低合金高强度结构钢的焊接特点
11-4低合金高强度结构钢的焊接
钢材牌号
电渣焊 焊丝牌号 焊剂牌号
焊条电弧焊焊 条型号 E4303、E4301 E4316、E4315
埋弧焊 焊丝型号 H08A H08MnA 不开坡口 H08A 中板开坡口 H08MnA H10Mn2 H10MnSi 厚板开坡口 H10Mn2 焊剂牌号 HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ350
不开坡口 H08MnA 中板开坡口 H10MnSi H10Mn2 H08MnMoA 厚板开坡口 H08MnMoA H08MnMoA
HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ350 HJ250 HJ431 HJ350
Q420
H10MnMoVA
HJ431 HJ360
E5516-G E5515-G E5516-D1 E5515-D1 E7015-G E7015- D2 E6016-D1 E6015-D2
Q460
H10Mn2MoA H10Mn2MoVA
HJ431 HJ360 HJ350 HJ250
H08Mn2MoA H08Mn2MoVA
HJ350 HJ250
预热 低合金高强度钢焊接时常用的工艺措施是焊前预热 焊前预热。 焊前预热 屈服点在390MPa以下 以下的低合金高强度钢焊接时，可不 预热 屈服点在 以下 可不 预热。 厚板、刚性大的结构钢且环境温度低的条件下，需预热 厚板、刚性大的结构钢且环境温度低的条件下 100～150℃。 屈服点在390MPa以上 以上的低合金高强度钢焊接时，一般需要 屈服点在 以上 一般需要 预热。 预热 后热及焊后热处理 低合金高强度钢后热主要是消氢处理。它是防止冷 裂纹的有效措施之一。 低合金高强度结构钢一般不进行焊后热处理。 只有厚板、强度级别较大及有延迟裂纹倾向的钢需焊后进行 热处理。
低合金高强度结构钢牌号
低合金高强度结构钢牌号低合金高强度结构钢是一种具有优异力学性能的钢材，广泛应用于建筑、桥梁、船舶、机械制造、石油和化工等领域。
以下是关于低合金高强度结构钢常用牌号及其特性的相关参考内容。
1. Q345B钢Q345B钢是一种用途广泛的低合金高强度结构钢，主要用于各种建筑和工程设备的构件制造。
其强度优于普通碳素结构钢，并具有良好的可焊性和韧性。
Q345B钢常用于制造大跨度的桥梁、高层建筑、机械设备等。
2. Q390钢Q390钢是一种低合金高强度结构钢，具有较高的屈服强度和抗拉强度。
Q390钢常用于制造桥梁、船舶、锅炉、压力容器、石油管道和化工设备等重要设施。
其优异的力学性能和良好的可焊性使其成为一种理想的结构材料。
3. Q420钢Q420钢是一种低合金高强度结构钢，具有良好的强度和塑性。
Q420钢主要用于制造高层建筑、压力容器、锅炉、矿山机械等。
该钢材具有良好的焊接性能和冷弯成形性能，适用于各种复杂形状的构件。
4. Q460钢Q460钢属于一种高强度低合金结构钢，具有较高的屈服强度和抗拉强度。
Q460钢广泛应用于建筑工程、桥梁工程、矿山设备和石油化工设备等领域。
该钢材具有优异的耐久性和抗震性能，适用于要求抗震和耐久性能的工程。
5. Q550钢Q550钢是一种中碳低合金高强度结构钢，具有优良的强度和韧性。
Q550钢广泛应用于桥梁、高层建筑、船舶和石油化工设备等制造领域。
该钢材具有良好的可焊性和可加工性，适用于复杂形状的构件制造。
6. Q690钢Q690钢是一种高强度低合金结构钢，具有较高的屈服强度和抗拉强度。
Q690钢常用于制造大型机械设备、航天器、石油和化工设备等。
该钢材具有良好的焊接性能和冷弯成形性能，适用于各种复杂形状的构件制造。
总之，低合金高强度结构钢牌号包括Q345B、Q390、Q420、Q460、Q550和Q690等。
这些牌号的钢材具有优异的力学性能和工艺性能，广泛应用于各个工程领域。
它们的使用可以确保结构的强度和稳定性，同时提高工程的耐久性和抗震性能。
低合金高强度结构钢
Q345（18Nb） 综合力学性能和低温冲击韧性良好 ，焊接性能和冷热压力加工性能良好 ，用于建筑结构、化 工容器、管道、起重机械和鼓风机等。
国家标准
范围
基本信息
规范性引用文件
基本信息
