熱軋及正火鋼的焊接工藝要點(diǎn)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1熱軋及正火鋼的焊接熱軋及正火鋼的焊接(hnji)工藝要點(diǎn)工藝要點(diǎn)第一頁(yè)，共63頁(yè)。 碳鋼及低合金碳鋼及低合金(hjn)鋼按化學(xué)成分分類(lèi)為鋼按化學(xué)成分分類(lèi)為(GB/T13304-1991標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn))：非合金：非合金(hjn)鋼即碳素鋼、低合金鋼即碳素鋼、低合金(hjn)鋼和合金鋼和合金(hjn)鋼三類(lèi)，應(yīng)用最廣泛應(yīng)用的鋼三類(lèi)，應(yīng)用最廣泛應(yīng)用的是碳素鋼是碳素鋼(簡(jiǎn)稱(chēng)碳鋼簡(jiǎn)稱(chēng)碳鋼)。碳鋼中除以碳作為主要合金。碳鋼中除以碳作為主要合金(hjn)元素外，還有硅元素外，還有硅(Si0.5%)、錳、錳(Mn0.8%) 及不可避免的硫、磷等雜質(zhì)。低合金及不可避免的硫、磷等雜質(zhì)。低合金(hjn)鋼是鋼是在

2、碳鋼基礎(chǔ)上加入少量合金在碳鋼基礎(chǔ)上加入少量合金(hjn)元素發(fā)展起來(lái)的鋼種，一般其主要合金元素發(fā)展起來(lái)的鋼種，一般其主要合金(hjn)元素含量在元素含量在2%以下，或者各種合金以下，或者各種合金(hjn)元素的總量達(dá)到元素的總量達(dá)到3%5%。第1頁(yè)/共63頁(yè)第二頁(yè)，共63頁(yè)。1 1 低碳鋼的焊接低碳鋼的焊接(hnji)(hnji)圖1-1 碳鋼碳含量與馬氏體量和最大硬度的關(guān)系(C)/%Hardnessmax HRC第2頁(yè)/共63頁(yè)第三頁(yè)，共63頁(yè)。名稱(chēng)碳含量典型硬度典型用途焊接性低碳鋼0.15%60HRB特殊板和型材薄板、帶材和焊絲優(yōu)0.15%0.25%90HRB結(jié)構(gòu)用型材、板材和棒材良中碳鋼

3、0.25%0.60%25HRC機(jī)械部件和工具中(通常需要預(yù)熱，推薦使用低氫焊接方法)高碳鋼0.60%1.0040HRC彈簧、模具和鋼軌劣(須低氫焊接方法、預(yù)熱和后熱)表表1-1 各類(lèi)碳鋼的焊接各類(lèi)碳鋼的焊接(hnji)性性第3頁(yè)/共63頁(yè)第四頁(yè)，共63頁(yè)。1.1 碳鋼的分類(lèi)碳鋼的分類(lèi)(fn li)及焊接性及焊接性第4頁(yè)/共63頁(yè)第五頁(yè)，共63頁(yè)。 碳鋼的焊接性隨含碳量增加而惡化碳鋼的焊接性隨含碳量增加而惡化 ，焊接高碳鋼時(shí)，可以通過(guò)預(yù)熱或加大，焊接高碳鋼時(shí)，可以通過(guò)預(yù)熱或加大焊接線能量減緩冷卻速度，以減少焊接線能量減緩冷卻速度，以減少(jinsho)馬氏體含量。選擇焊接材料方面馬氏體含量。選擇

4、焊接材料方面，除了在成分和性能上須與母材匹配外，也應(yīng)避免硫、磷等有害元素從焊接材，除了在成分和性能上須與母材匹配外，也應(yīng)避免硫、磷等有害元素從焊接材料中帶入焊縫金屬中來(lái)。焊接碳含量高于料中帶入焊縫金屬中來(lái)。焊接碳含量高于0.15%的碳素鋼時(shí)，須注意減少的碳素鋼時(shí)，須注意減少(jinsho)氫的來(lái)源。氫的來(lái)源。 焊接碳鋼時(shí)產(chǎn)生裂紋的力學(xué)原因是結(jié)構(gòu)的拘束應(yīng)力和不均衡的熱應(yīng)力，應(yīng)針焊接碳鋼時(shí)產(chǎn)生裂紋的力學(xué)原因是結(jié)構(gòu)的拘束應(yīng)力和不均衡的熱應(yīng)力，應(yīng)針對(duì)其含碳量不同而采取相應(yīng)的工藝措施。低碳鋼應(yīng)著重注意防止結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力對(duì)其含碳量不同而采取相應(yīng)的工藝措施。低碳鋼應(yīng)著重注意防止結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力和不均衡的熱應(yīng)力所引

5、起的裂紋；高碳鋼除了防止因這些應(yīng)力引起的裂紋外，和不均衡的熱應(yīng)力所引起的裂紋；高碳鋼除了防止因這些應(yīng)力引起的裂紋外，還要特別注意防止因淬硬而引起的裂紋。還要特別注意防止因淬硬而引起的裂紋。第5頁(yè)/共63頁(yè)第六頁(yè)，共63頁(yè)。低碳鋼的性能低碳鋼的性能(xngnng)(xngnng) 低碳鋼的含碳量低低碳鋼的含碳量低(0.25%)，Mn和和Si含量也較少，因此淬硬傾含量也較少，因此淬硬傾向不大，是焊接向不大，是焊接(hnji)性最好的鋼種。性最好的鋼種。 除除C、Mn、Si外，碳鋼中的外，碳鋼中的S、P、O、N等雜質(zhì)元素對(duì)其力學(xué)性等雜質(zhì)元素對(duì)其力學(xué)性能、焊接能、焊接(hnji)接頭的冷裂紋、熱裂紋和

6、時(shí)效脆化敏感性有一定接頭的冷裂紋、熱裂紋和時(shí)效脆化敏感性有一定影響通用低碳鋼的力學(xué)性能如表影響通用低碳鋼的力學(xué)性能如表2-2。第6頁(yè)/共63頁(yè)第七頁(yè)，共63頁(yè)。牌號(hào)等級(jí)拉伸試驗(yàn)（不小于）沖擊試驗(yàn)冷彎試驗(yàn)180,B=2a屈服點(diǎn)s/MPa抗拉強(qiáng)度b/MPa延伸率5/%溫度/夏比V形缺口沖擊吸收功(縱向)/J彎心直徑d縱向試樣橫向試樣Q1951953154303300.5a Q215A215335410310.5a aB2027Q235A23537050026a1.5a B2027C0D-20Q275A275410540221.5a 2a B2027C0D-20Q245R24540052025031

