SM490A—B焊接结构用钢板焊接试验

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Ｓ ９Ａ Ｂ焊接结构用钢板焊接试验 Ｍ４０ —
刘祖强 摘
能。
刘毅敏
潘
刚
要：试验研 究采用复合添加 Ｃ、Ｔ、Ｂ合金元素生产的 Ｓ ４ ０ — ｒ ｉ Ｍ ９Ａ Ｂ焊接结构用钢的焊接性
关键词：Ｓ ４ ０ — ；钢板 ；焊接 ；焊缝；金相组织 Ｍ ９Ａ Ｂ
Ｗ ｅｄ ｎ ｓ ｆＳ ４ ０ Ｂ ｅｄ ｄ Ｓ ｒ ｃｕ ａ ｔｅ ｌｔ ｌ ｉ ｇ Ｔｅ ｔｏ Ｍ ９ Ａ－ Ｗ ｌ ｅ ｔｕ ｔ ｒ ｌＳ ｅ ｌＰ ａ ｅ
对 Ｓ ４０ — Ｍ ９ Ａ Ｂ钢 板 埋 弧 自动 焊 焊 接 接 头 进
含量的测定——标准评级图显微检验法》 ，制取
焊 接 接 头 部 位 非 金属 夹 杂物 检 验 试 样 ，在 未经
浸 蚀 状 态 下 ，检 验 二 者 的非 金 属 夹 杂 物 ，运用 扫描 电镜 对 夹 杂 物进 行定 性 研 究 。焊 接 接 头 非
接结构用轧制钢材》 中的要
２ ０ ５
》
兰 ２０ ０
１ ０ ５
／ 』＼ ： ／ －． 纵向焊接 ／ ｘ 、 一 、 — ／
横向焊接
求 。此外 ，焊接接头 断 口呈现 塑性断裂特征 ，
断裂 位置 均在母 材 ，焊接 拉伸性 能较 好 。 表 ３ Ｓ ９ Ａ Ｂ钢 板焊 接接 头拉伸 实验结 果 Ｍ４０ —
３０— ０ ｍ ｒｎ，焊 接线 能量 为 １． ４ ． ０ ４０ｒ ／ ｉ ａ ａ ６ ８— ６ ８
ｋ／ｍ，层 间温度 ≤１０ｏ Ｊ ａ ｒ ５ Ｃ。 ２２ 检验方 法 ．
其在加热 、冷却过程中的溶解 、析 出的行为不
同 ，其对焊接工件热影 响区的物理性能 、金相 组织 的影 响也不同 。本文针对采用复合微合金
和 Ｇ ／ ９ ２０ 《 ＢＴ ２ － ０７ 金属材料 夏 比摆锤冲击试验 ２
方
和 Ｇ ／ ４ ． １９ 《 ＢＴ ３０１ ９ ９ 金属维氏硬度试验 ４ —
２ 试 验材料及方法
２１ 试 验材 料 ．
方法》，主要进行焊 接接头拉伸试 验 、弯 曲试 验 、 冲 击 试 验 及 硬 度 试 验 。 试 验 设 备 为 Ｃ Ｔ ２６微机 电液伺服控 制万能材 料试 验机 、 Ｈ ４０ Ｈ 一０ Ｖ ５ Ａ型维氏硬度试验机和 Ｊ Ｎ ３０ Ｂ 一 ０Ｂ摆锤式 冲击试验 机 。
横 向 ，采用 Ｃ Ｗ— ２ 丝 ，焊丝直径 ４ ｍ Ｈ Ｓ焊 ．ｍ 。 ０
焊接时采用 Ｃ ： Ｏ 气体保护焊打底 ，埋弧 焊电流
为 ３０— ５ ，电压 为 ３ ３ ，焊 接 速度 ５ ６０Ａ ２— ６Ｖ
接结构用轧制钢 卡》 中规定的合金元素外 ， 才
