低合金高強(qiáng)鋼Q345E焊接裂紋產(chǎn)生機(jī)理及預(yù)防葛志友

第1期(總第140期) 2007年2月 機(jī)械工程與自動(dòng)化 mechanical　engineering　&　automation no11 feb1 文章編號(hào):167226413(2007)0120171202 低合金高強(qiáng)鋼的焊接工藝研究 嚴(yán)正凱 (山西菲利普斯煤礦機(jī)械修造有限公司,山西　晉城　048205) 摘要:通過對(duì)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接影響因素的分析,為制定合理的焊接工藝提供了依據(jù),應(yīng)用該工藝保 證了低合金高強(qiáng)度鋼的焊接效果。 關(guān)鍵詞:焊接性;影響因素;工藝 中圖分類號(hào):tg457111　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a 收稿日期:2006207221;修回日期:2006208219 作者簡介:嚴(yán)正凱(19682),男,山西臨猗人,工程師,本科

低合金高強(qiáng)鋼的焊接性 低合金高強(qiáng)（hsla）鋼的焊接性主要包括兩個(gè)方面，其一是裂紋敏感性，其二是 焊接熱影響區(qū)的力學(xué)性能。在過去的40年，hsla鋼取得了顯著進(jìn)展，精煉技術(shù)、 微合金鋼技術(shù)、控軋控冷技術(shù)、形變熱處理（tmcp）等一些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，使 得現(xiàn)代hsla鋼的焊接性大大改善，尤其是haz冷列裂紋敏感性大大降低，粗晶 區(qū)韌性大幅度提高，高效率、大線能量焊接工藝得以應(yīng)用。然而，新的問題也伴 隨著出現(xiàn)，如母材的低碳當(dāng)量高強(qiáng)度化使得冷裂紋從haz轉(zhuǎn)移到焊縫金屬中，多 層焊接頭中的局部脆性區(qū)問題等。本文將論述hsla鋼制造技術(shù)的進(jìn)步給焊接性 帶來的變化，以及技術(shù)發(fā)展趨勢。 1hsla鋼的技術(shù)進(jìn)步及其對(duì)焊接性的改善 過去40年，低成本、高性能是鋼鐵行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的主要發(fā)展方向，從焊接 性的角度來看，影響最大的是精煉技術(shù)和軋制技術(shù)。 1.1精煉技術(shù)的影響 焊接熱裂紋、液化

針對(duì)d406a低合金高強(qiáng)鋼薄板的焊后殘余應(yīng)力過大、尺寸穩(wěn)定性較差問題,本文引入振動(dòng)時(shí)效(vsr)技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱時(shí)效處理工藝對(duì)該焊板激振處理。結(jié)果表明,與熱時(shí)效相比,vsr工藝不僅可顯著降低焊后殘余應(yīng)力水平,并可顯著均化焊接殘余應(yīng)力的分布狀態(tài),從而改善并強(qiáng)化構(gòu)件的尺寸穩(wěn)定性。

強(qiáng)度級(jí)別較低的低合金高強(qiáng)鋼，如300-400mpa級(jí)，由于鋼中合金元素含量較少，其焊接性良好，接近于低碳鋼。隨著鋼中合金元素的增加，強(qiáng)度級(jí)別提高，鋼的焊接性也逐漸變差，出現(xiàn)的主要問題有：

低合金高強(qiáng)鋼廣泛應(yīng)用于石油化工、采油平臺(tái)、球罐等大型工業(yè)設(shè)施建設(shè)，具有良好的加工性與抗腐蝕性。q390低合金高強(qiáng)鋼是一種新型鋼，與傳統(tǒng)低合金高強(qiáng)鋼相比，q390低合金高強(qiáng)鋼的焊接性更好、冷熱加工性能更強(qiáng)，適合多種高負(fù)荷鋼結(jié)構(gòu)的要求，加強(qiáng)q390低合金高強(qiáng)鋼焊接性是提高實(shí)用性能的重點(diǎn)。

1概述某企業(yè)在生產(chǎn)石油鉆采專業(yè)輸送管道中,法蘭盤材質(zhì)選用35crmo低合金調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼,管道主體選用符合gb/t8163—1999規(guī)定的-273mm×14mm20鋼管材。

本文從高強(qiáng)鋼接頭區(qū)焊接裂紋及擴(kuò)展、高強(qiáng)鋼焊接焊縫的組織及影響因素、高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)組織及力學(xué)性能幾個(gè)方面綜述了國內(nèi)外低合金高強(qiáng)鋼焊接的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

本文主要通過對(duì)碳素結(jié)構(gòu)鋼與低合金高強(qiáng)鋼的焊接性能進(jìn)行分析,選用適宜的焊接方法、焊接材料,采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施,制定了適宜的焊接工藝,確保產(chǎn)品焊接接頭性能符合產(chǎn)品技術(shù)條件要求,為企業(yè)創(chuàng)造更大效益。