7、1.5a (20g,20R)表1-2 低碳鋼的力學(xué)性能 第7頁(yè)/共63頁(yè)第八頁(yè)，共63頁(yè)。 低碳鋼對(duì)焊接方法的選擇無(wú)特殊要求，可根據(jù)材料厚度、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)低碳鋼對(duì)焊接方法的選擇無(wú)特殊要求，可根據(jù)材料厚度、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、使用性能要求及生產(chǎn)條件等選擇。、使用性能要求及生產(chǎn)條件等選擇。 焊條電弧焊、埋弧焊、焊條電弧焊、埋弧焊、CO2氣體保護(hù)焊是熱軋及正火鋼常用的焊接方氣體保護(hù)焊是熱軋及正火鋼常用的焊接方法。法。 在壓力容器、鍋爐制造及電站在壓力容器、鍋爐制造及電站(din zhn)安裝工程中，還常用到窄間安裝工程中，還常用到窄間隙埋弧焊、窄間隙自動(dòng)隙埋弧焊、窄間隙自動(dòng)MIG全位置焊、全位置焊、TIG焊封底背

8、面成形工藝及多頭焊封底背面成形工藝及多頭MIG焊等比較先進(jìn)的焊接工藝方法。焊等比較先進(jìn)的焊接工藝方法。第8頁(yè)/共63頁(yè)第九頁(yè)，共63頁(yè)。 焊接焊接(hnji)材料的選擇材料的選擇 焊接焊接(hnji)材料選用的基本原則是保證焊縫和母材等強(qiáng)焊材料選用的基本原則是保證焊縫和母材等強(qiáng)焊接接(hnji)。鋼號(hào)焊條電弧焊(焊條型號(hào))埋弧焊CO2焊一般結(jié)構(gòu)焊接動(dòng)載荷、復(fù)雜與厚板結(jié)構(gòu)、重要受壓容器和低溫下焊接焊絲牌號(hào)焊劑牌號(hào)焊絲牌號(hào)Q235(A3)E4303、E4313E4301、E4320、E4300E4315、E4316(E5015、E5016)H08AHJ430HJ431H08Mn2SiH08Mn2S

9、iAQ275E5015、E5016E5015、E5016H08MnAQ245R(20g,20R)E4301、E4303E4315、E4316(E5015、E5016)H08MnA表表1-3 低碳鋼常用低碳鋼常用(chn yn)的焊接材料的焊接材料第9頁(yè)/共63頁(yè)第十頁(yè)，共63頁(yè)。S、P含量含量 目前隨著冶金水平的提高，母材中的目前隨著冶金水平的提高，母材中的S、P含量不斷降含量不斷降低。但對(duì)焊接材料中，由于礦物原材料和鐵合金中的低。但對(duì)焊接材料中，由于礦物原材料和鐵合金中的S、P含量難以含量難以再進(jìn)一步降低，導(dǎo)致焊縫中的硫磷含量遠(yuǎn)高于母材，影響著或?qū)е略龠M(jìn)一步降低，導(dǎo)致焊縫中的硫磷含量遠(yuǎn)高于母

10、材，影響著或?qū)е潞缚p與母材的性能差別進(jìn)一步加大，尤其是要求硫化氫腐蝕焊縫與母材的性能差別進(jìn)一步加大，尤其是要求硫化氫腐蝕(fsh)或要求低溫沖擊韌度的接頭。對(duì)于重要結(jié)構(gòu)和重要行業(yè)使用的超低或要求低溫沖擊韌度的接頭。對(duì)于重要結(jié)構(gòu)和重要行業(yè)使用的超低硫磷碳鋼母材的焊接，限制焊接材料的原材料中硫磷碳鋼母材的焊接，限制焊接材料的原材料中S、P含量尤為必要含量尤為必要和重要。和重要。 焊接焊接(hnji)材料的選擇材料的選擇 第10頁(yè)/共63頁(yè)第十一頁(yè)，共63頁(yè)。惰性氣體保護(hù)焊惰性氣體保護(hù)焊(TIG、MIG)焊接低碳鋼的成本較高，一般用于質(zhì)量焊接低碳鋼的成本較高，一般用于質(zhì)量要求比較高的焊接結(jié)構(gòu)或特殊焊

11、縫。沸騰鋼或半鎮(zhèn)靜鋼焊接時(shí)，應(yīng)選要求比較高的焊接結(jié)構(gòu)或特殊焊縫。沸騰鋼或半鎮(zhèn)靜鋼焊接時(shí)，應(yīng)選用有脫氧能力的焊絲作填充金屬用有脫氧能力的焊絲作填充金屬(jnsh)，如，如H08Mn2SiA等。等。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊用焊絲分實(shí)心焊絲和藥芯焊絲兩大類(lèi)。焊接低碳二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊用焊絲分實(shí)心焊絲和藥芯焊絲兩大類(lèi)。焊接低碳鋼用的實(shí)心焊絲目前主要有鋼用的實(shí)心焊絲目前主要有H08Mn2Si和和H08Mn2SiA兩種；藥芯焊絲主兩種；藥芯焊絲主要是鈦鈣型渣系和低氫型渣系兩類(lèi)，藥芯焊絲中又分氣保護(hù)、自保護(hù)要是鈦鈣型渣系和低氫型渣系兩類(lèi)，藥芯焊絲中又分氣保護(hù)、自保護(hù)和其他方式保護(hù)等幾種和其他方式保護(hù)等幾種 焊接材

12、料焊接材料(cilio)的選擇的選擇 第11頁(yè)/共63頁(yè)第十二頁(yè)，共63頁(yè)。表1-4 低碳鋼不同結(jié)構(gòu)的預(yù)熱(y r)溫度板厚/mm管道、容器結(jié)構(gòu)板厚/mm梁、柱、桁架結(jié)構(gòu)16T-30時(shí)，不預(yù)熱T-30時(shí)，預(yù)熱10015030T-30時(shí)，不預(yù)熱T-30時(shí)，預(yù)熱1001501730T-20時(shí)，不預(yù)熱T-20時(shí)，預(yù)熱1001503150T-10時(shí)，不預(yù)熱T-10時(shí)，預(yù)熱1001503040T-10時(shí)，不預(yù)熱T-10時(shí)，預(yù)熱1001505170T0時(shí)，不預(yù)熱T0時(shí)，預(yù)熱1001504150T0時(shí)，不預(yù)熱T0時(shí)，預(yù)熱100150 為防止為防止HAZ粗晶脆化，應(yīng)防止過(guò)大的焊接線能量。焊接剛性大的構(gòu)件時(shí)，粗

13、晶脆化，應(yīng)防止過(guò)大的焊接線能量。焊接剛性大的構(gòu)件時(shí)，宜采取焊前預(yù)熱和焊后消除應(yīng)力的措施。預(yù)熱溫度可根據(jù)宜采取焊前預(yù)熱和焊后消除應(yīng)力的措施。預(yù)熱溫度可根據(jù)(gnj)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定，不同產(chǎn)品的預(yù)熱溫度有所不同，見(jiàn)表驗(yàn)結(jié)果確定，不同產(chǎn)品的預(yù)熱溫度有所不同，見(jiàn)表2-4。 第12頁(yè)/共63頁(yè)第十三頁(yè)，共63頁(yè)。2 低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接(hnji)合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 在碳素鋼基礎(chǔ)在碳素鋼基礎(chǔ)(jch)上加入一定量的合金元上加入一定量的合金元素即構(gòu)成合金結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼具有優(yōu)良的綜合性能，素即構(gòu)成合金結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼具有優(yōu)良的綜合性能，是焊接結(jié)構(gòu)中用量最大的一類(lèi)工程