标准号 StandardNo： GB/T 1591-2018 中文标准名称 StandardTitle in Chinese： 低合金高强度结构钢 英 文 标 准 名 称 ： High strength low alloy structural steels 发布日期 IssuanceDate： 2008-12-6 实施日期 ExecuteDate ： 2009-10-1 首次发布日期 FirstIssuance Date ： 1979-10-31 标准状态 StandardState ： 现行 复审确认日期 ReviewAffirmance Date： 计划编号 Plan No： -T-605 代替国标号 ReplacedStandard： GB/T 1591-1994 被代替国标号 ReplacedStandard :
低合金高强度结构钢
结构钢
01 国家标准
03 特性
目录
02 简
介
04 价格
基本信息
低合金高强度结构钢 ，是在碳素结构钢（Wc=0.16%~0.2%） 的基础上加入少量合金元素而制成的 ，具有良好 的焊接性能 ， 塑性 ，韧性和加工工艺性 ，较好的耐蚀性 ，较高的强度和较低的冷脆临界转换温度 。它的牌号表示 方法与碳素结构钢基本相同 。适用于制造建筑桥梁船舶车辆铁道高压容器锅炉汽车拖拉机大型钢结构及大型军事 工程等方面的结构件。
低合金高强度结构钢简要
低合金高强度结构钢High Strength Low Alloy Steel一、定义中国国家标准GB/T13304-1991《钢分类》，参照国际标准，对钢的分类作了具体的规定。
低合金高强度钢HSLA是在碳素钢的基础上，通过加入少量合金元素并在热轧、控轧或热处理状态下，具有高强度、高韧性，较好的焊接性、成型性或耐腐蚀性等特征的钢材。
成分特点：低碳（Wc≤0.2%），低合金。
性能特点：比普通碳素结构钢有较高的屈服强度和屈强比、较好的冷热加工成型性、良好的焊接性、较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性，以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。
二、低合金高强度钢的发展1867-1874年，美国含铬结构钢，1902-1906年，美国含镍结构钢，1915年，美国含锰1.6%桥梁用结构钢。
20世纪60年代以后，冶金生产工艺技术和低合金钢开发均取得巨大发展，锰、硅、铬、镍、钒、钛、铌等微合金元素的强化作用已清楚。
80年代后随着技术进步，通过钢质净化、晶粒细化、组织优化、基体强化等，促进了新型低合金钢的开发。
低合金钢是近30年来发展最快、产量最大、经济性最好、使用面最广、前景最广阔的钢类。
目前，新型的低合金高强度钢以低碳（≤0.1%）和低硫（≤0.015%）为主要特征。
我国是1957年在鞍钢试制成功第一炉低合金钢16Mn，随后研制出16Mn系列的桥梁用、船用、锅炉用、压力容器用、汽车用低合金钢。
1966年，低合金钢产量141万吨，占钢产量8%；至1979年，低合金钢产量254万吨，仍占钢产量8%。
1997年，低合金钢产量2368万吨，占钢产量22%。
各发达工业国家的低合金高强度钢产量约占钢产量的10%。
为进一步提高低合金高强度钢的性能，在低合金高强度钢的基础上，通过进一步降低碳质量分数、微合金化和控制轧制而发展了一系列新型低合金高强度结构钢，主要有以下四种：微合金化低碳高强度钢、低碳贝氏体型钢、低碳索氏体型钢、针状铁素体型钢。
低合金高强度结构钢
低合金高强度结构钢
简介
低合金高强度结构钢是一类具有优异力学性能和热处理性能的材料，在工程领
域有着广泛的应用。
本文将从合金元素、工艺特点、应用领域等方面对低合金高强度结构钢进行介绍和分析。
合金元素
低合金高强度结构钢的合金元素主要包括钒、铌、钛、镍等。
这些合金元素的
加入可以有效提高钢的强度、韧性和耐磨性，使其具有较好的焊接性能和冷弯性能。
工艺特点
低合金高强度结构钢在生产加工过程中具有较高的工艺性能，可以通过控制合
金元素的含量和热处理工艺来实现对钢材性能的调控。
通常采用热轧、热处理、冷加工等工艺来制备低合金高强度结构钢。
应用领域
低合金高强度结构钢广泛应用于航空航天、汽车制造、桥梁建设、船舶制造等
领域。
由于其优异的力学性能和热处理性能，低合金高强度结构钢在工程领域中具有重要的地位，可以有效减轻结构自重、提高结构的承载能力。
总结
低合金高强度结构钢是一类具有广泛应用前景的材料，其优异的力学性能和热
处理性能使其在工程领域中具有重要地位。
随着材料科学技术的不断发展，低合金高强度结构钢将在各个领域展现出更广阔的应用前景。
GB-T-1591--低强度的高合金结构钢材
GB-T-1591--低强度的高合金结构钢材一、概述GB-T-1591是我国针对高合金结构钢的国家标准，其主要规定了低强度的高合金结构钢材的化学成分、力学性能、工艺性能、形状、尺寸、容重等技术要求。
