
3.控制焊接环境:减少焊接环境中的含氧量,避免产生氧化反应和氧化物。
4.优化焊接材料:合理选择焊接材料,根据焊接接头的要求选择合适的材料,以提高焊接接头的性能。
5.加强材料的前处理:在焊接前进行必要的预处理工作,如去污、除锈、磷化等,以提高焊接接头的质量。
综上所述,焊接裂纹的产生原因多种多样,需要综合考虑多个方面的因素来进行防治。
通过合理选择焊接工艺参数、控制焊接过程中的温度和应力、控制焊接环境、优化焊接材料以及加强材料的前处理等措施,可以有效预防和防治焊接裂纹的产生,提高焊接接头的质量。
Q345钢
Q345A级,是不做冲击;Q345B级,是20度常温冲击;Q345C级,是0度冲击;Q345D级,是-20度冲击;Q345E级,是-40度冲击。
在不同的冲击温度,冲击的数值也有所不同。
化学成分Q345A:C≤0.20,Mn ≤1.7,Si≤0.55,P≤0.045,S≤0.045,V 0.02~0.15;Q345B:C≤0.20,Mn ≤1.7,Si≤0.55,P≤0.040,S≤0.040,V 0.02~0.15;Q345C:C≤0.20,Mn ≤1.7,Si≤0.55,P≤0.035,S≤0.035,V 0.02~0.15,Al≥0.015;Q345D:C≤0.20,Mn ≤1.7,Si≤0.55,P≤0.030,S≤0.030,V 0.02~0.15,Al≥0.015;Q345E:C≤0.20,Mn ≤1.7,Si≤0.55,P≤0.025,S≤0.025,V 0.02~0.15,Al≥0.015;对比16MnQ345钢是老牌号的12MnV、14MnNb、18Nb、16MnRE、16Mn等多个钢种的替代,而并非仅替代16Mn钢一种材料。
在化学成分上,16Mn与Q345也不尽相同。
更重要的是两种钢材按屈服强度的不同而进行的厚度分组尺寸存在较大差异,而这必将引起某些厚度的材料的许用应力的变化。
因此,简单地将16Mn钢的许用应力套用在Q345钢上是不合适的,而应根据新的钢材厚度分组尺寸重新确定许用应力。
Q345钢的主要组成元素比例与16Mn钢基本相同,区别是增加了V、Ti、Nb微量合金元素。
少量的V、Ti、Nb合金元素能细化晶粒,大大提高了钢的韧性,钢的综合机械性能得到较大提高。
也正因为如此,钢板的厚度才可以做得更大一些。
因此,Q345钢的综合机械性能应当优于16Mn钢,特别是它的低温性能更是16Mn钢所不具备的。
Q345钢的许用应力略高于16Mn钢。
3性能对比Q345D无缝管力学性能:抗拉强度:490-675屈服强度:≥345 伸长率:≥22Q345B无缝管力学性能:抗拉强度:490-675 屈服强度:≥345 伸长率:≥21Q345A无缝管力学性能:抗拉强度:490-675 屈服强度:≥345 伸长率:≥21Q345C无缝管力学性能:抗拉强度:490-675 屈服强度:≥345 伸长率:≥22Q345E无缝管力学性能:抗拉强度:490-675屈服强度:≥345 伸长率:≥224产品系列元素C≤MnSi≤P≤S≤Al≥ V Nb Ti含量0.21.0-1.60.550.0350.0350.0150.02-0.150.015-0.060.02-0.2Q345C力学性能如下表(%):机械伸长率试验温抗拉强度MPa 屈服点MPa≥性能(%)度0℃指标数值δ5≥22J≥34σb(470-650)σs(324-259)其中壁厚介于16-35mm时,σs≥325Mpa;壁厚介于 35-50mm时,σs≥295Mpa2. Q345钢的焊接特点2.1 碳当量(Ceq)的计算Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5计算Ceq=0.49%,大于0.45%,可见Q345钢焊接性能不是很好,需要在焊接时制定严格的工艺措施。
焊缝裂纹产生的原因和解决方法
焊缝裂纹产生的原因和解决方法焊缝裂纹是焊接过程中常见的一种质量问题,主要是由于焊接应力和热应力引起的。
本文将从焊缝裂纹的原因和解决方法两个方面进行详细介绍。
焊缝裂纹产生的原因主要有以下几点:1. 焊接应力:焊接过程中,由于金属受热膨胀和冷却收缩,会产生应力。