14、材料。合金結(jié)構(gòu)鋼的主是焊接結(jié)構(gòu)中用量最大的一類(lèi)工程材料。合金結(jié)構(gòu)鋼的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高，韌性、塑性和焊接性也較好，廣泛用于要特點(diǎn)是強(qiáng)度高，韌性、塑性和焊接性也較好，廣泛用于壓力容器、工程機(jī)械、石油化工、橋梁、船舶制造和其他壓力容器、工程機(jī)械、石油化工、橋梁、船舶制造和其他鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)。第13頁(yè)/共63頁(yè)第十四頁(yè)，共63頁(yè)。 低合金結(jié)構(gòu)鋼中合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低合金結(jié)構(gòu)鋼中合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(fnsh)一般不一般不超過(guò)超過(guò)5%，以提高鋼的強(qiáng)度并保證具有一定的塑性和韌性。，以提高鋼的強(qiáng)度并保證具有一定的塑性和韌性。合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(fnsh)為為5%10%的稱(chēng)為中合金鋼的

15、稱(chēng)為中合金鋼，大于，大于10%的稱(chēng)為高合金鋼。焊接生產(chǎn)中常用的一些合金的稱(chēng)為高合金鋼。焊接生產(chǎn)中常用的一些合金結(jié)構(gòu)鋼大致可分為兩大類(lèi)：是強(qiáng)度用鋼和專(zhuān)用鋼結(jié)構(gòu)鋼大致可分為兩大類(lèi)：是強(qiáng)度用鋼和專(zhuān)用鋼 。國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)見(jiàn)表國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)見(jiàn)表2-6。第14頁(yè)/共63頁(yè)第十五頁(yè)，共63頁(yè)。表表2-6 國(guó)內(nèi)外常用國(guó)內(nèi)外常用(chn yn)合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼2.1 合金合金(hjn)結(jié)構(gòu)鋼的種類(lèi)結(jié)構(gòu)鋼的種類(lèi)第15頁(yè)/共63頁(yè)第十六頁(yè)，共63頁(yè)。熱軋及正火鋼熱軋及正火鋼 屈服強(qiáng)度為屈服強(qiáng)度為295490MPa，在熱軋或正火狀態(tài)下使用，屬于非，在熱軋或正火狀態(tài)下使用，屬于非調(diào)質(zhì)鋼、

16、熱處理強(qiáng)化鋼。正火鋼主要是靠加入的合金元素，在正火條件下通調(diào)質(zhì)鋼、熱處理強(qiáng)化鋼。正火鋼主要是靠加入的合金元素，在正火條件下通過(guò)沉淀強(qiáng)化和細(xì)化晶粒來(lái)提高強(qiáng)度和保證韌性的。強(qiáng)度要求越高，所需加入過(guò)沉淀強(qiáng)化和細(xì)化晶粒來(lái)提高強(qiáng)度和保證韌性的。強(qiáng)度要求越高，所需加入的合金元素越多。微合金化控軋鋼、焊接無(wú)裂紋的的合金元素越多。微合金化控軋鋼、焊接無(wú)裂紋的CF鋼、抗層狀撕裂鋼、抗層狀撕裂(s li)的的Z向鋼等就其本質(zhì)而言與正火鋼類(lèi)似，因此屬于這類(lèi)鋼的分支向鋼等就其本質(zhì)而言與正火鋼類(lèi)似，因此屬于這類(lèi)鋼的分支 熱軋及正火鋼熱軋及正火鋼 把鋼錠加熱到把鋼錠加熱到1300左右，經(jīng)熱軋成板材左右，經(jīng)熱軋成板材(bn

17、 ci)，然后空冷后即成為熱軋鋼；鋼板軋制和冷卻后，然后空冷后即成為熱軋鋼；鋼板軋制和冷卻后，再加熱到，再加熱到900附近，然后在大氣中冷卻稱(chēng)為正火鋼。附近，然后在大氣中冷卻稱(chēng)為正火鋼。 第16頁(yè)/共63頁(yè)第十七頁(yè)，共63頁(yè)。低碳調(diào)質(zhì)鋼低碳調(diào)質(zhì)鋼 屈服強(qiáng)度為屈服強(qiáng)度為490980MPa，在淬火，在淬火-回火的調(diào)質(zhì)狀態(tài)下回火的調(diào)質(zhì)狀態(tài)下供貨使用，屬于調(diào)質(zhì)鋼、熱處理強(qiáng)化鋼。供貨使用，屬于調(diào)質(zhì)鋼、熱處理強(qiáng)化鋼。特點(diǎn)：含碳量較低特點(diǎn)：含碳量較低(0.22%)，高的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，可以，高的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，可以直接在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下進(jìn)行焊接，焊后不需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理直接在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下進(jìn)行焊接，焊后不

18、需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 ；調(diào)質(zhì)鋼通過(guò)；調(diào)質(zhì)鋼通過(guò)調(diào)質(zhì)處理，充分地發(fā)揮調(diào)質(zhì)處理，充分地發(fā)揮(fhu)了合金元素的作用，因此只要添加少了合金元素的作用，因此只要添加少量的合金元素就能通過(guò)淬火和回火來(lái)獲得回火馬氏體或貝氏體，提量的合金元素就能通過(guò)淬火和回火來(lái)獲得回火馬氏體或貝氏體，提高了強(qiáng)度，保證了韌性高了強(qiáng)度，保證了韌性 不足：生產(chǎn)較麻煩，熱成形、焊后熱處理的溫度及焊接線能量等的不足：生產(chǎn)較麻煩，熱成形、焊后熱處理的溫度及焊接線能量等的確定，都受到軟化問(wèn)題的限制確定，都受到軟化問(wèn)題的限制 第17頁(yè)/共63頁(yè)第十八頁(yè)，共63頁(yè)。中碳調(diào)質(zhì)鋼中碳調(diào)質(zhì)鋼 屈服強(qiáng)度一般屈服強(qiáng)度一般(ybn)在在8801176MPa

19、以上，鋼以上，鋼中含碳量較高中含碳量較高(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.250.5%)，也屬于調(diào)質(zhì)鋼，也屬于調(diào)質(zhì)鋼、熱處理強(qiáng)化鋼。淬硬性比低碳調(diào)質(zhì)鋼高得多，具有很高的、熱處理強(qiáng)化鋼。淬硬性比低碳調(diào)質(zhì)鋼高得多，具有很高的硬度和強(qiáng)度，但韌性相對(duì)較低，焊接困難。這類(lèi)鋼常用于強(qiáng)硬度和強(qiáng)度，但韌性相對(duì)較低，焊接困難。這類(lèi)鋼常用于強(qiáng)度要求很高的產(chǎn)品或部件，如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、飛機(jī)起落架度要求很高的產(chǎn)品或部件，如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、飛機(jī)起落架等。等。這類(lèi)鋼經(jīng)常需要在退火狀態(tài)下進(jìn)行焊接，然后再通過(guò)整體熱這類(lèi)鋼經(jīng)常需要在退火狀態(tài)下進(jìn)行焊接，然后再通過(guò)整體熱處理來(lái)達(dá)到所需的強(qiáng)度和硬度。處理來(lái)達(dá)到所需的強(qiáng)度和硬度。第1

