合金结构钢的焊接[精选].doc

合金结构钢的焊接 2007-01-22 16:53:17??作者：jql??来源：浏览次数：201??网友评论0条??文字大小：【大】【中】【小】 评分等级：0 来源：中国焊接资源网(/)作者：jql原文：合金结构钢的焊接 (/skill/html/content_1783.htm) 合金结构钢：在碳素钢基础上加入一定的合金元素来达到所需要求的钢种称为合金结构钢。 包括：强度用钢（热扎正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢）和专用钢 ? ? 应用范围：机械零件、工程机械、交通运输工具、桥梁、建筑结构、管道等 新发展：微合金控扎钢 ??????? 焊接无裂纹钢 抗层状撕裂钢 焊接大线能量 第二节 热扎正火钢的焊接 一、热扎正火钢典型钢种成分及性能 1.热扎钢：σS 294～343Mpa 成分：含C量较低的C-Mn，Mn-Si系列，通过固溶强化获得高强度、或在特殊状态下以V、Nb代替部分Mn，以达到细化晶粒和沉淀强化的作用 典型钢种：16Mn 组织：细晶铁素体+珠光体 特例：15MnV?? V细化晶粒和沉淀强化 2.正火钢：固溶强化基础上，通过细化晶粒和沉淀强化提高强度保证韧性的低合金高强钢 σS 343～490 Mpa 成分：C-Mn，Mn-Si系列基础上加入一些碳化物和氮化物的形成元素V、Nb、Ti、Mo等 正火的目的：使合金元素以细小的化合物质点从固溶体中充分析出，并同时细化晶粒，提高强度的同时改善塑性、韧性、达到最佳的综合性能 分类： 1)正火状态下使用的钢 除15MnTi外，一般加入V、Nb。此外15MnVN、美国的737C、德国的FG39加入N 形成Mn-V-N系列钢 2)正火+回火状态下使用的含Mo钢 成分：Mn-Mo系 例如：A302B?? Mn-1/2Mo? 含Mo钢在较高的正火温度和较大的冷却速度下得到的组织是上贝氏体和少量的铁素体 为改善低温韧性形成Mn-Ni–Mo系 18 MnMoNb?? Mn-Mo系基础上加Nb 3.热扎正火钢的发展： 微合金控轧钢是热扎及正火钢中的一个重要分支。它采用了微合金化(加入微量Nb、V、Ti等)和控制轧制等新技术来达到细化晶粒和沉淀强化相结合的效果，同时从冶炼工艺上采取了降C、降S、改变夹杂物形态、提高钢的纯净度等措施，使钢具有均匀的细晶粒铁素体基体。因此这类钢在轧制状态下就具有相当于或优于正火钢的质量。焊接无裂纹钢实质是含碳量很低的微合金化正火钢。Z向钢是在某一等级结构钢(称为母级钢)的基础上经过特殊冶炼、镇静处理和适当热处理的钢材，是343正火钢。由于在冶炼中采用钙或稀土处理以及真空除气等特殊措施，Z向钢具有低S、低气体含量和高的Z向(即厚度方向)断面收缩率等特点。 二、热扎正火钢的焊接性分析 （一）? 焊缝中的热裂纹 ? ? ? 1）具有较好的抗热裂性能。 2）但当材料成分不合格，或因严重偏析使局部碳、硫含量偏高时Mn/S比就可能低于要求而出现热裂纹。 3）硫对形成热裂纹起直接作用，钢中的C、Si、Ni促进有害作用，Mn抵消有害作用。 经?? 验： ? 1）含C量0.12 ％??? ? Mn/S不应低于10 ? 2）含C量0.16％ Mn/S应大于40 典型钢种：16Mn ????? 成分：C? 0.12～0.2 ％ ??????????? S? 0.05 ％ ? ??????????Mn 1.2 ～1.6 ％ ??????????? Mn/S 32 ? 问：是否可能产生热裂纹？ 解? 决? 办? 法： 1）从焊接材料上 （选用含碳低含锰高的焊接材料） 例：可用低碳钢焊丝H03MnTi 含C量0.03％? Mn1.5％?? Ti微量 焊剂SiO2?30.28％?? MnO 33.43％ ?2）从工艺上 设法减少熔合比来调整焊缝成分以减少由母材进入焊缝的C量，焊速不宜过大，避免形成雨滴状熔池。可以减少中心裂纹。采用引弧板和熄弧板，将质量差和容易产生热裂纹的起焊点及弧坑引到正式焊缝之外，从而减少焊缝中的裂纹。降低焊接接头的刚性拘束条件，选择合理的焊接顺序，以减少焊接应力。 （二）冷? 裂? 纹 1 、淬硬倾向与冷裂倾向的关系 1）热轧钢含c量不高，但含有少量的合金元素，这类钢的淬硬倾向比低碳钢的淬硬倾向大，并且随着钢材强度级别的提高淬硬倾向逐渐增大。 　　以16Mn和低碳钢为例分析淬硬倾向与冷裂倾向的关系。16Mn钢在快速冷却时(厚板手工电弧焊时的冷却速度)铁素体析出后，剩余的富碳奥氏体来不及转变为珠光体而转变成高碳马氏体和贝氏体。从16Mn和低碳钢的CCT曲线估计，焊接16Mn时会出现少量铁素体、贝氏体和大量马氏体；焊接低碳钢时会出现大量铁素体，少量珠光体和贝氏体，更少量的马氏体。 2）正火钢的强度级别较高，合金元素含量较多，高温转变区较稳定，焊接冷却下来很易