文档详情

合金钢结构的焊接(问答).doc

发布:2017-11-01约8.55千字共7页下载文档
文本预览下载声明
合金结构钢的焊接 低碳调质钢的焊接性分析 低碳调质钢主要是作为高强度的焊接结构用钢,因此含碳量限制的较低,在合金成分的设计上考虑了焊接性的要求。低碳调质钢碳的质量分数不超过0.18%,焊接性能远优于中碳调质钢。由于这类钢的焊接热影响区是低碳马氏体,马氏体转变温度Ms较高,所形成的马氏体具有“自回火”特性,使得焊接冷裂纹倾向比中碳调质钢小。 焊缝强韧性匹配: 焊缝强度匹配系数S=(σb)w/(σb)b,是表征接头力学非均质性的参数之一,(σb)w为焊缝强度,(σb)b为母材强度。当(σb)w/(σb)b1时,为高强匹配;=1为等强匹配。1为低强匹配 低碳调质钢热影响区获得细小的低碳马氏体(ML)组织或下贝氏体(BL)组织时,韧性良好,而韧性最佳的组织为ML与低温转变贝氏体组织(BL)的混合组织下贝氏体的板条间结晶位相差较大,有效晶粒直径取决于板条宽度,比较微细,韧性良好,当ML与BL混合生成时,原奥氏体晶粒被先析出的BL有效地分割,促使ML有更多的形核位置,且限制了ML的生长,因此ML+BL混合组织有效晶粒最为细小。 Ni是发展低温钢的一个重要元素。为了提高钢的低温性能,可加入Ni元素,形成含Ni的铁素体低温钢,如1.5Ni钢 等在提高Ni的同时,应降低含碳量和严格限制S、P的含量及N、H、O的含量,防止产生时效脆性和回火脆性等。这类钢的热处理条件为正火、正火+回火和淬火+回火等。 在低温钢中由于含碳量和杂质S、P的含量控制的都很严格,所以液化裂纹在这类钢中不是很明显。 另一个问题是回火脆性,要控制焊后回火温度和冷却速度。 低温钢焊接的工艺特点:除要防止出现裂纹外,关键是要保证焊缝和热影响区的低温韧性,这是制定低温钢焊接工艺的一个根本出发点。 9Ni钢具有优良的低温韧性但用与9Ni钢相似的铁素体焊材时所得焊缝的韧性很差。这除了与铸态焊缝组织有关外,主要与焊缝中的含氧量有很大的关系。与9Ni钢同质的11Ni铁素体焊材,只有在钨极氩弧焊时才能获得良好的低温韧性。因为此时能使焊缝金属中氧的质量分数降低到与母材相同的0.05%以下。 二、中碳调质钢的焊接性分析 (一)焊缝中的热裂纹 中碳调质钢含碳量及合金元素含量都较高,因此液-固相区间 大,偏析也更严重,具有较大的热裂纹倾向。 (二)冷裂纹 中碳调质钢由于含碳量高,加入的合金元素多,淬硬倾向明显;由于M s点低,在低温下形成的马氏体一般难以产生自回火效应,冷裂倾向严重。 (三)再热裂纹 (四)热影响区的性能变化 1、过热区的脆化 (1)中碳调质钢由于含碳量高,加入的合金元素多,有相当大的淬硬性,因而在焊接过热区内容易产生硬脆的高碳马氏体,冷却速度越大,生成的高碳马氏体越多,脆化倾向越严重。 (2)即使大线能量也难以避免高碳M出现,反而会使M更粗大,更脆。 (3)一般采用小线能量,同时预热、缓冷和后热措施改善过热区性能。 2、热影响区软化 焊后不能进行调质处理时,需要考虑热影响区软化问题。调质钢的强度级别越高,软化问题越严重。软化程度和软化区的宽度与焊接线能量、焊接方法有很大关系。热源越集中的焊接方法,对减小软化越有利。 三、中碳调质钢的焊接工艺特点 (1)中碳调质钢一般在退火状态下焊接,焊后通过整体调质处理才能获得性能满足要求的均匀焊接接头。 (2) 时必须在调质后进行焊接时,热影响区性能恶化往往难以解决。 (3) 焊前所处的状态决定了焊接时出现问题的性质和采取的工艺措施。 一:分析Q345钢的焊接性特点,给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。 答:Q345钢属于热轧钢,其碳当量小于0.4%,焊接性良好,一般不需要预热和严格控制焊接热输入,从脆硬倾向上,Q345钢连续冷却时,珠光体转变右移,使快冷下的铁素体析出,剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体,而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向,Q345刚含碳量低含锰高,具有良好的抗热裂性能,在Q345刚中加入V、Nb达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化,韧性明显降低,Q345钢经过600℃×1h退火处理,韧性大幅提高,热应变脆化倾向明显减小。;焊接材料:对焊条电弧焊焊条的选择:E5系列。埋弧焊:焊剂SJ501,焊丝H08A/H08MnA.电渣焊:焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。CO2气体保护焊:H08系列和YJ5系列。预热温度:100~150℃。焊后热处理:电弧焊一般不进行或600~650℃回火。电渣焊900~930℃正火,600~650℃回火 答:Q345与Q390都属于热轧钢,化学成分基本相同,只是Q390的Mn含量高于Q345,从而使Q390的碳当量大于Q345,所以Q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q3
显示全部
相似文档