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Q345qD与Q390GJC异种材质焊接性能研究

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Ｏ 引 言
构 钢 》，高 建 钢 Ｑ ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ依 据 标 准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ９ ８ ７ ９ —
为 满 足 不 同钢 材 性 能 的需 求 ．异 种 材 质 的钢 材 焊 接 越 来 越 普 遍 ．异 种材 质 的焊 接 性逐 渐被 人 们 所 重 视 。桥 梁 板 材 的抗 疲 劳 性 能 好 ．而 高层 建 筑 钢板
１ 焊 接 性 能 分 析
桥板 Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ钢 与 高 建 钢 Ｑ ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ均 为 低 合 金
高 强 钢 ．两 者 的焊 接 性 均 良好 ．但 成 分 及 性 能 均 有
一
２ 试 验 过 程
采 用桥 梁 用 钢 Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ 以 及 建 筑 结 构 用 钢
试 验 采 用 ＹＤ 一 ５ ０ ０ Ｃ Ｏ Ｊ ＭＡ Ｇ 熔 化极 气 体 保 护 焊
焊 机 ．极性 为直 流反接 ，焊接工 艺参 数见 表 ３ 。
定 差 距 根 据 钢 材 特 性 以 及 “ 低强 匹配”原则 ．
Ｑ ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ．规 格 均 为 ２ ０ ｍｍ￣ １ ５ ０ ｍ ｍ￣ ４ ５ ０ ｍｍ．焊 丝
直径 １ ． ２ ｍ ｍ，ｒ ｅ （ ｃ ｏ ２ ） 不低 于 ９ ９ ． ５ ％，焊前 除去试 件所 焊表 面及两侧 ３ ０ ｍ ｌ Ｔ ｌ 内的所有 杂物
表 １ 钢材及焊丝的化学成分 （ 质量 分数） （ ％
的强 度 较 高 ．在桥 梁 的高 塔 建 筑 结构 中 ．为 了 既能 满 足 结 构 受 力 要求 ．又 能降 低 成 本 ．综 合 利 用 高建 钢 和桥 板无 疑不 是最 佳 的选择
扬 州 万 福 桥新 建 工 程是 采 用 桥 塔 支 撑 桥 面 的悬
０ ． Ｏｌ １
０ ０ ０ ８
索 桥结 构形 式 ．桥 面主要 采用 Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ钢 ．桥塔 为 巨
Ｑ３ ９ ０ ＧＪ Ｃ钢
ＣＨ Ｔ 一 ７ ｌ １
形 框架 结 构 ．主要 用 Ｑ ３ ４ ５ Ｇ Ｊ Ｂ钢 和 Ｑ ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ高 建钢
制 作 以 本 公 司 承建 的万 福 桥 工 程 为例 ．研 究 了桥
材 料
Ｃ
Ｓ ｉ
Ｍｎ
Ｓ
Ｐ
Ｑ３ ４ ５ ｑ Ｄ 钢
Ｏ １ ５
Ｏ ． １ ４
０ ０ ６ ８
Ｏ＿ ２ ８
０ ． ２ ６
Ｏ ． ４ ４
ｌ ３ ６
１ ． ５ ３
１ ． ５ ９
Ｏ ． ｏ ０ ２
００ ０ ３
Ｏ ． ｏ ｏ ４
Ｏ ． Ｏ ｌ ５
规范要求。
关键 词 ：异种钢焊接；Ｑ３ ４ ５ ｑ Ｄ 与Ｑ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ；工艺性 能；力学性能 ；组织性能
中 图 分 类号 ：Ｔ Ｇ ４ ５ ７ ． １ 文献 标 志码 ：Ｂ
不同 （ Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ依 据标 准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ７ １ ４ －２ ０ ０ ８《 桥 梁 用结
焊 材 选 用 气保 焊 药 芯 焊 丝 Ｃ Ｈ Ｔ 一 ７ １ １ 钢 材及 焊 材 的
化 学成 分 及 力 学性 能见 表 １ ．２ 依 表 中数据 可 计 算 出 ，Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ钢 的碳 当量 为 ０ ． ３ ８ ％，Ｑ ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ钢 的碳 当量 为 ０ ． ４ １ ％．两 种 钢材 焊 接 性 能 均 良好 Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ 钢 的焊 接 性 略 优 于 Ｑ ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ钢 的 ．但 由于依 据 标 准
Ａ ｌ
Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ 钢
４ ０ ５
５ ３ １
２ ９
２ ４ ８（ 一 ２ ０℃ ）
Ｑ ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ钢
Ｃ ＨＴ 一 ７１ ｌ
４ ３ ２
５ ４ ０
５ ７ ７
６ １ Ｏ
２ ８ ． ５
２ ４
２ ７ ６（ ０℃）
ｌ ８ ７ （ 一 ２ ０℃ ）
２ ０ ０ ５《 建筑 结 构用 钢板 》 ） ，Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ钢 的焊 接 接 头 冲 ห้องสมุดไป่ตู้击要 求高于 Ｑ ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ钢 的 药 芯 焊 丝 Ｍｎ ．Ｓ ｉ 含 量
高 ，可 以起 到 良好 的脱 氧 、脱硫 作用 ，提 高 组 织 强
度 及 韧 性 药 芯 焊 丝 Ｃ Ｈ Ｔ一 ７ １ １屈 服 强 度 达 到 ５ ４ ０ ＭＰ ａ ．充 分 满足两 种 钢材焊 接要 求
Ｑ３ ４ ５ ｑ Ｄ 与 Ｑ３ ９ ０ ＧＪ Ｃ 异 种 材 质 焊 接 性 能 研 究
李 乡亮 ，王春 林 ，邱 明 辉 ，尹 恒 ，季 书培
（ 中建 钢 构有 限公 司 华 东 大 区 ．江 苏 靖 江 ２ １ ４ ５ ３ ２ ）
摘 要 ：以 Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ钢 与 Ｑ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ钢 的 焊 接 为 例 ，详 细 介 绍 了异 种材 质 焊接 的 工 艺 过 程 ，并 分 析 了焊 接 接 头金 相 组 织 、 力 学 性 能 以 及 显 微硬 度 。 结 果表 明 ，Ｑ３ ４ ５ ｑ Ｄ钢 与 Ｑ ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ 钢 具 有 良好 的 焊 接 性 ，在 采 用合 理 的 焊 接 工 艺 参 数 后 ，接 头 力 学性 能及 微 观金 相 均 能 满 足
Ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖ ｏ １ ． ４ ４ Ｎ ｏ ． ９ Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０ １ ５
文章编 号： １ ０ ０ ２ — ０ ２ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ ９ — ０ ０ ９ ３ — ０ ２
－ ２ ０ １ ５年 创 建 全 国优 秀焊 接 工 程 专 刊 ・ ９ ３
表 ２ 钢 材 及 药 芯 焊 丝 的 力 学 性 能
板 Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ钢 与 高 建 钢 Ｑ ３ ９ ０ Ｇ Ｊ Ｃ的 焊接 接 头 性 能及
组织 的变化
材 料
屈 服 强 度
Ｒ ／ ＭＰ ａ
抗 拉强 度
Ｒ ／ ＭＰ ａ
断 后 伸 长 率
（ ％）
冲 击 吸 收 功