这种钢材作为一种重要的工程材料，广泛应用于桥梁、船舶、车辆、石油、化工等各类建筑结构中。
二、化学成分低强度的高合金结构钢材的化学成分主要包括C、Mn、Si、P、S、Al等元素。
其中，C的含量应控制在0.20%以下，Mn的含量应控制在1.70%以下，Si的含量应控制在0.50%以下，P和S的含量应控制在0.035%以下，Al的含量应控制在0.015%以上。
这些元素的含量会影响钢的强度、韧性、硬度和焊接性能。
三、力学性能低强度的高合金结构钢材的力学性能包括屈服强度、抗拉强度、延伸率和冲击功等。
其中，屈服强度应控制在345MPa以上，抗拉强度应控制在470-630MPa，延伸率应控制在20%以上，冲击功应控制在34J以上。
这些参数的控制，确保了钢材在工程应用中的稳定性和耐久性。
四、工艺性能低强度的高合金结构钢材的工艺性能主要包括焊接性能、冷弯性能和热处理性能。
焊接性能良好，能满足各种焊接方法的需求；冷弯性能良好，能进行各种冷弯成型；热处理性能良好，能通过调整热处理工艺，改变钢材的力学性能和组织结构。
五、形状和尺寸低强度的高合金结构钢材的形状和尺寸应满足GB/T 1591的规定。
一般来说，钢板的厚度应控制在4-200mm，宽度应控制在1200-4000mm，长度应控制在3000-mm。
这些尺寸的控制，确保了钢材在各种工程应用中的适应性。
六、容重低强度的高合金结构钢材的容重应控制在7.85g/cm³。
这个参数的控制，可以确保钢材的强度和刚性，同时也考虑了工程应用中的重量问题。
总的来看，GB-T-1591对低强度的高合金结构钢材做出了全面的规定，确保了钢材的优良性能和广泛的应用。
低合金高强度钢的焊接工艺
低合金高强度钢的焊接工艺1）焊接方法的选择低合金高强度钢可采用焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、气电立焊、电渣焊等所有常用的熔焊及压焊方法焊接。
具体选用何种焊接方法取决于所焊产品的结构、板厚、堆性能的要求及生产条件等。
其中焊条电弧焊、埋弧焊、实心焊丝及药芯焊丝气体保护电弧焊是常用的焊接方法。
对于氢致裂纹敏感性较强的低合金高强度钢的焊接，无论采用那种焊接工艺，都应采取低氢的工艺措施。
厚度大于100mm低合金高强度钢结构的环形和长直线焊缝，常常采用单丝或双丝载间隙埋弧焊。
当采用高热输入的焊接工艺方法，如电渣焊、气电立焊及多丝埋弧焊焊接低合金高强度钢时，在使用前应对焊缝金属和热影响区的韧性能够满足使用要求。
2）焊接材料的选择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）焊接热输入的控制焊接热输入的变化将改变焊接冷却速度，从而影响焊缝金属及热影响区的组织组成，并最终影响焊接接头的力学性能及抗裂性。
屈服强度不超过500MPa的低合金高强度钢焊缝金属，如能获得细小均匀针状铁素体组织，其焊缝金属则具有优良的强韧性。
而针状铁素体组织的形成需要控制焊接冷却速度。
因此为了确保焊缝金属的韧性，不宜采用过大的焊接热输入。
焊接操作上尽量不用横向摆动和挑弧焊接，推荐采用多层窄焊道焊接。
热输入对焊接热影响区的抗裂性及韧性也有显著的影响。
低合金高强度热影响区组织的脆化或软化都与焊接冷却速度有关。
由于低合金高强度钢的强度及板厚范围都较宽，合金体系及合金含量差别较大，焊接时钢材的状态各不相同，很难对焊接热输入作出统一的规定。
低合金高强度结构钢允许成分偏差_解释说明
低合金高强度结构钢允许成分偏差解释说明1. 引言1.1 概述低合金高强度结构钢作为一类重要的工程材料，具有较高的强度和优异的机械性能，在现代建筑、汽车、航空等领域得到广泛应用。
然而，由于制造过程中存在各种不可避免的因素，导致其成分可能会发生偏差。
了解并研究低合金高强度结构钢在成分偏差下的性能变化对于确保结构安全性和提高材料可靠性具有重要意义。
1.2 文章结构本文旨在探讨低合金高强度结构钢允许成分偏差对其性能的影响。
文章首先介绍了低合金高强度结构钢的定义和特点，以及合金元素成分对材料性能的影响。
随后，我们将详细阐述成分偏差产生的原因与条件，并介绍国际标准与行业规范对成分偏差的规定。
为了进一步理解允许成分偏差对材料性能的影响，我们将探讨不同方法来评估允许成分偏差所带来的变化。
最后，我们将研究成分偏差对低合金高强度结构钢的强度性能、耐蚀性能以及焊接工艺和焊接接头性能的影响。