20、8頁(yè)/共63頁(yè)第十九頁(yè)，共63頁(yè)。圖4-3-1 低合金結(jié)構(gòu)鋼的分類(lèi)(fn li)第19頁(yè)/共63頁(yè)第二十頁(yè)，共63頁(yè)。強(qiáng)度鋼是以鋼材屈服強(qiáng)度大小強(qiáng)度鋼是以鋼材屈服強(qiáng)度大小分類(lèi)的，目前我國(guó)應(yīng)用最多的分類(lèi)的，目前我國(guó)應(yīng)用最多的低合金高強(qiáng)度鋼其屈服強(qiáng)度在低合金高強(qiáng)度鋼其屈服強(qiáng)度在300600 MPa之間。之間。第20頁(yè)/共63頁(yè)第二十一頁(yè)，共63頁(yè)。wswp0.025%體數(shù)據(jù)見(jiàn)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼(GB/T1591-1994)。第21頁(yè)/共63頁(yè)第二十二頁(yè)，共63頁(yè)。Q295 09MnV、09MnNb 、09Mn2 、12Mn等。Q345 12MnV、14MnNb 、16Mn2 、 12MnRe、18

21、Nb等。Q390 15MnV、15MnTi 、16MnNb等。Q42015MnVN、14MnVTiRe等。強(qiáng)度更高 14MnMoNb 、14MnMoV 、 14MnMoVB等。第22頁(yè)/共63頁(yè)第二十三頁(yè)，共63頁(yè)。建筑結(jié)構(gòu)和管線等。建筑結(jié)構(gòu)和管線等。第23頁(yè)/共63頁(yè)第二十四頁(yè)，共63頁(yè)。這類(lèi)鋼主要用于大型機(jī)械工程、壓力容器及艦船等。第24頁(yè)/共63頁(yè)第二十五頁(yè)，共63頁(yè)。這類(lèi)鋼主要用于強(qiáng)度要求很高的產(chǎn)品或部件，如飛機(jī)起落架、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等。第25頁(yè)/共63頁(yè)第二十六頁(yè)，共63頁(yè)。2.3 2.3 熱軋熱軋(r zh)(r zh)及正火鋼的焊及正火鋼的焊接性分析接性分析 對(duì)于熱軋及正火鋼來(lái)說(shuō)

22、主要是各類(lèi)裂紋的問(wèn)題及焊接時(shí)材料性能的對(duì)于熱軋及正火鋼來(lái)說(shuō)主要是各類(lèi)裂紋的問(wèn)題及焊接時(shí)材料性能的脆化問(wèn)題脆化問(wèn)題 。冷裂紋冷裂紋 從材料本身考慮，淬硬組織從材料本身考慮，淬硬組織(馬氏體或馬氏體或M+B+F混合組織，對(duì)氫混合組織，對(duì)氫致裂紋敏感致裂紋敏感)是引起冷裂紋的決定性因素。而產(chǎn)生是引起冷裂紋的決定性因素。而產(chǎn)生B或或B+F組織時(shí)，對(duì)氫組織時(shí)，對(duì)氫致裂紋不敏感。致裂紋不敏感。熱軋鋼含有少量的合金元素，淬硬傾向必然要比低碳鋼的大一些熱軋鋼含有少量的合金元素，淬硬傾向必然要比低碳鋼的大一些(yxi)。而且隨鋼材強(qiáng)度級(jí)別的提高，合金元素的增加，它的淬硬傾向也在逐。而且隨鋼材強(qiáng)度級(jí)別的提高，合金

23、元素的增加，它的淬硬傾向也在逐漸增大漸增大 。第26頁(yè)/共63頁(yè)第二十七頁(yè)，共63頁(yè)。 Q345在連續(xù)冷卻時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變右移較多，使快冷過(guò)程在連續(xù)冷卻時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變右移較多，使快冷過(guò)程中中(如圖如圖2-4上上c點(diǎn)以左點(diǎn)以左)鐵素體析出后，剩下的富碳奧氏體來(lái)不鐵素體析出后，剩下的富碳奧氏體來(lái)不及轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，最后轉(zhuǎn)變?yōu)楹驾^高的貝氏體和馬氏體，并及轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，最后轉(zhuǎn)變?yōu)楹驾^高的貝氏體和馬氏體，并且得到全部馬氏體的臨界冷卻速度較低碳鋼時(shí)要小。顯然且得到全部馬氏體的臨界冷卻速度較低碳鋼時(shí)要小。顯然Q345(16Mn)的淬硬傾向比低碳鋼的大?？山频拇阌矁A向比低碳鋼的大。可近似(jn s)地根據(jù)圖

24、地根據(jù)圖2-4中的冷卻曲線中的冷卻曲線R10和圖和圖2-2中的冷卻曲線中的冷卻曲線No.4估計(jì)出厚板手弧估計(jì)出厚板手弧焊時(shí)熱影響區(qū)過(guò)熱區(qū)的組織狀態(tài)焊時(shí)熱影響區(qū)過(guò)熱區(qū)的組織狀態(tài) 第27頁(yè)/共63頁(yè)第二十八頁(yè)，共63頁(yè)。圖圖2-4熱軋鋼熱軋鋼(zh gng) (Q345和低碳鋼的焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖和低碳鋼的焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖(SHCCT)11t/sT/熱軋熱軋(r zh)及正火鋼的焊接性分析及正火鋼的焊接性分析第28頁(yè)/共63頁(yè)第二十九頁(yè)，共63頁(yè)。冷裂敏感性冷裂敏感性 一般隨強(qiáng)度提高而增加一般隨強(qiáng)度提高而增加 屈服屈服(qf)強(qiáng)度為強(qiáng)度為294392MPa熱軋鋼的碳當(dāng)量一般都小于熱軋鋼的

25、碳當(dāng)量一般都小于0.4%，焊接性，焊接性良好，除鋼板厚度很大和環(huán)境溫度很低等情況外，一般不需要預(yù)熱和嚴(yán)良好，除鋼板厚度很大和環(huán)境溫度很低等情況外，一般不需要預(yù)熱和嚴(yán)格控制焊接線能量格控制焊接線能量 碳當(dāng)量碳當(dāng)量CE=0.4%0.6%時(shí)鋼的淬硬傾向逐漸增加，屬于有淬硬傾向的鋼時(shí)鋼的淬硬傾向逐漸增加，屬于有淬硬傾向的鋼焊接時(shí)為避免冷裂的產(chǎn)生，需要采取較嚴(yán)格的工藝措施，如嚴(yán)格控制線焊接時(shí)為避免冷裂的產(chǎn)生，需要采取較嚴(yán)格的工藝措施，如嚴(yán)格控制線能量、預(yù)熱和焊后熱處理等。能量、預(yù)熱和焊后熱處理等。熱軋及正火鋼的焊接熱軋及正火鋼的焊接(hnji)性分析性分析第29頁(yè)/共63頁(yè)第三十頁(yè)，共63頁(yè)。表表2-9