如果焊接接头的应力超过了材料的强度极限,就会导致焊缝裂纹的产生。
2. 焊接材料的选择:焊接材料的选择直接影响着焊缝的质量。
如果选择的材料与基材的化学成分和物理性能不匹配,就会导致焊缝裂纹的产生。
3. 焊接工艺不当:焊接工艺参数的选择不合理,如焊接电流、电压、焊接速度等控制不当,都会导致焊缝裂纹的产生。
4. 焊接过程中的杂质:焊接过程中,如果焊缝中存在杂质、氧化物等,会导致焊缝的质量下降,从而容易产生裂纹。
针对焊缝裂纹产生的原因,可以采取以下解决方法:1. 控制焊接应力:通过合理的焊接工艺参数和焊接顺序,减小焊接接头的应力集中。
可以采用预热、中间退火等措施,使应力得到释放,从而减少焊缝裂纹的产生。
2. 选择合适的焊接材料:在焊接材料的选择上,应根据基材的化学成分和物理性能要求,选择与之相匹配的焊接材料。
同时,还要注意焊接材料的纯净度和含杂质的情况,以避免焊缝裂纹的产生。
3. 控制焊接工艺参数:合理选择焊接电流、电压、焊接速度等参数,保证焊接过程中的热输入和冷却速度合理。
同时,还应注意焊接过程中的保护气体和焊接速度的控制,以避免焊缝裂纹的产生。
4. 清除焊接过程中的杂质:焊接过程中要注意清除焊缝中的杂质、氧化物等,保证焊缝的质量。
可以采用机械清理、化学清洗等方法,使焊接接头表面清洁,减少焊缝裂纹的产生。
焊缝裂纹的产生主要是由于焊接应力和热应力引起的。
为了解决焊缝裂纹问题,需要从控制焊接应力、选择合适的焊接材料、控制焊接工艺参数和清除焊接过程中的杂质等方面入手。
只有采取有效的措施,才能有效预防和解决焊缝裂纹问题,提高焊接质量。
Q345D方管折弯开裂的原因分析
Q345D方管折弯开裂的原因分析刘雪民,刘炳,马正伟(新疆大学机械工程学院 ,乌鲁木齐830000;)[摘要]:Q345D钢板,在折弯成方管时,出现了焊缝对应面一侧的裂纹,利用金相显微镜进行组织分析,光谱仪测定成分,拉伸实验机测定力学性能等分析方法对试样进行了分析。
分析表明:折弯开裂的主要原因是由于钢板材料的夹杂物过多、强度偏高、塑性偏低造成的。
[关键词]:折弯开裂;夹杂物;裂纹;金相分析The Cause Analysis of Bending Crack On Q345D of square tubeLiu Xue-min,LiuBing, Ma Zheng-wei(College of Mechanical Engineering Xinjing University, Wulumuqi 830000;) Abstract:The cracked on the opposite side of the sample of Q235A square tube bending were examined by smetallograhic microscope,ingredients were measured by Spectroscopy,mechanical properties were tested by Tensile test machine .Test shows that the cracked samples have more inclusions and strength ,low piasticity.they are the main reason of cracking in Q235A square tube when cold bending.Keywords:Bending crack;Inclusion;crack;metallurgical analysis引言方管弯曲构件以其重量轻、强度高、截面模量大、尺寸精度高、便于装配、加工灵活、生产周期短等优点,被广泛用于车辆、船舶、工程机械、制冷设备等制造业以及航空航天、高速公路护栏等设施中[1]。
Q345B方管折弯R弧开裂原因分析
Q345B方管折弯R弧开裂原因分析刘刚,王俊海(新材料研究所)摘要:针对Q345B热轧宽带钢折弯开裂现象,对纵向和横向试样分别用金相显微镜观察抛光态夹杂物及金相组织,并对裂纹进行宏观分析及化学成分检测,最终发现热轧板上存在连铸坯原始裂纹。