1.3 目的本文的目的是通过系统分析，探讨低合金高强度结构钢允许成分偏差对材料性能的影响，并为制造商、设计师和研究人员提供一种方法来评估和处理成分偏差所带来的问题。
同时，我们也将展望未来相关研究或行业发展的方向，以促进低合金高强度结构钢在各个领域中更加可靠和有效地应用。
2. 低合金高强度结构钢2.1 定义和特点低合金高强度结构钢是一种具有良好强度和韧性的材料，具有以下特点：- 低合金：相对于传统的普通碳素钢而言，低合金高强度结构钢中的合金元素含量较低。
这些合金元素包括硅、锰、镍、铬等。
通过添加适量的合金元素，可以提高钢材的机械性能。
- 高强度：与普通碳素钢相比，低合金高强度结构钢具有更高的屈服强度和抗拉强度。
这使得它能够承受更大的载荷，在工程设计中使用时能够减小构件尺寸，降低重量。
- 高韧性：由于其微观组织中存在着精细化处理或/和淬火回火等工艺措施，低合金高强度结构钢具有优异的韧性。
这意味着它能够在承受冲击或振动负荷时保持稳定，并且在发生应力集中时不易产生断裂。
eh36钢的焊接工艺
eh36钢的焊接工艺eh36钢是高强度低合金结构钢，具有较高的耐磨性能，以及良好的力学性能。
由于其特殊的化学成分和表面结构，它广泛用于船舶和海洋工程领域。
焊接eh36钢时，一定要根据其特殊的材料特性进行适当的处理，以保证焊接质量。
一、焊接方法1、eh36钢的焊接方法主要采用氩弧焊、电弧焊和激光焊。
由于eh36钢的特殊性，如果使用氩弧焊，要求焊接温度较低，焊接时间较长，可能会导致材料开裂。
因此，在实际生产中，氩弧焊技术不常用。
电弧焊和激光焊都可以快速、高效地焊接eh36钢，但是电弧焊技术比激光焊技术更加经济。
2、eh36钢的焊接工艺主要分为预处理工艺、焊接工艺、后处理工艺。
（1）预处理工艺：在eh36钢焊接前，应对焊接部位进行清理，去除污染物和油脂，以提高焊接质量。
焊接工艺也要根据eh36钢的特殊性选择适当的焊条，以减少焊接后材料的热影响。
（2）焊接工艺：在eh36钢的焊接过程中，应注意焊接参数的选择，如焊接电流、焊道宽度和焊接时间等，以保证焊接质量。
（3）后处理工艺：eh36钢焊接后，要进行适当的热处理和冷却处理，以确保材料的机械性能和抗腐蚀性。
二、焊接技术1、焊接技术的控制：eh36钢的焊接技术必须严格控制，以确保焊接质量。
最常用的焊接技术是电弧焊，在焊接时应选择适当的焊条，并注意控制焊接电流，以防止材料的热影响。
2、焊接工艺的要求：在eh36钢焊接时，要求焊接工艺的把握要稳定，焊接参数的变化要符合焊接工艺的要求，以保证焊接质量。
3、焊接检查：eh36钢焊接后，要进行熔核检查和外观检查，以确保焊接质量。
总之，eh36钢的焊接工艺要根据eh36钢的特殊性进行适当的处理，以保证焊接质量。
此外，在焊接时，还要注意熔核检查、外观检查等，以确保焊接工艺的质量。
焊接接头的组织和性能
.
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以上就是低合金高强钢焊缝金属可能存在 的几种组织。概括而言，我们希望得到较 多的针状细晶铁素体，不希望得到侧板条 铁素体，先共析铁素体，如果合金成分能 显著增加奥氏体稳定性，降低其分解温度， 这一愿望即可实现。试验表明Mn含量0.8～ 1.0%、Si0.1～0.25%，而Mn/ Si=3～6时，即 可得到细晶铁素体和针状铁素体。我们还 希望得到的贝氏体为下贝氏体，而不希望 产生上贝氏体或粒状贝氏体，以及孪晶高 碳马氏体，其办法是控制
.
25
冷却速度；使在600～450℃区间(贝氏体转变的 高温段)停留时间尽量短，以尽量减少形成粒 状贝氏体和上贝氏体的机会(可控制t8-5来实 现)、降低含C量，使一且发生马氏体转变时
能形成板条状位错型马氏体，它的存在有利 而无害。有资料表明，焊缝含有微量Ti、B有
利形成针状铁素体，而抑制先共析铁素体的 形成，Ti与B同时加入最佳，因为Ti优先和氧 反应对B不被氧化起到保护作用。B凝聚在A
学性能。
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2、焊缝金属的显微组织与性能
低碳钢是亚共析钢，在焊接熔池冷却凝固 的一次结晶完成后，在一定温度下将发生 二次结晶即固态相变，这时的组织应该是 铁素体加少量珠光体。其组织质量分数的 不同和性能的不同取决于冷却速度，即冷 却速度越大，铁素体含量越少，
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10
珠光体越高，硬度强度也随之增高，且组织 细小。反之则组织变粗，铁素体越多珠光体 越少、硬度强度降低。需要注意的是铁素体 的形态，在不同冷却速度下也是不同的。且 对性能有影响。