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Q345可焊性分析

Q345可焊性分析

由于装载机的工作环境复杂、受力不均匀、结构设计不合理以及焊接过程中焊接工艺参数选择不当等导致支架断裂失效。美国1982年统计表明，每年由于磨损、腐蚀、断裂失效造成的直接损失3600亿美元；我国机械行业因腐蚀失效造成的直接经济损失约300[2]亿人民币。可见失效分析有其重大的意义，失效分析在近代材料学与工程的发展史上占有极为重要的地位，可以毫不夸张的说，材料科学的发展史实际上是有部失效分析史。失效行为的分析研究就是要系统的研究材料的成分、工艺、组织、结构等对失效行为的影响。
5～6
3.2
100～130
_
_
3.2
100～130
4
160～210
_
_
4
180～210
≥6
3.2
100～130
4
160～210
4
180～210
4
160～210
5
220～280
5
220～260
X形
≥12
4
160～210
4
160～210
5
220～280
表4热轧及正火钢焊条电弧焊的工艺参数[3]
（二）焊接工艺
3、氩弧焊
用于一些重要低合金钢多层焊的、管道打底焊或管板焊接，以保证焊缝根部的焊接质量（焊缝根部往往是最容易产生裂纹的部位）。
16Mn钢的δs≥345MPa.属于低碳热轧钢，焊接行良好，碳当量为0.345%～0.491%，淬硬倾向比A3钢略大，焊接时冷裂纹倾向大一些。与之强度级别相当的有16MnRE、14MnNb和10MnSiCu。在低温环境下或大刚性、大厚板条件下生产焊接结构时，要采用较大的线能量，并注意填满弧坑，必要时适当预热。Q345钢可以采用各种焊接方法焊接。焊前一般需要预热，焊后不需要热处理。但由于其淬硬倾向比低碳钢稍大，在焊接结构刚性大、厚度大或环境较低时，也需要采取预热、稍候消除应力热处理措施，并应在焊接中创造低氢条件Q345由于具有良好的焊接性能适用于各种焊接方法，因此结合实际情况我们选用焊条电弧焊。表3为焊接16Mn钢的预热条件。焊条、焊丝与焊剂的选择如表4。
焊接冶金学第三章课后答案

焊接冶金学第三章课后答案

焊接冶金学-金属焊接性课后习题答案（1）第三章：合金结构钢1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。