热轧板上的原始裂纹,在方管折弯过程中应力集中最大的R 弧处发生扩展,最终导致方管R弧宏观开裂。
关键词:Q345B、热轧板、冷弯、开裂用某公司使用Q345B规格6.0mm×850mm的热轧宽带钢加工方管,在折弯过程中方管R弧附近出现开裂现象。
为此针对开裂样品,通过深入细致的分析,最终找到了钢板开裂的主要原因。
1、试验方法对所送检的缺陷样品进行图像采集宏观分析;加工化学成分试样对钢板的化学成分进行检测;在缺陷部位截取金相试样在GX51金相显微镜上进行金相分析。
1.1 对所取的Q345B方管开裂试样进行宏观检测;1.2 用SPECTROLAB M10型光电直读光谱仪检测试样的化学成分;1.3 截取试样开裂处的横向、纵向金相样,在GX51金相显微镜上进行金相检测。
2、试验结果2.1宏观检测方管壁厚6.0mm,裂纹沿方管折弯外表面呈直线状分布,并向方管内壁延伸,裂纹长度约为70mm,裂纹最大深度3mm,如图1所示。
a 裂纹外观b 裂纹横切面图1 开裂方管宏观形貌2.2 化学成分分析在钢板裂纹附近取样进行化学成分分析,其化学成分见表1。
从表1的数据对比中可见,其化学成分均符合GB/T 1591-2008的要求,试样化学成分符合标准。
2.3 金相分析在裂纹附近截取横向、纵向金相试样进行分析,裂纹附近未发现较严重的夹杂物和带状组织,采用GB/T 10561-2005对纵向试样基体中夹杂物进行级别评定,基体中夹杂物类型主要是A类和C类,,A类2.0级,C类2.5级,带状组织为2.0级,如图2、图3、图4所示,具体数据见表2。
腐蚀后裂纹两边的组织均为正常的铁素体+珠光体,裂纹附近未发现严重的组织塑性变形,如图6、图7;但是在裂纹内发现大量高温氧化物,并且在材料基体内发现内氧化质点,如图7、图8所示。
Q345E钢板折弯开裂原因分析
Q345E摘要:Q345E 钢板具有良好的强度和可塑性,广泛应用于各种建筑结构和机械制造中。
然而,在加工过程中,很容易出现折弯开裂的问题,导致加工效率低下和产品质量下降。
本文分析了Q345E 钢板折弯开裂的原因,包括材料、工艺和设备等方面,并提出了相应的解决方法和改进措施。
关键词:Q345E 钢板,折弯开裂,原因分析,解决方法一、引言Q345E 钢板是一种常用的结构钢材料,具有高强度、高韧性、耐磨性和耐腐蚀性等优点,广泛应用于各种建筑结构和机械制造中。
然而,在加工过程中,很容易出现折弯开裂的问题,导致加工效率低下和产品质量下降。
因此,对Q345E 钢板折弯开裂的原因进行深入分析和研究,对提高产品质量、避免生产安全事故具有重要意义。
二、Q345E 钢板折弯开裂的原因分析(一)材料因素1.合金成分不均匀Q345E 钢板由多种金属元素组成,其中的含碳、硫、磷等元素含量对钢板的物理和机械性能产生显著影响。
如果合金成分不均匀,会导致钢板内部应力分布不均匀,从而在折弯加工中易发生开裂。
因此,在生产过程中要控制材料的成分,确保合金成分均匀。
2.材料质量不达标材料的质量是决定产品质量的关键因素之一。
如果Q345E 钢板的材料质量不达标,可能会同时存在多种缺陷,如夹杂、气孔、裂纹等,这些缺陷极易在折弯加工过程中导致裂纹的扩展。
因此,在选择原材料时要严格把关,确保材料的质量符合标准要求。
(二)工艺因素1.折弯工艺不当Q345E 钢板折弯工艺的不当是开裂的主要原因之一。
折弯时应按照相关工艺要求,合理选择弯板模具和折弯机,控制折弯的力度、速度和温度等参数,避免材料的过度变形和应力集中,从而产生开裂。
同时,还应严格控制板材的冷却速度,防止冷却不均匀造成应力集中。
2.表面处理不当钢板表面的几何形状和材料的表面质量对板材的折弯性能有着很大的影响。
如果钢板表面存在油污、氧化皮、锈斑等杂质,会降低板材的表面质量,导致板材表面的平整度和光洁度不足,影响板材的折弯性能。
Q345B板材弯折开裂原因分析
Q345B板材弯折开裂原因分析【摘要】采用表面宏观检查及化学成份、金相检测分析方法对Q345B板材在使用的过程中发现开裂样进行分析。
结果表明:Q345B板材在使用过程中发现的开裂主要属划痕引起,钢中的非金属夹杂物对裂纹的形成与扩展也有一些影响。