柳钢在生产过程中还加入了 ｃ 、Ｔ、Ｂ元素。在 ｒ ｉ 焊接 过程 中 ，各元素碳 、氮化物存在的形态及
ａｌｙｅｅ ｎｓ ｓ ｃ ｓＣ ， ｉ ｎ ， ｒ ｅｔｄａ ｄ ｓｕ ｉｄ ｌ ｌｍｅ ｔ， ｕ ｈａ ｒ Ｔ ｄ Ｂ ｗｅｅｔｓｅ ｎ ｔｄｅ ． ｏ ａ Ｋｅ ｏ ｄ ： Ｓ ９ Ａ－ ｙＷ ｒ ｓ Ｍ４ ０ Ｂ； Ｓｅ ｌＰａｅ Ｗ ｅｄ Ｗ ｅｄｎ ｅ ｍ ； Ｍｅａｌｒｉａ ｔ ｃｕｅ ｔｅ ｌｔ ； ｌ； ｌｉｇＳ ａ ｔｌ ｇｃ ｌＳｒ ｔｒ ｕ ｕ
（Ｖ Ｈ ）为 １ １ ２ ６，硬度值处于理想范围 ，接 ７ ～７
头 焊 缝 及 两 侧 无 明 显 硬化 及 软 化 现 象 。纵 向焊 接 接 头 硬 度 较 高 于 横 向焊接 接 头 。焊 接 部 位 硬
行 拉 伸 试 验 ，试 验在 常 温下 进 行 ，试 样 拉 断 后
观察断 口形貌和断裂位 置。焊接接头拉伸实验
基。 ｏ ｏ
蝌 ５ ０
０ ０ ２ ４ ６ ８ １ ０ １ ２ １ ４ １ ６
距测试起点距离 ｍｍ
图 ２ Ｓ ９ Ａ Ｂ钢 板焊 接接头 硬度 试验结 果 Ｍ４０ —
３５ 非 金属 夹杂 物 ．
３２ 冲击试 验 ．
根 据 Ｇ ／１５ １２ ０ 《 中非 金 属 夹杂 物 ＢＴ ０６ —０ ５ 钢
３ 拉伸试验 ． １ 对 Ｓ ４０ — Ｍ ９ Ａ Ｂ钢 板埋 弧 自动焊焊接 接头进
ｌ ■
表 １ Ｓ ９ Ａ Ｂ钢 板化学 成分 ｗ ％ Ｍ４ ０ — ／
Ｃ ｓ ｉ Ｍｎ Ｐ Ｓ Ａｓ Ａ ｌ Ｔ ｉ Ｃ ｒ Ｂ Ｏ １ ． ９ １４ ． １ ． ｏ ． ３ ．２ ．３ ． ４ ． １ ．３０２ ．６ ０ ０ ８０ ０ ６ ００ ９ ００ ８ ００ １ ０ ３ ９ ０ ０ ５ ９ ０ ２
生产 的 Ｓ ４０ — Ｍ ９ Ａ Ｂ焊接结构用钢的焊接性能进 行试验 ，以了解微合金化元素对钢板可焊性 的 影响 ，以及焊接方 向对钢板焊接性能的影响。
焊 接接 头 力 学性 能 试 验试 样 按 照 Ｇ Ｂ
２４ —９ ９ 《 ６９ １８ 焊接接头机械性能试验取样方 法》 制 取 ，依 据 Ｇ ／２８ ２ １ 《 属 材料 拉 伸 试 Ｂ ２— ０ ０ 金 Ｔ 萼》 Ｂ ３— ９ ９《 佥 、Ｇ ／ ２２ １９ 金属材料弯曲试验方法》 Ｔ
Ｌ Ｕ ｕ ｉｎ Ｌ Ｕ ｍｉ Ｐ ｎ Ｉ Ｚ ｑ ａ ｇ Ｉ Ｙｉ ｎ ＡＮ Ｇａ ｇ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｗｅｄ ｎ ｅｆｒ ｎ ｅｏ Ｍ４ ０ Ｂ ｗ ｌｅ ｔｕ ｔ ｒｌｓｅ ｌｔ ｒｄ ｃ ｄ ｂ ｄ ｉｇ ｓｒ ｃ ： ｈ ｌｉ ｇｐ ｒｏｍａ ｃ ｆＳ ９ Ａ－ ｅｄ ｄ ｓ ｃｕ ａ ｔａ ｐ ａｅ ｐ ｏ ｕ ｅ ｙ ａ ｄ ｎ ｒ ｌ