（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。

（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。

热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。

制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。

2．分析Q345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。

q345r+904l不锈钢复合板焊接接头力学及腐蚀性能的研究

q345r+904l不锈钢复合板焊接接头力学及腐蚀性能的研究

不锈钢复合板焊接接头力学及腐蚀性能的研究王凤会,刘立伟,王小勇,刘宏,齐建（首钢集团有限公司技术研究院，北京100043）摘要：针对40mm厚度规格的Q345R+904L不锈钢复合板，采用不同的焊接材料分别进行基层、过渡层及盖面层的焊接，焊后根据相关标准进行焊接接头的宏观检查、金相分析、力学性能检测、成分分析及晶间腐蚀试验。

结果表明，接头成形良好，其拉伸、弯曲及冲击性能都满足标准要求。

采用E309LMo和E385不锈钢焊条分别进行了复合板过渡层的焊接，两种方案获得的接头焊缝区和热影响区的抗晶间腐蚀性能都合格。

关键词：复合板；904L不锈钢；过渡层焊接；晶间腐蚀试验中图分类号：TG407文献标志码：A文章编号：1001-2303（2019）11-0020-06 DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2019.11.04Study on mechanical and corrosion properties of welded joints of Q345R+904L stainlesssteel composite plateWANG Fenghui，LIU Liwei，WANG Xiaoyong，LIU Hong，QI Jian（Research Institute of Technology of Shougang Group，Beijing100043，China）Abstract：For the Q345R+904L stainless steel composite plate with40mm thickness，different welding materials are used to weld the base layer，transition layer and cover layer respectively.After welding，macroscopic inspection，metallographic analysis，mechanical property test，component analysis and intergranular corrosion test of welded joints are carried out according to relevant standards.The results show that the joints obtained by the welding scheme are well formed，the tensile bending and impact properties of the joints meet the standard requirements.The joints of the composite layer are welded by E309LMo and E385stainless steel welding consumables respectively.Both the weld zone and the heat affected zone have acceptable intergranular corrosion resistance.Key words：composite plate；904L stainless steel；transition layer welding；intergranular corrosion test本文参考文献引用格式：王凤会，刘立伟，王小勇，等.Q345R+904L不锈钢复合板焊接接头力学及腐蚀性能的研究[J].电焊机，2019，49（11）：20-25.收稿日期:2019-02-13作者简介:王凤会（1988—），男，工程师，硕士，主要从事高强钢、管线钢及复合板材料等的焊接性及配套焊材研究工作。

Q345钢板焊接性能研究

Q345钢板焊接性能研究


Q235
235 375～500 ≥26
Q345
360
500
23
193
158
由表 1 、表 2 可看出 ,Q345 钢板是在 Q235 的基
础上增添了较多的锰和少的硅而形成的 ,锰和硅都
能溶入铁 ,起固溶强化作用 ,显然锰的强化作用大 ,
和 Q235 相比 ,强度有所提高 ,冲击韧性优于 Q235 ,
图 4 母材的显微组织 ×100
3 结论 1) Q345 钢板无热裂纹倾向 ; 2) Q345 钢板焊接接头热影响区没出现裂纹 ; 3) Q345 钢板焊缝的化学成份与母材的相近 ,焊
接接头的抗拉强度 、硬度较高 ,但韧性较低 ; 4) Q345 钢板焊接接头的过热区形成了魏氏组
织 ,容易产生脆化 ,构成了接头的薄弱环节 ,这时宜 以小线能量焊接 ,在过热区获取板条马氏体 ,韧性会 大大改善 。 4 参考文献
图 2 过热区的显微组织 ×100
图 3 重结晶区的显微组织 ×100
和珠光体已全部转化为奥化体 ,又由于加热温度较 低 (一般低于 1100 ℃) 奥氏体晶粒未显著长大 ,因此 在空气中冷却以后会得到均匀而细小的铁素体和珠 光体 。
4) 母材的显微结构组织 :铁素体和珠光体呈带 状如图 4 。从金相组织可看出 ,过热区形成了魏氏组 织 ,容易产生脆化 ,构成了接头的薄弱环节 ,这时宜 以小线能量焊接 ,在过热区获取板条马氏体 ,韧性会 大大改善 。
1) 焊缝金属的显微组织如图 1 ,柱状晶分布 ,晶 界处为铁素体 ,晶内为索氏体和针 、块状分布的铁素 体 。冷却时 ,由于向外散热 ,故使焊缝的熔融金属 沿热扩散方向结晶而获得柱状晶 ,此时 ,先共析的铁 素体沿柱状晶界析出 ,由于温度较高 ,且冷速又稍 快 ,因此组织呈过热特征 ,但随后的冷却过程中 ,奥 氏体因过冷度较大 ,而转变为索氏体组织 。焊缝组 织下方为融合区 ,此处融合情况良好 。