16Mn焊接性分析

16Mn ，厚度65mm ，

用埋弧焊

分析其冷裂纹倾向及应对工艺措施：

1、碳当量法估算

根据美国焊接协会（AWS ）公式：

)(%)2

13(4515246P

Cu Mo Cr Ni Si Mn C C eq +++++++=

计算其的碳当量为：

417.02

014

.02436.0653.114.0=+++=eq C %

2、做图

根据碳当量0.417%和厚度65mm 可以得出其焊接性在Ⅲ─尚好区间，因此在焊接时需要对基层进行预热处理。 3、分析焊后组织 A 、计算线能量

用埋弧焊，焊接线能量可根据公式：

v

UI E 60=（J/cm ）

焊丝直径采用的是4mm ，焊接电流530~580A ，电弧电压35~38V ，焊接速度20~22m/h ≈33.4~36.74cm/min 。

因此焊接线能量E =

5994336.74580

3860≈⨯⨯(J/cm) B 、确定t 8/5

根据经验公式：

⎥⎦⎤⎢⎣

⎡

⎪⎭⎫ ⎝⎛-+

-=

-αδδπβ01205/82

1)(tg T T KE t n

式中 E ——焊接线能量，E=60UI/v （J/cm ）；

I ——焊接电流（A ）； U ——焊接电流（V ）； K ——焊接线能量系数； n ——焊接线能量指数；

T ——冷却区间的温度特征值（o C ）； T 0——被焊件的初始温度（室温25o C ）； δ——板厚（mm ）；

δ0——板厚补偿项；

α——接头系数； β——板厚修正系数。

埋弧焊计算t

各系数数值

a)

s tg t 2.283126514.321)20600(135994

9501295

.05

/8=⎥

⎦⎤

⎢⎣

⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⨯⨯=-

所以利用上述公式算得基层的冷却时间t 8/5=28.2s 。 C 、确定组织

根据t 8/5=28.2s 。在图可以得到基层焊缝金属主要：贝氏体组织+马氏体组织，其硬度在370HV ，基层有冷裂倾向。 4、确定预热温度

为防止冷裂纹的产生需要预热温度，根据经验公式冷裂纹的敏感系数计算：

(%)510

15602030B V

Mo Ni Cr Cu Mn Si C P cm +++++++

= 根据公式算：

Pcm=0.14+0.012+0.073=0.225>0.2。 因此其具有冷裂倾向，焊接时需要预热处理。 冷裂纹敏感性公式：

400000

]lg[075.0R

H P P cm H +

+=

其中，Pcm ——冷裂纹敏感系数； [H] ——焊缝扩散氢含量； R ——拘束应力；

δ1K R =

式中δ——板厚；

1K ——板厚拘束系数，其中长焊缝1K ≈400；定位焊短缝1K ≈700。 由于焊接容器属于长焊缝，所以选取1K 为400。 算出拘束应力： R=400×65=26000

焊缝扩散氢含量根据焊丝H08MnA 查标准GB/T5293可知为5ml/100g 。 因此[]H P =0.225+0.068+0.065=0.358. 其预热温度T 0可根据经验公式：

[]40816000-=H P T 算出T 0=134.8≈135 o C

由于T 0=135 o C 。所以在焊接基层焊缝是需要将接头预热取整到确定的温度150 o C 。