26、 幾種焊接結(jié)構(gòu)鋼的碳當(dāng)量及熱影響幾種焊接結(jié)構(gòu)鋼的碳當(dāng)量及熱影響(yngxing)區(qū)最高硬度允許值區(qū)最高硬度允許值鋼種相當(dāng)國(guó)產(chǎn)鋼種Pcm(%)CE(IIW)(%)最大硬度HV非調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)非調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)非調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)HW36Q3450.24850.4150390HW40Q3900.24130.3993400HW45Q4200.30910.4943410380(正火)HW5014MnMoV0.28500.5117420390(正火)HW5618MnMoNb0.33560.5782420(正火)HW6312Ni3CrMoV0.27870.6693435HW7014MnMoNbB0.26580.4593450HW

27、8014Ni2CrMnMoVCuB0.33460.6794470HW9014Ni2CrMnMoVCuN0.32460.6794480第30頁(yè)/共63頁(yè)第三十一頁(yè)，共63頁(yè)。熱裂紋熱裂紋 從熱軋鋼和正火鋼的成分看，一般含碳量都較低，而含從熱軋鋼和正火鋼的成分看，一般含碳量都較低，而含Mn量都較高。量都較高。它們的它們的Mn /S比都能達(dá)到要求，具有較好的抗熱裂性能，正常情況下焊縫比都能達(dá)到要求，具有較好的抗熱裂性能，正常情況下焊縫(hn fn)中不會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。但當(dāng)材料成分不合格，或因嚴(yán)重偏析使局部中不會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。但當(dāng)材料成分不合格，或因嚴(yán)重偏析使局部C、S含量偏高時(shí)，含量偏高時(shí)，Mn/S就可

28、能低于要求而出現(xiàn)熱裂紋。焊縫就可能低于要求而出現(xiàn)熱裂紋。焊縫(hn fn)中的碳含中的碳含量越高，要求量越高，要求Mn/S也提高。當(dāng)也提高。當(dāng)co=0.12%時(shí)，時(shí)， Mn/S不應(yīng)低于不應(yīng)低于10；而；而c=0.16%時(shí)，時(shí)， Mn/S就應(yīng)大于就應(yīng)大于40才能不出現(xiàn)熱裂紋。才能不出現(xiàn)熱裂紋。Si的有害作用也與促的有害作用也與促使使S的偏析有關(guān)。的偏析有關(guān)。熱軋及正火鋼的焊接熱軋及正火鋼的焊接(hnji)性分析性分析第31頁(yè)/共63頁(yè)第三十二頁(yè)，共63頁(yè)。再熱裂紋再熱裂紋 焊接結(jié)構(gòu)在進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理或焊后高溫加焊接結(jié)構(gòu)在進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理或焊后高溫加熱熱(包括長(zhǎng)期高溫使用包括長(zhǎng)期高溫使

29、用)的過(guò)程中易出現(xiàn)的過(guò)程中易出現(xiàn)(chxin)再熱裂紋再熱裂紋(或稱(chēng)或稱(chēng)SR裂紋裂紋)。含。含Mo正火鋼厚壁壓力容器之類(lèi)的焊接結(jié)構(gòu)可能會(huì)出正火鋼厚壁壓力容器之類(lèi)的焊接結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)(chxin)再熱裂紋；在再熱裂紋；在C-Mn和和Mn-Si系的熱軋鋼中由于不系的熱軋鋼中由于不含強(qiáng)碳化物形成元素，再熱裂紋不敏感；正火鋼中一些含有強(qiáng)含強(qiáng)碳化物形成元素，再熱裂紋不敏感；正火鋼中一些含有強(qiáng)碳化物形成元素的鋼材也不一定會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋，這與合金系碳化物形成元素的鋼材也不一定會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋，這與合金系統(tǒng)有很大關(guān)系統(tǒng)有很大關(guān)系 。第32頁(yè)/共63頁(yè)第三十三頁(yè)，共63頁(yè)。層狀撕裂層狀撕裂 大型厚板焊接結(jié)構(gòu)大型

30、厚板焊接結(jié)構(gòu)(如海洋工程、鍋爐吊架、核反應(yīng)堆及船舶等如海洋工程、鍋爐吊架、核反應(yīng)堆及船舶等)焊焊接時(shí)，如果在鋼材厚度方向承受較大的拉伸應(yīng)力時(shí)，可能沿鋼材軋制方向發(fā)接時(shí)，如果在鋼材厚度方向承受較大的拉伸應(yīng)力時(shí)，可能沿鋼材軋制方向發(fā)生呈明顯階梯狀的層狀撕裂。生呈明顯階梯狀的層狀撕裂。合理選擇合理選擇(xunz)層狀撕裂敏感性小的鋼材、改善接頭形式以減輕鋼板層狀撕裂敏感性小的鋼材、改善接頭形式以減輕鋼板Z向向所承受的應(yīng)力應(yīng)變、在滿足產(chǎn)品使用要求前提下選用強(qiáng)度級(jí)別較低的焊接材所承受的應(yīng)力應(yīng)變、在滿足產(chǎn)品使用要求前提下選用強(qiáng)度級(jí)別較低的焊接材料以及采用預(yù)熱及降氫等輔助措施，有利于防止層狀撕裂的發(fā)生。料以

31、及采用預(yù)熱及降氫等輔助措施，有利于防止層狀撕裂的發(fā)生。 熱軋熱軋(r zh)及正火鋼的焊接性分析及正火鋼的焊接性分析第33頁(yè)/共63頁(yè)第三十四頁(yè)，共63頁(yè)。焊接熱影響區(qū)性能的變化焊接熱影響區(qū)性能的變化 熱軋和正火鋼焊接主要為過(guò)熱區(qū)的脆化；低合金鋼熱軋和正火鋼焊接主要為過(guò)熱區(qū)的脆化；低合金鋼中可能出現(xiàn)熱應(yīng)變脆化。中可能出現(xiàn)熱應(yīng)變脆化。過(guò)熱區(qū)脆化過(guò)熱區(qū)脆化(T1200) 熱軋鋼熱軋鋼(zh gng)焊接時(shí)可能產(chǎn)生過(guò)熱區(qū)脆化的兩焊接時(shí)可能產(chǎn)生過(guò)熱區(qū)脆化的兩種情況：采用過(guò)大的焊接線能量，粗晶區(qū)將因晶粒長(zhǎng)大或出現(xiàn)魏氏組織而降低種情況：采用過(guò)大的焊接線能量，粗晶區(qū)將因晶粒長(zhǎng)大或出現(xiàn)魏氏組織而降低韌性；焊接