低温压力容器、锅炉专业用低合金高强度钢 标准。
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18
1、低合金高强度钢的焊缝合金化
我们以焊条电弧焊为例来讨论。其实从焊条标
高强度结构钢HG785D焊接工艺研究
高强度结构钢HG785D焊接工艺研究摘要：本文针对高强度结构钢HG785D材料分别使用手工电弧焊(SMAW)和熔化极气体保护焊（MIG)两个焊接工艺方法进行焊接试验，焊后对焊缝接头进行了机械性能试验分析与焊缝金相及组织的显微观测，掌握两种焊接工艺方法的焊接性。
实验结果显示，采用合理的焊缝参数、匹配的焊接材料及接头形式，可以得到焊接性能更加优异的焊缝接头，并已在实际产品的使用过程中获得了良好的效果。
关键词：高强度结构钢；HG785D；焊接HG785D属国内自主研发的新型低合金高强钢，具有高强度、低膨胀系数和稳定的弹性模量，由于它焊接前既不需要进行时效和热处理，而且焊接成型后一般又不需要做进一步的退火和热处理，为各种高强度结构焊接件的最理想材料。
然而低合金高强度钢焊接工艺由于是随着对其合金硬度等级要求标准的提高逐步地提高，冷裂纹产生的温度敏感性也逐步地增加，焊缝受热后发生破裂变形的温度倾向也随之明显逐渐地上升，所以，选择和设计出合理而可靠有效的焊接工艺参数显得至关重要[1]。
为了全面深入理解认识和准确把握HG785D钢板的主要焊接参数及工艺性能，掌握各种合理和有效组合的焊接性工艺原理和工艺参数，所进行的HG785D钢板焊接性工艺研究有着重大深远的意义。
一、试验材料和方法1.1试验材料本试验采用10mm厚HG785D钢板，V型坡口对接型式焊接，尺寸为300mmx100mm，坡口及尺寸见图1。
HG785D钢板化学成分和力学性能见表1和表2。
1.2焊接材料选择针对HG785D材料的主要成分、焊接产品力学性能要求以及焊接产品结构特点，本次在进行焊接产品工艺技术试验的研究过程中，HG785D钢板主要是通过使用手工电弧焊(SMAW)和熔化极气体保护焊（MIG)两个焊接工艺方法同时进行试件焊接[2]，其中SMAW使用焊条J707，MIG焊使用焊丝ER80-G，其两种焊接材料的化学成分见下表3与表4。
1.3焊接试验由于焊接热能输入量是直接决定焊缝及接头的组织特性好坏的主要的参数，热输入量过大时，会直接使焊缝的热影响区的金属晶粒变粗大，产生更粗大晶粒的的铁素体含量，甚至会产生脆性组织，对金属韧性不好。
低合金高强钢的焊接
缺点
焊接过程中会产生较大的 热输入，可能导致母材热
影响区的性能下降。
激光焊
定义
激光焊是一种利用高能激光束熔化金属进行 焊接的方法。
优点
焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高、变 形小。
应用范围
适用于薄板、精密零件等高质量要求的低合 金高强钢焊接。
缺点
设备成本高、对焊接环境要求高、需要专业 的操作人员。
摩擦焊
定义
摩擦焊是一种利用摩擦热熔化金属进 行焊接的方法。
应用范围
适用于同种或异种金属的焊接，尤其 适用于轴类、管类等零件的连接。
优点
焊接强度高、密封性好、变形小、适 用于大量生产。
缺点
需要较大的顶锻力和较高的转速，对 焊接材料和工艺要求较高。
其他焊接方法
01
02
03
电阻焊
利用电流通过电阻产生热 量进行焊接，适用于薄板 和管材的焊接。
为确保焊接质量，需要采用合 适的焊接材料和工艺参数。
焊后处理
焊接完成后需要进行适当的热 处理和焊后检验，以确保焊接
接头的性能。
02
低合金高强钢焊接方法
电弧焊
定义
电弧焊是一种利用电弧 热量熔化金属进行焊接
的方法。
应用范围
适用于各种低合金高强 钢的焊接，尤其适用于
大型结构件的焊接。
优点
设备简单、操作方便、 成本低廉、适用性强。
焊接性优良
与其他高强度钢材相比，焊接 性能较好。
应用领域
建筑
用于桥梁、高层建筑等结构件。
汽车
用于制造汽车车架、底盘等部件。
石油化工
用于制造压力容器、管道等。
焊接特点
良好的焊接性
低合金高强钢的焊接性能较好 ，不易出现裂纹等问题。
Q345R钢的焊接工艺
Q345R钢的焊接工艺摘要：q345r钢是低合金高强度结构钢，是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢材，具有良好的综合力学性能和工艺性能，适合于重要的焊接结构，特别是压力容器。
