Q345钢焊接裂纹原因分析
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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
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
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
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，
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
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
wk.baidu.com
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
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
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
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
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 （ 板条状 、针
状铁素体＋ 珠光体 ），有部分魏氏组织 ．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。
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
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
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
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
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
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
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
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，
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
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
wk.baidu.com
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
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
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
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
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 （ 板条状 、针
状铁素体＋ 珠光体 ），有部分魏氏组织 ．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。
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
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
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
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