32、線能量過(guò)小，粗晶區(qū)中馬氏體組織所占的比例增大而降低韌性（含韌性；焊接線能量過(guò)小，粗晶區(qū)中馬氏體組織所占的比例增大而降低韌性（含碳量較高）圖碳量較高）圖2-5。 第34頁(yè)/共63頁(yè)第三十五頁(yè)，共63頁(yè)。 組織脆化組織脆化 過(guò)熱區(qū)溫度很高過(guò)熱區(qū)溫度很高(接近于熔點(diǎn)接近于熔點(diǎn))，奧氏體晶粒的顯著長(zhǎng)大，增，奧氏體晶粒的顯著長(zhǎng)大，增加了奧氏體本身的穩(wěn)定性，隨著鋼材成分的不同以及所采用的焊接線能加了奧氏體本身的穩(wěn)定性，隨著鋼材成分的不同以及所采用的焊接線能量量(nngling)不同，冷卻過(guò)程中可能發(fā)生一系列不利的組織轉(zhuǎn)變，如魏不同，冷卻過(guò)程中可能發(fā)生一系列不利的組織轉(zhuǎn)變，如魏氏體、粗大的馬氏體以及塑性很低

33、的混合組織氏體、粗大的馬氏體以及塑性很低的混合組織(即鐵素體、高碳馬氏體、即鐵素體、高碳馬氏體、貝氏體的混合組織貝氏體的混合組織)和和M-A組元；一些難熔質(zhì)點(diǎn)組元；一些難熔質(zhì)點(diǎn)(如碳化物、氮化物如碳化物、氮化物)的溶的溶入，在冷卻過(guò)程中來(lái)不及析出而使材料變脆。入，在冷卻過(guò)程中來(lái)不及析出而使材料變脆。第35頁(yè)/共63頁(yè)第三十六頁(yè)，共63頁(yè)。熱軋及正火鋼的焊接熱軋及正火鋼的焊接(hnji)(hnji)性分析性分析圖圖2-52-5幾種鋼的熱影響區(qū)過(guò)熱區(qū)幾種鋼的熱影響區(qū)過(guò)熱區(qū)CODCOD值與線能量的關(guān)系值與線能量的關(guān)系 ( (圖中空心符號(hào)、為非解理斷裂圖中空心符號(hào)、為非解理斷裂) )COD (mm)焊

34、接線能量焊接線能量(kJ/cm)第36頁(yè)/共63頁(yè)第三十七頁(yè)，共63頁(yè)。焊接線能量的影響焊接線能量的影響 (圖圖2-7)當(dāng)線能量為當(dāng)線能量為16.5kJ/cm時(shí)的顯微組織為時(shí)的顯微組織為鐵素體鐵素體-馬氏體，此時(shí)鐵素體的顯微硬度下降得比較大。從圖馬氏體，此時(shí)鐵素體的顯微硬度下降得比較大。從圖2-7b可可以看出，隨線能量的增大，鐵素體的顯微硬度和材料的脆性都顯著以看出，隨線能量的增大，鐵素體的顯微硬度和材料的脆性都顯著提高，因此采用小線能量提高，因此采用小線能量(可大大地縮短高溫停留時(shí)間，抑制難熔的可大大地縮短高溫停留時(shí)間，抑制難熔的氮化鈦和碳化鈦向奧氏體的溶入氮化鈦和碳化鈦向奧氏體的溶入) 。

35、若為了提高生產(chǎn)率采用大線能量。若為了提高生產(chǎn)率采用大線能量，焊后需采用，焊后需采用8001100 的正火處理的正火處理(chl)來(lái)改善韌性。來(lái)改善韌性。過(guò)熱區(qū)脆化影響因素過(guò)熱區(qū)脆化影響因素 焊接線能量焊接線能量(nngling)(影響高溫停留時(shí)間和冷卻影響高溫停留時(shí)間和冷卻速度速度)、鋼材本身的類(lèi)型和合金系統(tǒng)。、鋼材本身的類(lèi)型和合金系統(tǒng)。第37頁(yè)/共63頁(yè)第三十八頁(yè)，共63頁(yè)。圖圖2-7 線能量線能量(nngling)對(duì)正火鋼的對(duì)正火鋼的HAZ性能影響性能影響 熱軋及正火鋼的焊接熱軋及正火鋼的焊接(hnji)性分析性分析（a）Q345HAZ組織組織ak9.8(J/cm2)HVE (kJ/cm)

36、(b) 線能量對(duì)線能量對(duì)15MnTiHAZ性能影響性能影響第38頁(yè)/共63頁(yè)第三十九頁(yè)，共63頁(yè)。合金元素對(duì)合金元素對(duì)HAZ韌性的影響韌性的影響 對(duì)于含碳量較高的鋼對(duì)于含碳量較高的鋼(0.24C-0.7Mn)來(lái)說(shuō)，在來(lái)說(shuō)，在-40時(shí)根本不存在高韌性區(qū)，低溫韌性要求高時(shí)，應(yīng)避免時(shí)根本不存在高韌性區(qū)，低溫韌性要求高時(shí)，應(yīng)避免選用含碳量高的鋼。選用含碳量高的鋼。圖圖2-6(a)為為Q420(15MnVN)焊接過(guò)熱區(qū)焊接過(guò)熱區(qū)-40時(shí)沖擊韌度和線能量時(shí)沖擊韌度和線能量的關(guān)系。從微觀組織考慮，的關(guān)系。從微觀組織考慮，Q420(15MnVN)鋼線能量大時(shí)過(guò)熱區(qū)脆鋼線能量大時(shí)過(guò)熱區(qū)脆化的主要原因化的主要原因

37、(yunyn)與與Q345(16Mn)基本相同，取決于組織中的基本相同，取決于組織中的M-A組元。組元。含含Ti鋼鋼(Q390(15MnTi)的脆化的脆化2-6(b)傾向與含傾向與含V鋼鋼(Q420(15MnVN)基本相似。在過(guò)熱區(qū)由于溫度高達(dá)接近熔點(diǎn)后，基本相似。在過(guò)熱區(qū)由于溫度高達(dá)接近熔點(diǎn)后，使氮化鈦和碳化鈦等難熔質(zhì)點(diǎn)都開(kāi)始向奧氏體溶入，由于鈦的擴(kuò)散使氮化鈦和碳化鈦等難熔質(zhì)點(diǎn)都開(kāi)始向奧氏體溶入，由于鈦的擴(kuò)散能力很低，即使在大線能量條件下鈦也來(lái)不及析出而保留在鐵素體能力很低，即使在大線能量條件下鈦也來(lái)不及析出而保留在鐵素體中，提高了鐵素體的顯微硬度和降低了材料的沖擊韌度的原因中，提高了鐵素體