１ 前
言
焊接结构用钢 因其 良好的焊接性能 ，广泛 应用 于桥梁 、船舶 、车辆 、石油储罐 、容器及 其 它结构件行业 。为改善 Ｓ ４０ — Ｍ ９ Ａ Ｂ焊接结构 用 钢板 的性能指标 ，除 了添加 ｊ ３０ — ０４ Ｉ Ｇ １６ ２ ０ Ｓ
口，焊接坡 口尺寸见图 １ 。焊接试验采用大线能 量埋弧 自动焊工艺 ，焊接方 向分别为轧制纵 向、
行 冲击 试验 ，试 验在 一 ０Ｃ ２ ￣下进 行 ，冲击 实 验结
果 见表 ４ 。焊 接接 头 冲击功 从母 材 至焊缝 逐 渐变
低 ，且 纵 、横 向焊 接 的 “ 焊缝 、熔 合 区 、热 影
响区”冲击性能差异不大 ，焊接接头 冲击韧性 远高于 Ｊ ３０ — ０４ Ｉ Ｇ １６ ２０ Ｓ
３３ 冷弯试 验 ．
对 Ｓ ４０ — Ｍ ９ Ａ Ｂ钢 板 埋 弧 自动 焊 焊 接 接 头 进
行 １０ 冷弯试验 ，弯心直径分 别采用 ４ 、２ 。 ８。 ａ ａ 除弯心直径 ｄ ２ 的横 向焊接位置存在轻微小裂 ＝ａ 口以外 ，焊接接头 的纵 、横 向焊接冷弯性 能均
合格 。
表 ２ Ｓ ９Ａ Ｂ钢板 力学 性能 Ｍ４０ —
规定 的韧性 。
金 属夹 杂物 形貌 见 图 ３ ，焊缝 处 夹杂 物 电镜 检 验 结果 见 图 ４ 。母 材部 位非 金属 夹杂 物级 别 为 Ａ１ 、
Ｂ 、Ｃ 、Ｄ１ Ｓ ，母 材 非 金 属 夹 杂 物 含 量 较 ０ Ｏ 、Ｄ ０
接结构用轧制钢卡》 才
表 ４ Ｓ ９ Ａ Ｂ钢板 焊接 接头 冲击实 验结 果 Ｍ４ ０ —
３４ 硬 度试验 ．
焊 接 接 头 的硬 度 是 焊 缝 和 热 影 响 区组 织 性
能的综合体现【 ” 。对焊接接头表面下 ２ ｍ处硬 ｍ
图 １ 焊 接坡 口尺寸
度 进行 检测 分 析 ，其 结 果见 图 ２ 。焊接 接头 硬源自文库
试验选 用柳 钢生产 的 Ｓ ４０ — Ｍ ９Ａ Ｂ钢板 （ 化 学成 分见表 １ ，力学性 能见表 ２ ，试验用钢板 ） 尺寸 为 ９ ０ ｍ× ０ ｍ× ５ ｍ，开双 Ｖ形坡 ０ ｍ ５０ ｍ ２ ｍ
作者：刘祖强，大学学历 ，工程师，现从事金属材
料检验 工作 。副科长。
３ 试验结果及分析
结 果见 表 ３ 。焊接 接头 在纵 横 向 的常温 拉伸试 验 中 ，力 学 性 能 差 异 不 大 ， 屈 服 强 度 均 达 ４０ ２ ＭＰ ，抗 拉 强 度达 ５０ＭＰ ，与基 材相 当 ，满 足 ａ ４ ａ
度最高处在热影响区、熔合区，高于母材硬度 。
３０ ｏ
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．
Ｊ ３０ — ０４ Ｉ Ｇ １６ ２０ Ｓ