低合金钢焊接性及工艺

低合金钢焊接性及工艺

低合金高强度钢含有一定量的合金元素及微合金化元素，其焊接性与碳钢有差别，主要是焊接热影响区组织与性能的变化对焊接热输入较敏感，热影响区淬硬倾向增大，对氢致裂纹敏感性较大，含有碳、氮化合物形成元素的低合金高强度钢还存在再热裂纹的危险等。

1.焊接方法，低碳调质钢最常用的方法有手工电弧焊、溶化极气体保护焊、埋弧焊、药心焊丝电弧焊和钨极氩弧焊。采用上述各种电弧焊方法，用一般焊接规范，焊接接头冷却速度较高，使低碳调质钢的焊接热影响区的机械性能接近于钢在淬火状态的力学性能，因而不需要进行焊后热处理。如果采用电渣焊工艺，由于焊接线能量大，母材加热时间长，冷却缓慢。故这类钢在电渣焊后必须进行淬火加回火处理。为了避免焊接热影响区韧性的恶化，不推荐用大电流，粗丝，多丝埋弧焊工艺。但是，窄间隙双丝埋弧焊工艺已成功地应用于低碳调质钢压力容器焊接

2，焊接材料,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，焊接线能量和焊接技术焊接线能量不仅影响焊接热影响区的性能，也影响焊缝金属的性能。对许多焊缝金属来说，为获得综合的强韧性，需要获得针状铁素体组织。这种组织必须在较快的冷却条件下才能或得。为了避免采用过大的线能量，不推荐采用大直径的焊条或焊丝。重要可能，应采用多层小焊道焊缝。最好采用窄焊道，而不采用横向摆动的运条技术。这样不仅使焊接热影响区和焊缝金属有叫好的韧性，而且还可以减少焊接变形。立焊时不可避免地要做局部摆动和向上挑动，但应控制在最低程度。可以采用碳弧气刨清理焊根，但必须严格控制线能量。在碳弧气刨以后应打磨清理气刨表面后在施焊。

4，预热温度为了防止冷裂纹的产生，焊接低碳调质钢时常常需要采用预热，但必须防止由于预热而使焊接热影响区的冷却速度过于缓慢，因为在过于缓慢的冷却速度下焊接热影响区内产生M-A组元和粗大的贝氏体。这些组织使焊接热影响区强度下降、韧性变坏。从P183图可以看出，与低预热温度相比，预热温度高时热影响区的韧性下降得更多，过于缓慢的冷却速度也可能使热影响区某些区域发生软化，以致导致接头强度下降。为了避免预热对接头造成有害影响，必须严格准确地选用预热温度。P183图可以查找常用钢种的预热温度。如有可能，采用低温预热加后热，或不预热只采用后热的方法来防止低碳调质钢产生冷裂纹，可以减轻或消除过高的预热温度对其热影响区韧性的损害。

5，焊后热处理大多数低碳调质钢焊接构件是在焊态下使用，除非在下述条件下进行焊后热处理：1，焊后或冷加工后钢的韧性过低；2，焊后需进行高精度加工，要求保证结构尺寸的稳定性，3，焊接结构承受应力腐蚀。某些对钢和焊缝金属强韧化有益的元素，在焊后消除应力热处理时会产生有害的作用。许多沉淀硬化型低碳调质钢在焊后再加热过程中在焊接热影响区会出现再热裂纹。为了使焊后热处理不致使焊接接头受到严重损害，应仔细研究焊后热处理的温度，时间和冷却速度对接头性能的影响，以及产生再热裂纹的倾向和避免的条件，并认真地制定焊后热处理的规范。焊后热处理的必须低于母材调质处理的回火温度，以防止母材的性能受到损害。热轧、控轧控冷及正火钢一般焊后不进行热处理。电渣焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大，焊后必须进行正火处理以细化晶粒。某些焊成的部件在热校和热整形后也需要正火处理。正火温度应控制在钢材Ac3点以上30～50℃，过高的正火温度会

导致晶粒长大，保温时间按1～2min/mm计算。厚壁受压部件经正火处理后产生较高的内应力，正火后应作回火处理。厚壁高压容器、要求抗应力腐蚀的容器、以及要求尺寸稳定性的焊接结构，焊后需要进行消除应力处理。此外，对于冷裂纹倾向大的高强钢，也要焊后及时进行消除应力处理。消除应力热处理是最常用的松弛焊接残余应力的方法，该方法是将焊件均匀加热到Ac1点以下某一温度，保温一段时间后，随炉冷到300～400℃，最后焊件在炉外空冷。