合金结构钢的焊接摘要.ppt

焊接工艺参数确定 焊接线能量 线能量确定主要取决于过热区的脆化和冷裂两个因素。 热轧钢 含碳较低的热轧钢，线能量基本没有严格限制，从韧性考虑线能量偏小较好；含碳较高的热轧钢，淬硬倾向增大，M含碳增加，小线能量冷裂倾向增加，脆化也变严重，线能量偏大些较好。 正火钢 含Nb、V、Ti的正火钢，为避免沉淀相溶入固溶体及晶粒粗大引起的脆化，线能量选择应偏小。 对含碳和合金元素较高的正火钢（18MnMoNb），小线能量，韧性下降，并易生产延迟裂纹；线能量增大，降低冷却同时，会引起过热加剧。采用小线能量+预热方式较合理（确保避免裂纹，又能防止过热引起晶粒粗化）。 预热 预热主要是为防止裂纹，同时有一定改善性能的作用。 预热温度的确定取决于以下因素： ① 材料的淬硬倾向 CE0.4%，一般不预热 ② 冷却速度 板厚、环境温度；线能量和焊接方法 ③ 拘束度 ④ 含氢量 含氢↑，T0↑ ⑤ 焊后热处理 焊后热处理 通常热轧及正火钢焊后不需要热处理； 对抗应力腐蚀、低温使用及厚壁高压容器等焊接结构，需进行消除应力的高温回火。 确定回火的原则： 不超过母材原有的回火温度 有回火脆性的材料，应避开脆性的温度区间回火。 6.3 低碳调质钢的焊接 6.3.1 低碳调质钢典型钢种成分及性能 的高强钢，需要调质处理。 简单调质钢， Mn-Si钢调质后达到 。 普通调质钢 ，C≤0.22%，加入Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti、Zr、Cu等保证淬透性和抗回火性。 Ni-Cr-Mo钢： HY80（USA），HT70（JAP） Mo-B基加入Mn、Cr、Ni、V、Ti、Zr和Cu ： A517F钢（Mn-Ni-Cr-Mo-Cu-V-B）T-1钢（USA） A517J、K钢（Mn-Mo-B） HT80仿T-1钢 14MnMoNbB和HQ80C Mn-Cr-Mo-Zr 钢：17MnCrMo33 进一步提高强度，一般加入更多的Ni HY-130（5Ni-Cr-Mo-V） HP-9-4-20 （9Ni-4Co-Mo-V） 焊接无裂纹钢：为改善焊接性和提高低温韧性，开发出含碳极低（C≤0.09%）的调质钢，通过降碳并加入多种微合金元素（尤其是B）提高淬透性。具有足够高的强度和韧性，与同级别材料比具有含碳低和低Pcm特点。 6.3.2 低碳调质钢的焊接性分析 低碳调质钢作为高强度的焊接结构用钢，碳含量限制得较低。主要问题和工艺与正火钢相似，差别只在于热影响区有软化问题。 焊缝中的热裂纹 C低、Mn高；S、P低，热倾向较小。对高Ni低Mn钢热倾向有所增加。 热影响区液化裂纹 在高Ni低Mn可能出现液化裂纹。 工艺因素对液化裂纹有重要影响： 线能量增加，晶粒粗大，晶界熔化严重，且液态晶界存在时间愈长，裂纹倾向增加。 熔池形状（指状熔深） 冷裂纹 合金化原理：在低碳的基础上，加入多种提高淬透性的元素，保证获得高强度、高韧性的M和部分BL 奥氏体的稳定高，易获得淬硬组织。 有无“自回火”条件，是这类刚冷裂纹产生的关键。 再热裂纹 合金元素中大多属引起再热裂纹元素，如Cr、Mo、Cu、V、Nb、Ti和B等，V、Mo影响较大。 Mo-V钢，特别Cr-Mo-V钢对再热裂纹较敏感； Mo-B，Cr-Mo钢有再热裂纹倾向； Cr-Ni-Mo、 Cr-Ni-Mo-V、Ni-Mo-V 钢要注意再热裂纹。 焊接热影响区的性能变化 过热区脆化 这类钢获得M+10～30%BL韧性最佳，t8/5存在最佳值。 出现Bu和M-A组元韧性下降。 热影响区软化 凡加热温度超过母材回火温度至Ac1的区域，由于碳化物的聚集长大而软化，温度愈接近Ac1，软化愈严重。 6.3.3 低碳调质钢的焊接工艺特点 焊接时注意两个基本问题：M转变时冷却速度不要太快，是M获得“自回火”，以免冷裂纹产生；800～500℃冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。 焊接方法和焊接材料的选择 焊接热作用是热影响区强度和韧性下降不可避免，随强度级别提高，愈突出。通过焊后热处理或尽可能限制热作用的影响。