本文提出了预防弯折开裂的改进意见。
某工厂在使用钢号Q345B规格为717×780的板材进行加工过程中,在成品发现开裂,产生大量废品。
为此对试样进行开裂原因分析。
其加工成型工艺为:高炉铁水-铁水预处理-顶底复吹转炉-脱氧合金化-吹氩-板坯连铸-铸坯检验-铸坯加热-高压水除鳞-粗轧机组-中轧机组-热卷箱高-压水除鳞-精轧机组-层流冷却-卷取-冷却称重打捆收集入库-热轧板卷开卷及平整-弯折-成品1理化检验1.1宏观检查样品表面有肉眼可见的刚直纵向划痕,开裂位于划痕一侧的弯折处沿划痕开裂并与轧制方向平行。
开裂源位于划痕处,划伤沟痕中有金属光泽;裂口呈灰色,无金属光泽,呈典型的层状断口特征;无划痕一侧的弯折处试样表面没有开裂,见图1~图4。
实测板材厚度为7165、7172 mm,符合GB/T709图1开裂宏观形貌-1988《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》要求。
1.2金相检验其金相组织为铁素体加珠光体,按GB/T6394-2002《金属平均晶粒度测定方法》评级晶粒度为1015级;按GB/T19749-1995《定量金相手工测定方法》评级珠光体百分含量为2310%见图5;有较严图2开裂宏观形貌图3开裂宏观形貌图4开裂宏观形貌重的硅酸盐非金属夹杂物,按GB10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》评级为A1C5C2eD1见图6;按GB/T13299-1991《钢的显微组织评定方法》评级带状组织为3.5A,硅酸盐非金属夹杂物分布在铁素体带上见图7。
垂直于送检样裂口处取金相试样,检验发现裂口部位晶粒沿变形方向分布,裂纹附近存在非金属夹杂物,表面可见明显的V型开口特征见图8。
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艺应做 相应的调整 ,需 X ,  ̄ Q 3 4 5 钢板焊前预热,
以减 少焊 缝 开 裂 的可 能性 。
该试样断 口处枝 品状形态 比较的明显 ,断
口处疏松 比较 的严重 ,开裂为沿 晶特征。
3 - 2 母材中有害元素P 含量较高 ,极易形成液态
综上所述 ,该焊接件母材 n , ' j c 元素 、c 当量
素结构钢相 比 ,具有强度高 、耐腐蚀性好 、用 于工程结构制 造重量轻 、低 温性 能好等特点 , 在液压支架 的生产 中广泛使用 ,在焊接过程 中 出现裂纹 的现象也较为普遍 。因此 ,针对Q 3 4 5 钢分析其焊接裂纹也就十分有必要 。
图 1 焊接裂纹位置示意图
进行母 材化学成 分检验 、金相组织检验 、硬度
i
忘 , Ⅷ m
Q3 4 5  ̄ R 焊 接 裂 纹原 因分 析
枷 s i s◎ 4 屯 @ @ l Ⅱ g Cr oc k
何志松 张俊峰 文/ 郑州四维机 电设备制造 有限公司 吕海洋 贺 睿
摘 要 :本文通过对Q 3 4 5 钢焊接裂纹处母材化学成分检验、金相组织检验 、硬度检测及断口扫描分
2 . 3 硬 度 检测
( a ) 焊缝裂纹始端显徽组织l O 0 x ( h ) 焊缝 裂纹 未端显微 ̄ l t L q l O O ×
针对焊接接 头试样 ,分别对其 上的母材 、 热影响 以及焊缝 一个 域进行硬度检测 。检
图2 焊缝 裂纹处金相组织示意网
测使用 维氏硬度 计,实验力 为4 9 . 0 3 N,保持时
断提高 ,液压支架 的承载重量及稳定性要求也
越来越高 ,液压支架开始朝着大配套、大阻力 、
焊丝 J 焊丝直径 l 焊接电流 l 焊接电 压 l 焊接速度 牌号 l ( m m) I ( A) l ( v) l( r a m / a r i n )
1 . 2 l 2 8 0 ~ 3 0 0 I 2 9 ~ 3 1 f 3 0 0 ~ 3 5 0
为1 5 5 。愉测结果见表3 。 从表3 可以看 出,焊缝区和热影 ̄ l a j l  ̄ - 的硬度
高于 母材 。而在正常情况下 ,该处 的硬度值高
于母材。 2 . 4 断 口扫 描 分析
.