本文主要通过阐述q345r钢焊接性分析及制定合理的焊接工艺，满足了产品的质量要求，提高了焊接生产效率和焊接质量、降低了生产成本。
关键词：q345r 碳当量焊接缺陷焊接变形和应力焊接工艺q345r钢材表示低合金高强度结构钢，用屈服强度值“屈”字和压力容器“容”字的汉语拼音首位字母表示，q——“屈”汉语拼音首位字母；345——屈服点值mpa；r——“容”汉语拼音首位字母。
q345r钢是一种含有锰和硅的低合金钢，它比低碳钢q235增加了1%左右的含锰量，但屈服点却增加了近50%。
q345r钢是重要的焊接结构常采用的材料，常用于制造压力容器。
一般供货状态为：热轧、冷轧或正火处理等。
1 q345r钢材焊接性分析1.1 q345r钢材碳当量计算q345r的可焊性在低合金钢中较好，由于含有一定量的合金元素，淬硬、冷裂倾向都比低碳钢大一些。
常温下焊接q345r时，焊接热影响区一般不出现淬硬组织，其最高硬度通常小于300hbs。
在常温下施焊时，焊接工艺与低碳钢的基本相同。
q345r的抗拉强度为460～640 mpa，按照等强度要求，应采用e50型焊条。
增大焊接电流时，因冷却速度变慢，所以硬度较低，即淬硬倾向变小。
在低温下焊接时可能会出现脆硬组织，易产生焊接裂纹。
因此，在低温焊接、厚板焊接时应采取预热的措施，防止脆硬组织导致裂纹的产生。
1.2 q345r钢焊接内部缺陷分析q345r钢常见的焊接缺陷包括外观缺陷和内部缺陷。
外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷、表面气孔、冷裂纹等；内部缺陷有热裂纹、冷裂纹、内部气孔、夹渣、未焊透等。
1.2.1 冷裂纹q345r钢属于低合金压力容器专用钢，其碳当量0.4%左右，焊接性优良。
除大厚度钢板和环境温度很低等情况下焊接外，一般不需要预热和严格的控制热输入来控制焊接冷裂纹。
低合金高强度结构钢
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低合金高强度结构钢研究与应用
DOCS
01
低合金高强度结构钢概述
低合金高强度结构钢的定义与分类
低合金高强度结构钢的定义
• 以低碳为主要合金元素
• 具有高强度、良好韧性和抗腐蚀性的结构钢
低合金高强度结构钢的分类
• 按合金元素含量分类：低碳、中碳、高碳
• 减少钢的偏析和疏松等缺陷
冷却工艺
• 控制冷却速度和冷却方式
• 影响钢的相变和组织，从而影响钢的性能
⌛️
热处理工艺对低合金高强度结构钢性能的影响
正火工艺
⌛️
回火工艺
• 提高钢的强度和韧性
• 改善钢的切削性能
• 降低钢的内应力，提高
淬火工艺
钢的韧性
• 改善钢的疲劳性能
• 提高钢的硬度和强度
• 改善钢的耐磨性能
筑领域的应用
低合金高强度结构钢在桥梁工程中的应用
桥梁承重结构
桥梁加固工程
• 如桥墩、梁、桥塔等
• 如桥梁支座、桥梁伸缩缝等
• 需要具有较高的强度、韧性和抗腐蚀性
• 需要具有较好的耐腐蚀性和抗老化性能
低合金高强度结构钢在建筑钢结构中的应用
建筑钢结构
• 如钢梁、钢柱、钢屋架等
• 需要具有较高的强度、韧性和抗震性能
市场前景
市场前景
市场前景
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焊接工艺对低合金高强度结构钢性能的影响
01
焊接方法
• 如电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等
焊工职业资格培训-低合金结构钢焊接
知识点12：我国窄间隙埋弧焊 的优点
重点内容：窄间隙埋弧焊经过发展，一般 采用直径为3mm粗焊丝，间隙宽度为15～ 35· mm，克服了窄问隙气电焊的缺点。我国 自行研制的双丝窄间隙埋弧焊，可用双丝或 单丝，适应性较广，焊接钢板最大厚度可达 250mm。板厚100mm时，双丝窄问隙埋弧 焊的效率比一般埋弧焊提高一倍。
知识点13、Q345(16Mn)钢的 成分和性能
重点内容：Q345(16Mn)钢碳的质量分数为 0．12％～0．200A，，锰的质量分数1．20 ％～1．60％；屈服点为345MPa，抗拉强度 为470～630MPa。它比Q235多加入质量分 数约l％的锰，屈服点提高40％左右，而且 冶炼、加工性能和焊接性能都比较好，是我 国目前产量最大、应用最广的低合金钢。
1)热轧、正火钢屈服点为295～490MPa的低 合金高强度钢，都在热轧或正火状态下使用， 属于非热处理强化钢。 2)低碳调质钢。此类钢的屈服点为490～ 980MPa，在调质状态下供货使用，属于热 处理强化钢。 3)中碳调质钢。此类钢的屈服点一般在 880—1176MPa，钢中碳的质量分数较高， 在0．25％～0．5％之间。