本文由冷凝壁掛爐www.***.***閉式冷卻塔www.***.***聯(lián)合整理發(fā)布 碳鋼、低合金高強(qiáng)鋼壓力容器的焊接 隨著工程技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代壓力容器也已發(fā)展成典型的全焊結(jié)構(gòu)。壓力容器 的焊接成為壓力容器制造過程中最重要最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，焊接質(zhì)量直接影響壓 力容器的質(zhì)量。 第一節(jié)碳鋼、低合金高強(qiáng)鋼壓力容器的焊接 一、壓力容器用碳鋼的焊接 碳鋼以鐵為基礎(chǔ)，以碳為合金元素，含量一般不超過1.0％。此外，含錳量不超 過1.2％，含硅量不超過0.5％，si、mn皆不作為合金元素。而其他元素，如ni、 cr、cu等，控制在殘余量限度內(nèi)，更不是合金元素。s、p、o、n等作為雜質(zhì)元 素，根據(jù)鋼材品種和等級(jí)，也都有嚴(yán)格限制。 碳鋼根據(jù)含碳量的不同，分為低碳鋼(c≤0.30％)、中碳鋼(c=0.30％~0.60％)、 高碳鋼(c≥0.60％

大厚板高強(qiáng)鋼構(gòu)件補(bǔ)焊易產(chǎn)生橫向冷裂紋,為了探究其補(bǔ)焊橫向裂紋的產(chǎn)生原因,設(shè)計(jì)了一種小窗口兩端加強(qiáng)約束裂紋試驗(yàn)方法來模擬現(xiàn)場施工情況,預(yù)制出補(bǔ)焊的橫向裂紋.通過金相觀察和微觀硬度測.試結(jié)果表明,在補(bǔ)焊區(qū)域出現(xiàn)較大橫向裂紋,裂紋面與焊接方向呈45°,這主要是由于氫含量過高和拘束應(yīng)力過大而引起的氫致裂紋,并在補(bǔ)焊底部熔合區(qū)出現(xiàn)很多的微裂紋,其裂紋面與焊接方向垂直,這主要是由于淬硬組織導(dǎo)致的冷裂紋.

主要通過對(duì)碳素結(jié)構(gòu)鋼與低合金高強(qiáng)鋼的焊接性能進(jìn)行分析，選用適宜的焊接方法、焊接材料，采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，制定了適宜的焊接工藝，確保產(chǎn)品焊接接頭性能符合產(chǎn)品技術(shù)條件要求，為企業(yè)創(chuàng)造更大效益。

壓力容器為特殊行業(yè),對(duì)焊縫性能提出了更高的要求,而sa517gr.f的焊接性能相對(duì)較差,且焊后熱處理溫度對(duì)焊縫的沖擊韌性影響大。通過多次焊接試驗(yàn),確定了比較合適的焊接工藝及焊后熱處理工藝,保證了焊縫的性能。

在工業(yè)化生產(chǎn)條件下,通過成分設(shè)計(jì)和熱機(jī)械軋制+回火工藝流程,采用晶粒細(xì)化、沉淀強(qiáng)化和位錯(cuò)強(qiáng)化等手段,獲得了滿足gb/t1591-2008標(biāo)準(zhǔn)要求的低合金高強(qiáng)度鋼板q620e。試驗(yàn)鋼q620e的組織為板條貝氏體加粒狀貝氏體,屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別在630mpa和730mpa以上,延伸率在17%以上,-40℃沖擊功150j以上,均高于國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

研制的超低氫高韌性低合金系列焊條具有優(yōu)良的焊接工藝性,極低的擴(kuò)散氫含量和優(yōu)異的低溫缺口韌性以及優(yōu)良的抗冷裂性和抗脆斷性能,滿足了重大工程對(duì)焊接霎頭強(qiáng)韌匹配的技術(shù)要求,為重要焊接結(jié)構(gòu)和低溫壓力容器制造提供了優(yōu)質(zhì)焊條。

采用不銹鋼帶極雙層堆焊,在低合金高強(qiáng)鋼表面堆焊不銹鋼耐蝕層。研究了過渡層、表面層帶極成分對(duì)堆焊層的成分、組織及堆焊層δ鐵素體含量的影響,并對(duì)堆焊試樣進(jìn)行橫向側(cè)彎和縱向側(cè)彎測試。結(jié)果表明:過渡層采用309l、表面層采用347l寬50mm帶極,在焊接電流700~850a、焊接速度140~160mm/min條件下,可獲得與低合金高強(qiáng)鋼基體結(jié)合良好的堆焊層,堆焊層的增碳層無明顯m脆化傾向,堆焊層組織為均勻的奧氏體+δ鐵素體雙相組織,δ鐵素體含量在4.5%~5.5%之間,奧氏體晶粒明顯細(xì)化。