清洁断 口表面后进行断 口扫描分析 ,如 图
3 N示 。
『 矧 3 断 口扫描形貌示 意
表3 焊接接头硬度检测结果 【 HB )
其它元素则符合标准值。
2 _ 2 金 相 组 织检 验
f : ; = 测位 I 母材I x 2 l 热影n l  ̄ l , I x 2 f 焊缝I x 2
检测值 I 1 9 9 ;1 9 5 ;1 9 5 l 2 6 5 ;2 9 9 ; 3 2 8 l 2 7 4 ;2 4 1 ;2 4 1
将焊接裂纹位置制成T 型接头,并对裂纹处
作者简介 .吕海洋 ( 1 9 8 4 一),男 ,河南科技 大学材料成型及控制工程专业毕业 ,工艺院结构件所所长 ,焊接工程师 ,目前从事煤矿机械焊接工艺研究工作 。
现代焊接 2 0 1 4 年 第1 期 总第1 3 3 期 J 一4 1 , 9
意
金相试样采川4 %的硝酸酒精溶液腐蚀。
对该 试样 进 行 金相 显微 组织 观 察 ,如 图2 所
示 ,焊缝区组织 为柱状枝品组织 (氏组织 .焊缝开 裂在两侧枝品凝同的最后位置 ,垂直枝晶生长 的方向, 且断 口末端有 明显的疏松现象。
析 ,分析出Q 3 4 5  ̄ ] 焊接裂纹是 由于母材C当量较高,其可焊性较差 ,需对Q 3 4 5 钢板进行焊前预热 , 可有效避免焊接裂纹 的产生。
关键 词 :Q3 4 5 钢 ;焊接裂纹 :焊前预热
随着煤矿开采设备 的生产能力和可靠性不
1 Q3 4 5 钢富氩气体保护焊接工艺规范
薄膜,增加结晶裂纹倾向,应控制母材的P 含量
接近或高于G B f 1 5 9 1 — 2 0 0 8 q  ̄ Q 3 4 5 规定值的上限
检测及断 口扫描分析 。
1 检验材料 与方法
生产过程 中 ,Q 3 4 5 钢焊接工艺为富氩气体
2 试验结果及分析
2 . 1 母材化学成分检验
保护焊接 ,其工艺规范见表1 。 针对 生产过程 中焊接裂纹位置进行取样 ,
如图1 所示。
从焊接板母材上 随机取样进行化学成分检 验 ,其结果见表2 。 由表2 可见 ,该母材 中的c 元素 、c 当量 已 经超 出了标 准值 的上 限 ,而且其P 含量也较高,
高可靠性方向发展 ,因此对液压 支架结 构件 的
焊接要求也越来越 高 。焊接裂纹是接头中局 部区域 的金属原子结合遭到破坏而形成 的缝隙, 缺 口尖锐 、长宽 比大 ,在结构工作过程中会扩 大 ,甚至会使结构突然断裂 ,所以裂纹是焊接
接头中最危险的缺陷 。 Q 3 4 5 钢是低合金结构钢的一种 ,与普通碳
f : ; = 验项 日 杯准f f [ 愉验f f { ( : ≤0 - 2 0 0 _ 2 l 2 S i ≤( ) . 5 0 n, ’ 0 Mn ≤1 7 0 1 . 4 4 4 P ≤0 . 0 3 5 0 . 0 2 9 S ≤0 . 0 3 5 0 . 0 l l ( : l ≤0 . 3 0 0 . 0 6 5 N i ≤0 . 5 0 0 . 0 l 4 ( : I I ≤0 . 3 0 0 . ( ) l 4 MI 1 ≤( ) . 1 0 ( ) . 0 0 2 、 ≤( ) . 1 5 0 . 0 0 6 ( : E 、 ≤0 . 4 f 】 . 4 7