知识点14：Q345(16Mn)钢的焊 条电弧焊和埋弧焊焊接材料的选用
1)焊条电弧焊时，采用强度等级为E50系 列的结构钢焊条。应用最多的是碱性焊条 E5015(J507)和E5016(J506)；对于要求不高 的构件，也可采用酸性焊条：E5003(J502)。 2)埋弧焊不开坡口时，可以采用}t08MnA 焊丝配合It．143l；开坡口时应采用H10Mn2 焊丝配合Itj431。
3)co2气体保护焊时，采用焊丝牌号为 H08Mn2SiA。用c0：气体保护焊焊接 Q345(16Mn)钢时，焊缝含氢量低，抗裂性能好。 4)电渣焊时，焊丝采用H08MnMoA，焊剂采 用HJ431。 5)氩弧焊时，焊丝采用H10MnSi。 由于Q345(16Mn)钢在冶炼过程中是采用铝、 钛等元素脱氧的细晶粒钢， 在不预热时，可选用较大的热输入进行焊接，避 免出现淬硬组织。
低合金高强度钢牌号
低合金高强度钢牌号低合金高强度钢是一种具有优异性能的金属材料，广泛应用于建筑、船舶、桥梁、汽车、机械等领域。
以下是几种常见的低合金高强度钢牌号及其特点。
1. Q345钢Q345钢是中国低合金高强度钢的代表之一，其牌号指标表示该钢的抗拉强度为345MPa。
Q345钢具有良好的可焊性、韧性和可塑性，广泛应用于桥梁、车辆、建筑和机械等领域。
Q345钢具有高强度和良好的冲击韧性，在低温环境下仍能保持较高的塑性，适用于低温条件下的使用。
2. Q390钢Q390钢是一种高强度低合金结构钢，其抗拉强度为390MPa。
Q390钢相对于Q345钢来说，具有更高的强度和更好的耐腐蚀性。
它常用于承受大荷载和恶劣环境的建筑结构、重型机械和压力容器等领域。
3. Q420钢Q420钢是一种高强度低合金结构钢，其抗拉强度为420MPa。
Q420钢具有良好的可塑性和韧性，广泛应用于船舶、桥梁、矿山机械、建筑和高层结构等领域。
Q420钢还具有较高的热处理硬化能力和耐磨性，适用于制造需要高强度和较高耐磨性的零部件和机械。
4. Q460钢Q460钢是一种超高强度低合金结构钢，其抗拉强度可达到460MPa。
Q460钢具有良好的韧性、可塑性和抗冲击性能，适用于船舶、桥梁、矿山机械、建筑和高层结构等领域。
此外，Q460钢还具有较好的耐蚀性和耐磨性，适用于制造需要高强度和较高耐蚀性的零部件和机械。
总而言之，低合金高强度钢具有优异的力学性能和工艺可塑性，能够满足各种工程领域的需求。
随着科技的进步和需求的增长，不断涌现出新的钢牌号，以满足不同材料性能和应用要求。
需要根据具体的工程需求和材料性能来选择合适的低合金高强度钢牌号。
低合金高强钢的焊接技术
淬硬组织 氢 拘束应力
1. 含有多种提高淬透性的合金元素，淬透倾向大，本 应有很大的裂纹倾向；
2. 含碳量低→Ms点高 ↑
该温度下冷速慢→自回火→冷裂倾向小
五、低碳调质钢焊接性分析
<三> 再热裂纹
促进再热裂纹形成的元素 Cr，Mo，Cu，V，Nb，Ti，B
具有一定再热裂纹倾向
低合金高强钢的焊接
哈尔滨工业大学 刘爱国
一、钢的分类
工业用钢的分类方法很多，可以按化学成分、 性能、品质、用途、内部组织等进行分类。
结构钢
按用途分
工具钢 特殊性能钢 专业用钢
一、钢的分类
按化学成分分
碳钢 合金钢
低碳钢 wc<0.25wt% 中碳钢 wc=0.25～0.6wt% 高碳钢 wc>0.6wt%
0.17 ～ 0.23
Si
0.20 ～ 0.55 0.17 ～ 0.37
Mn
1.20 ～ 1.60 1.35 ～ 1.65
P ≤0.045 ≤0.040
S ≤0.045 ≤0.045
Mo -
0.45 ～ 0.65
Nb -
0.025 ～ 0.050
C
Mn
Si
Ni
Cr
Mo
V
N
S
P
14Mn 0.14 1.41 0.30
HQ60 0.09 0.90 0.20 0.30 ≤0.30 0.08 0.03～ - ≤ 0.025 ≤0.030
～
～
～
～
～ 0.08
0.16 1.50 0.60 0.60
0.20
五、低碳调质钢焊接性分析
工艺焊接性
低合金钢的焊接
热轧钢可以适应较大的焊接热输入。含碳量较低的
热轧钢(09Mn2、09MnNb等)以及含碳量偏低的16Mn钢焊接
时，焊接热输入没有严格的限制，因为这些钢焊接热影 响区的脆化及冷裂倾向较小。但是，当焊接含碳量偏高 的16Mn钢时，为降低淬硬倾向，防止冷裂纹的产生，焊 接热输入应偏大一些。 含V、Nb、Ti微合金化元素的钢 种，为降低热影响区粗晶区的脆化，确保焊接热影响区 具有优良的低温韧度，应选择较小的焊接热输入。