q345b/c/d/e低合金高強(qiáng)度h型鋼 q345b/c/d/e............低合金高強(qiáng)度h型鋼化學(xué)成分表、化學(xué)成分的闡述及理論重量表。 作者：康春波13752472226/022-58518762 1低合金高強(qiáng)度h型鋼化學(xué)成分見表1。 表1 牌號(hào)等級(jí)cmnsipsvnbtialcrni ≤≤≥≤ q295a b 0.160.80~1.50 0.55 0.045 0.040 0.045 0.040 0.02~0.15 0.015~0.0600.02~0.20 - - - - - - q345 a b c 0.20 1.00~1.60 0.045 0.040 0.035 0.030 0.025 0.045 0.040 0.035 0.030 0.025 -

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)：q345b q345是不是16mn？基本上是一樣的q345鋼的主要組成元素比例與16mn鋼基本相同，區(qū)別 是增加了v、ti、nb微量合金元素。少量的v、ti、nb合金元素能細(xì)化晶粒，提高鋼的韌性， 鋼的綜合機(jī)械性能得到較大提高。也正因?yàn)槿绱?，鋼板的厚度才可以做得更大一些。因此，q345 鋼的綜合機(jī)械性能應(yīng)當(dāng)優(yōu)于16mn鋼，特別是它的低溫性能更是16mn鋼所不具備的。q345鋼 的許用應(yīng)力略高于16mn鋼。gb/t221—2000標(biāo)準(zhǔn)是參照國外鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法和國內(nèi)鋼 鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法變化(如q345代替16mn)等情況修訂后，于2000年4月1日發(fā)布，并于 2000年11q345與q235的密度比較碳素鋼的密度是在7.8－7.85之間。如果要精密比較的話， q235的密度比q345大，因?yàn)閝345的

介紹了高強(qiáng)度q345d鋼冶煉、連鑄生產(chǎn)工藝,采用該生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的異型坯質(zhì)量較好,軋制h型鋼的性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

q345e焊接工藝 q345e鋼板具有良好的韌性、塑性、冷彎性和焊接性能。一般在熱軋或正火狀態(tài) 下使用。廣泛適用于橋梁、車輛、船舶、管道、鍋爐、各種容器、油罐、電站、 廠房結(jié)構(gòu)、低溫壓力容器等結(jié)構(gòu)件。一般20mm以下的中板焊接時(shí)不用焊前預(yù)熱 和焊前熱處理。40~60mm算厚度板，由于較大的拘束度，焊接時(shí)需采取焊前預(yù)熱、 后熱等措施。 1、焊前預(yù)熱：由于厚40~60mm的q345e鋼板的焊接拘束度較大，不采取措施或 采取的焊接措施不當(dāng)，焊后容易產(chǎn)生焊接冷裂紋。所以焊前要預(yù)熱。環(huán)境溫度低 于零攝氏度時(shí)，禁止焊接。鋼板對(duì)接定位后，在焊道兩側(cè)100mm范圍內(nèi)的母材用 每隔500mm設(shè)置電爐板一塊(2.0kw)，均勻加熱至100℃左右，停止加熱20分鐘， 以利于熱量向板中心傳遞，然后繼續(xù)加熱至150℃，測溫點(diǎn)設(shè)在焊道兩側(cè)100mm 邊遠(yuǎn)處。 2、焊接過程：焊接

名稱:低合金結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào)：q345e 工藝：冷拉圓鋼—熱軋圓鋼—鍛打圓鋼 合金鋼:20cr、40cr、27simn、35crmo、42crmo、20mn2、40mn2 42crmo圓鋼42crmo熱軋圓鋼【山東寶雷鋼鐵有限公司】 0635-8887186135_6129_1801 【寶雷鋼鐵q345e圓鋼規(guī)格】 材質(zhì)規(guī)格理論重量產(chǎn)地 q345e50φ直徑*直徑*長度*0.00617山東萊鋼 q345e55φ直徑*直徑*長度*0.00617山東萊鋼 q345e/60φ直徑*直徑*長度*0.00617山東萊鋼 q345e65φ直徑*直徑*長度*0.00617山東萊鋼 q345e70φ直徑*直徑*長度*0.00617山東萊鋼 q345e75φ/直徑*直徑*長度*0.00617山東萊鋼 q34

采用焊接熱模擬技術(shù)、示波沖擊韌性試驗(yàn)及充氫插銷試驗(yàn)法研究了t—1、wel-ten80c、ste690和hq80c鋼的焊接過熱區(qū)韌性及氫裂敏感性,試驗(yàn)得出了每種鋼能獲得既有良好韌性又有較低氫裂敏感性的過熱區(qū)組織(m+b_ⅲ)的合適t_(8/5)值。

高強(qiáng)鋼鋼管焊接裂紋淺析