38、的顯微硬度和降低了材料的沖擊韌度的原因(yunyn)。第39頁(yè)/共63頁(yè)第四十頁(yè)，共63頁(yè)。圖 2-6 兩種鋼焊接過(guò)熱區(qū)-40時(shí)沖擊韌度和線能量(nngling)的關(guān)系(a)為Q420(15MnVN) 焊接過(guò)熱(脆化：M-A組元)區(qū)-40時(shí)沖擊韌度和線能量(nngling)的關(guān)系。(b)為含Ti鋼(Q390(15MnTi)的脆化向熱軋及正火鋼的焊接熱軋及正火鋼的焊接(hnji)性分析性分析ak9.8(J/cm2)E(kJ/cm)（a）ak9.8 (J/cm2)E(kJ/cm)（b）第40頁(yè)/共63頁(yè)第四十一頁(yè)，共63頁(yè)。熱應(yīng)變脆化熱應(yīng)變脆化 是由固溶氮引起的，在熱和應(yīng)變同時(shí)作用下產(chǎn)生的一種動(dòng)是

39、由固溶氮引起的，在熱和應(yīng)變同時(shí)作用下產(chǎn)生的一種動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效，產(chǎn)生在焊接熔合區(qū)及最高加熱溫度低于態(tài)應(yīng)變時(shí)效，產(chǎn)生在焊接熔合區(qū)及最高加熱溫度低于AC1的亞臨界熱影響的亞臨界熱影響區(qū)。為在區(qū)。為在200400時(shí)熱應(yīng)變脆化最為明顯，當(dāng)焊前已經(jīng)存在缺口時(shí)，會(huì)使時(shí)熱應(yīng)變脆化最為明顯，當(dāng)焊前已經(jīng)存在缺口時(shí)，會(huì)使亞臨界熱影響區(qū)的熱應(yīng)變脆化更為嚴(yán)重。熔合區(qū)亞臨界熱影響區(qū)的熱應(yīng)變脆化更為嚴(yán)重。熔合區(qū)(常存在缺口性質(zhì)的缺陷常存在缺口性質(zhì)的缺陷)易于產(chǎn)生熱應(yīng)變脆化。易于產(chǎn)生熱應(yīng)變脆化。熱應(yīng)變脆化易于發(fā)生在一些固溶熱應(yīng)變脆化易于發(fā)生在一些固溶N含量含量(hnling)較高而強(qiáng)度級(jí)別不高的較高而強(qiáng)度級(jí)別不高的低合金鋼中，

40、如抗拉強(qiáng)度低合金鋼中，如抗拉強(qiáng)度490MPa級(jí)的級(jí)的C-Mn鋼。鋼。在鋼中加入足夠量的氮化物形成元素在鋼中加入足夠量的氮化物形成元素(如如Al、Ti、V等等)，可以降低熱應(yīng)變，可以降低熱應(yīng)變脆化傾向脆化傾向(如：如：Q430、Q345) 。消除熱應(yīng)變脆化的有效措施為焊后退火處理，可大幅度恢復(fù)韌性。如消除熱應(yīng)變脆化的有效措施為焊后退火處理，可大幅度恢復(fù)韌性。如Q345經(jīng)經(jīng)6001h退火處理后，韌性大幅度提高，熱應(yīng)變脆化傾向明顯減小退火處理后，韌性大幅度提高，熱應(yīng)變脆化傾向明顯減小。第41頁(yè)/共63頁(yè)第四十二頁(yè)，共63頁(yè)。2.4 熱軋熱軋(r zh)及正火鋼的焊接工藝要點(diǎn)及正火鋼的焊接工藝要點(diǎn) 熱

41、軋及正火鋼焊接對(duì)焊接方法的選擇無(wú)特殊要求，焊條電弧焊、埋弧焊熱軋及正火鋼焊接對(duì)焊接方法的選擇無(wú)特殊要求，焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊、電渣焊、壓焊等焊接方法都可以采用。可根據(jù)材料厚度、氣體保護(hù)焊、電渣焊、壓焊等焊接方法都可以采用。可根據(jù)材料厚度、產(chǎn)品產(chǎn)品(chnpn)結(jié)構(gòu)、使用性能要求及生產(chǎn)條件等選擇。結(jié)構(gòu)、使用性能要求及生產(chǎn)條件等選擇。第42頁(yè)/共63頁(yè)第四十三頁(yè)，共63頁(yè)。牌號(hào)強(qiáng)度級(jí)別s/MPa焊條電弧焊焊條埋弧焊電渣焊CO2氣體保護(hù)焊焊絲焊劑焊絲焊劑焊絲Q29509Mn2Si295E4301E4303E4315E4316HJ430HJ431SJ301H08AH08MnAH10MnSiH

42、08Mn2SiH08Mn2SiAQ345Q345(Cu)345E5001E5003E5015E5015-GE5016E5016-GE5018E5028SJ501薄板：H08AH08MnAHJ431HJ360H08MnMoAH08Mn2SiH08Mn2SiAYJ502-1YJ502-3YJ502-4HJ430HJ431SJ301不開(kāi)坡口對(duì)接H08A中板開(kāi)坡口對(duì)接H08MnAH10Mn2HJ350厚板深坡口H10Mn2H08MnMoA表表2-10 熱軋熱軋(r zh)及正火鋼常用的焊接材料及正火鋼常用的焊接材料13第43頁(yè)/共63頁(yè)第四十四頁(yè)，共63頁(yè)。焊接材料的選擇焊接材料的選擇 熱軋及正火鋼焊

43、接一般是根據(jù)其強(qiáng)度級(jí)別選擇焊接材料，而不熱軋及正火鋼焊接一般是根據(jù)其強(qiáng)度級(jí)別選擇焊接材料，而不要求要求(yoqi)與母材成分相同，其選用要點(diǎn)如下：與母材成分相同，其選用要點(diǎn)如下：選擇相應(yīng)強(qiáng)度級(jí)別的焊接材料選擇相應(yīng)強(qiáng)度級(jí)別的焊接材料 從焊接接頭力學(xué)性能從焊接接頭力學(xué)性能“等強(qiáng)匹配等強(qiáng)匹配”的角度選擇焊接的角度選擇焊接材料，一般要求材料，一般要求(yoqi)焊縫的強(qiáng)度性能與母材等強(qiáng)或稍低于母材。焊縫中焊縫的強(qiáng)度性能與母材等強(qiáng)或稍低于母材。焊縫中C0.14%，其他合金元素也要求，其他合金元素也要求(yoqi)低于母材中的含量。低于母材中的含量。熔合比和冷卻速度的影響熔合比和冷卻速度的影響 焊條或焊絲