碳及合金元素含量较高、屈服强度为490MPa的正火 钢，如18MnMoNb等。选择热输入时既要考虑钢种的淬硬 倾向，同时也要兼顾热影响区粗晶区的过热倾向。一般 为了确保热影响区的韧性，应选择较小的热输入，同时 采用低氢焊接方法配合适当的预热或及时的焊后消氢处 理来防止焊接冷裂纹的产生。
(3)焊接后热、消氢处理及焊后热处理 1)焊接后热及消氢处理。
(3)对于厚板、拘束度大及冷裂倾向大的焊接结构
应选用超低氢
焊接材料，以提高抗裂性能，降低预热温度。厚板、大拘束度焊件，第
一层打底焊缝最容易产生裂纹，此时可选用强度稍低、塑性、韧性良好 的低氢或超低氢型焊接材料。 (4)对于重要的焊接产品 如海上采油平台、压力容器及船舶等，
为确保产品使用的安全性，焊缝应具有优良的低温冲击韧度和断裂韧度， 应选用高韧性焊接材料，如高碱度焊剂、高韧性焊丝、焊条、高纯度的 保护气体并采用Ar+CO2混合气体保护焊等。
产生。正火钢合金元素含量较高，焊接热影响区的淬硬倾向有所增加。对强度
级别及碳当量较低的正火钢，冷裂倾向不大，但随着强度级别及板厚的增加， 其淬硬性及冷裂倾向都随之增大，需要采取控制焊接热输入、降低含氢量、预 热和及时后热等措施，以防止冷裂纹的产生。
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低合金高强度结构钢的焊接特点
1．热影响区的淬硬倾向
焊后冷却过程中，易在热影响区中出现低塑性的脆硬组织，这种组织在焊缝扩散
氢量较高和接头拘束较大时易产生氢致裂纹。
钢材的碳当量是决定热影响区淬硬倾向的主要因素。
碳当量越高，钢材
淬硬倾向越大。
焊接时热影响区过热区的800－500℃的冷却时间（一般用t
8/5表示）是另一个重要参数。
该冷却速度越大，则热影响区的淬硬程度越高。
焊接
的大小。
方法、板厚、接头形式、焊接规范、预热温度决定了t
8/5
焊接接头中,热影响区的硬度值最高。
一般用热影响区的最高硬度来衡量淬硬程度的高低。
不同级别的主强度钢热影响区有不同的最高硬度允许值，目前我国还没有明确规定。
2．冷裂纹敏感性
低合金高强度钢焊接时出现的裂纹主要是冷裂纹。
因此，焊接时对于防止冷裂纹问题必须予以足够的重视。
钢的强度级别越高，淬硬倾向越大，冷裂纹敏感性也越大。
关于冷裂纹形成机理，是一种比较复杂的现象，一直有人在深入研究。
目前多数人认为产生冷裂纹的三大因素是：
（1）焊缝凝固以后冷却时，由于焊缝一般含碳量比母材低，所以焊缝的奥氏体向铁素体转变较母材早，此时氢的溶解度急剧降低，大量的氢向仍处于奥氏体的母材热影响区中扩散，由于氢在奥氏体中扩散速度小，在熔合区附近形成了富氢带，含氢量越高，冷裂纹敏感性越大。
（2）滞后相变的热影响区发生奥氏体向马氏体转变的淬硬组织，氢以过饱和状态残存于马氏体中并逐步晶格缺陷等应力集中处扩散聚集，使该处的金属结合强度降低或脆化。
钢的淬硬性倾向越大，冷裂纹倾向也越大。
（3）结构的刚性越大，由于焊接时加热引起的拘束应力也越大。
同时热影响区相变组织应力共同构成了产生冷裂纹的应力条件。
焊接应力越大，冷裂纹敏感性越大。
冷裂纹一般在焊后冷却过程中发生，也可能在焊后数分钟或数天后发生，具有延迟的性质，这可以理解为是氢从焊缝金属扩散到热影响区淬硬区集聚达到某一临界值的时间。
在点固焊时，由于冷却速度快，极易出现冷裂纹，必须特别注意。
3．再热裂纹倾向
当焊接厚壁压力容器等结构件时，焊后需进行消除应力热处理，对于含铬、钼、钒、钛、铌等合金元素的钢材，在热处理过程中，易在热影响区的粗晶区产生晶间裂纹。
有时不仅在热处理过程中发生，也可能发生于焊后再次高温加热的使用过程中。
焊接这类高强度低合金钢时，应重视防止再热裂纹问题。
防止再热裂纹的主要措施是尽量选取对再热裂纹不敏感的材料，选择强度较低的焊接材料，提高预热温度和焊接线能量，以及尽量减少焊接接头中的应力集中等。
4．层状撕裂
大型厚板结构件，特别是T型接头，角焊缝处，由于母材轧制时产生的层状偏析（主要是MnS）、各向异性等缺陷，在热影响区或在远离焊缝的母材中产生与钢
板表面成梯形平行的裂纹，叫层状撕裂。
焊接大厚度钢板角焊缝时，应注意在选材和工艺上防止层状撕裂。
5．液化裂纹
液化裂纹是一种热裂纹，某些低合金高强度钢焊接时，可能有液化裂纹倾向，主要是由于母材含杂质量（如S、P和Si等）偏高，能在晶间形成低熔点的复合夹杂物（共晶或化合物）。
由于焊接时的高温使近缝区晶间液化，加之随后冷却所出现的焊接应力的作用而引起沿晶开裂。