低碳调质钢的焊接方法 |
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| (2019-8-16 9:24:44) 0人次浏览 |
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低碳调质钢大多是通过淬火-回火处理，抗拉强度大于600MPa的高强度钢。异种低碳调质钢的焊接方法常采用熔化极气体保护焊，如MIG、MAG焊，最为常用的有Ar＋CO2混合气体保护焊。焊接有淬火倾向的低合金钢时，控制冷却速度对焊接区的最终组织性能有决定性的影响。事实上，焊接低合金高强钢时，如果冷却速度适当小，并保证热影响区组织中所形成的马氏体量不超过25%～30%，就可以保持焊缝的高强度。
对被焊工件进行焊前预热是降低热影响区焊后冷却速度的最有效、最方便的方法，在生产中应用很广，但预热温度不能太高(低温预热)，因为晶粒长大可能使钢的塑性，特别是冲击韧性大大降低。
不预热条件下焊接低碳调质高强度钢，控制焊接热输入是保证焊接质量的关键。HQ130+HQ70高强钢焊接热输人的确定以抗裂性和热影响区韧性要求为依据，合理的焊接热输入范围是：上限取决于热影响区粗晶区不出现上贝氏体(Bu)和粒状贝氏体(Bg)等脆性组织，下限取决于焊缝中不产生冷裂纹。
针对工程机械用HQ130+HQ70高强钢焊接，从工艺性和使用性两方面进行的试验研究表明：尽管HQ130钢和HQ70钢淬硬性都较大，有产生焊接裂纹的倾向，只要合理选择焊接方法和焊材，焊接工艺措施得当，利用国产焊接材料在不预热条件下焊接，仍然可以保证焊接质量。
焊接工艺性及抗裂性试验表明，针对HQ130+HQ70高强钢焊接，防止焊接冷裂纹(主要是根部裂纹)的工艺措施如下：
①采用气体保护焊(CO2焊，或Ar+20%CO2混合气体保护焊),严格控制CO2气体含水量(H2O≤1.0g/m3),用半自动或全自动焊接设备完成焊接过程；选用“低强匹配”焊材(GHS-60、GHS-50或EF035041药芯焊丝)可在不预热条件下焊接，但必须限制焊缝扩散氢含量在超低氢水平(不超过5mL/100g)。对于焊缝抗拉强度700～90MPa的低碳调质钢，应采用Ar+CO2混合气体保护焊，承载焊缝情况下用H08Mn2 SiNiMoA焊丝。对于焊缝抗拉强度小于600MPa的低合金高强钢或非承载的焊接结构，可采用CO2气体保护焊，焊丝用H08Mn2SiA或H08Mn2 SiMoA。
②焊接接头处开双面V形坡口(坡口角度60°),严格清理坡口表面，采用多层多道焊工艺施焊，每条焊缝均应两面连续焊接完成。第二层焊道保证尽可能高的层温，使第一道焊道起预热作用(也有利于氢的扩散逸出)，限制焊道长度，尽量不打焊渣连续施焊，中途不得停歇。两面施焊的对接焊缝，焊后立即清理焊缝根部。
③严格控制焊接热输入：焊接热输入下限取决于不产生焊接冷裂纹
，上限取决于热影响区不出现Bu和Bg等脆性组织。为了消除焊接裂纹和保证焊缝金属韧性，焊接时应控制焊接热输入(E=10～20kJ/cm),采用双面V形坡口多层多道焊，使焊缝金属获得以针状铁素体(AF)为主的混合组织，限制先共析铁素体(PF)和侧板条铁素体(FSP)数量当焊缝金属为细小AF+Bg时，可达到提高焊缝金属强韧性的目的。
厚度12mm的HQ130+HQ70高强钢CO2气体保护焊或Ar+CO2混合气体保护焊对接焊时，焊接热输入应控制在10～20kJ/cm。典型钢材HQ130与HQ70的焊接参数见图1。
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