44、的選擇應(yīng)考慮到板厚和坡口形式的影響。薄焊條或焊絲的選擇應(yīng)考慮到板厚和坡口形式的影響。薄板板(熔合比較大熔合比較大) ，應(yīng)選用強(qiáng)度較低的焊接材料，厚板深坡口則相反。，應(yīng)選用強(qiáng)度較低的焊接材料，厚板深坡口則相反。 熱處理對(duì)焊縫力學(xué)性能的影響熱處理對(duì)焊縫力學(xué)性能的影響 對(duì)于焊后要進(jìn)行正火處理的焊縫，應(yīng)選擇強(qiáng)度高對(duì)于焊后要進(jìn)行正火處理的焊縫，應(yīng)選擇強(qiáng)度高一些的焊接材料。一些的焊接材料。保證焊接過(guò)程的低氫條件保證焊接過(guò)程的低氫條件 焊絲應(yīng)嚴(yán)格去油，必要時(shí)應(yīng)對(duì)焊絲進(jìn)行真空除氫處理。焊絲應(yīng)嚴(yán)格去油，必要時(shí)應(yīng)對(duì)焊絲進(jìn)行真空除氫處理。保護(hù)氣體水分含量較多時(shí)要進(jìn)行干燥處理。保護(hù)氣體水分含量較多時(shí)要進(jìn)行干燥處理。

45、2.4 熱軋熱軋(r zh)及正火鋼的焊接工藝及正火鋼的焊接工藝要點(diǎn)要點(diǎn)第44頁(yè)/共63頁(yè)第四十五頁(yè)，共63頁(yè)。Q390Q390(Cu)390E5001E5003E5015E5015-GE5016E5016-GE5018E5028E5515-GE5516-GHJ430HJ431不開(kāi)坡口對(duì)接H08MnA中板開(kāi)坡口對(duì)接H10Mn2H10MnSiHJ431HJ360H10MnMoH08MnMoAH08Mn2SiH08Mn2SiAHJ250HJ350SJ101厚板深坡口H08MnMoAQ42015MnVTiRE15MnVNCu440E5015-GE5016-GE6015-D1E6015-GE6016-

46、DHJ431H10Mn2HJ431HJ360H10MnMoH08MnMoAH08Mn2SiH08Mn2SiAHJ350HJ250SJ101H08MnMoAH08Mn2MoA18MnMoNb14MnMoV14MnMoVCu490E6015-D1E6015-GE6016-D1E7015-D2E7015-GHJ250HJ350SJ101H08Mn2MoAH08Mn2MoVAH08Mn2NiMoHJ431HJ360H10MnMoH08MnMoAH08Mn2SiH08Mn2SiA表表2-10 熱軋及正火鋼常用熱軋及正火鋼常用(chn yn)的焊接材料的焊接材料13第45頁(yè)/共63頁(yè)第四十六頁(yè)，共63頁(yè)。

47、焊接焊接(hnji)工藝參數(shù)的確定工藝參數(shù)的確定 焊接線能量焊接線能量 主要考慮過(guò)熱區(qū)的脆化和冷裂兩個(gè)因素。各類(lèi)鋼的脆主要考慮過(guò)熱區(qū)的脆化和冷裂兩個(gè)因素。各類(lèi)鋼的脆化傾向和冷裂傾向不同，對(duì)線能量的要求也不同。化傾向和冷裂傾向不同，對(duì)線能量的要求也不同。焊接碳當(dāng)量焊接碳當(dāng)量(Ceq)小于小于0.40%的熱軋及正火鋼的熱軋及正火鋼(如如Q295和和Q345 )，對(duì)線，對(duì)線能量基本沒(méi)有嚴(yán)格的限制能量基本沒(méi)有嚴(yán)格的限制,線能量偏小一些線能量偏小一些(yxi)對(duì)提高塑、韌性更對(duì)提高塑、韌性更有利。有利。當(dāng)焊接碳當(dāng)量為當(dāng)焊接碳當(dāng)量為0.40%0.60%的熱軋及正火鋼時(shí)，由于淬硬傾向加的熱軋及正火鋼時(shí)，由于

48、淬硬傾向加大，馬氏體的含碳量也提高，小線能量時(shí)冷裂傾向就會(huì)增大，過(guò)熱大，馬氏體的含碳量也提高，小線能量時(shí)冷裂傾向就會(huì)增大，過(guò)熱區(qū)的脆化也變得嚴(yán)重，線能量偏大一些區(qū)的脆化也變得嚴(yán)重，線能量偏大一些(yxi)比較好。比較好。含含Nb、V、Ti的正火鋼，為了避免由于沉淀相的溶入以及晶粒過(guò)熱的正火鋼，為了避免由于沉淀相的溶入以及晶粒過(guò)熱所引起的脆化，選擇線能量應(yīng)該偏小一些所引起的脆化，選擇線能量應(yīng)該偏小一些(yxi) 。第46頁(yè)/共63頁(yè)第四十七頁(yè)，共63頁(yè)。接頭形式焊件厚度/mm焊縫次序(層數(shù))焊絲直徑/mm焊接電流/A焊接電壓/V焊接速度/m.h-1焊絲+焊劑不開(kāi)坡口(雙面焊)8正反4.05505

49、80600650343634.5H08A+HJ4311012正反4.0620680680700363832H08A+HJ431V形坡口(雙面焊) =60701416正反4.0600640620680343629.5H08A+HJ4311820正反4.0680700700720363827.5H08MnA+HJ4312225正反4.0700720720740363821.5H08MnA+HJ431T形坡口不開(kāi)坡口(雙面焊)1618(2)4.06006506807203234363834382429H08A+HJ4312025(2)4.06007007207603234363830362126H0

50、8A+HJ431表表2-11 Q345鋼埋弧焊的工藝鋼埋弧焊的工藝(gngy)參數(shù)參數(shù)第47頁(yè)/共63頁(yè)第四十八頁(yè)，共63頁(yè)。表表2-12 熱軋熱軋(r zh)及正火鋼及正火鋼CO2氣體保護(hù)焊的工藝參數(shù)氣體保護(hù)焊的工藝參數(shù)焊接焊絲直徑/mm保護(hù)氣體氣體流量/L.min-1預(yù)熱或?qū)娱g溫度/焊接參數(shù)焊接電流/A焊接電壓/V焊接速度/cm.min-1單道焊1.2CO2815不預(yù)熱或10010015021241218多道焊81516024022261422單道焊1.6C O2101830036033352026多道焊81528034030321824第48頁(yè)/共63頁(yè)第四十九頁(yè)，共63頁(yè)。焊接工藝參數(shù)的確定焊接工藝參數(shù)的確定預(yù)熱預(yù)熱 是為了改變是為了改變t8/5, 防止裂紋，同時(shí)還有一定的改善組織、性能的用。防止裂紋，同時(shí)還有一定的改善組織、性能的用。預(yù)熱溫度與環(huán)境預(yù)熱溫度與環(huán)境(表表2-13)和鋼材的成分有關(guān)；和鋼材的成分有關(guān)；與拘束度有關(guān)，預(yù)熱溫度隨拘束度增加而提高與拘束度有關(guān)，預(yù)熱溫度隨拘束度增加而提高(如如25mm厚的厚的Q390(15MnV)在十字接頭實(shí)在十字接頭實(shí)驗(yàn)時(shí)不需預(yù)熱，而斜驗(yàn)時(shí)不需預(yù)熱，而斜Y坡口拘束試驗(yàn)時(shí)要求預(yù)熱到坡口拘束試驗(yàn)時(shí)要求預(yù)熱到100以