低合金高强钢的焊接技术

低合金高强度钢及其焊接技术概述-工程低合金高强度钢概述低合金高强度钢的分类低合金高强度结构钢包括一般低合金结构钢和其它一些优质低碳低合金高强度钢，其强度高于含碳量相当的碳素钢，但塑性、韧性和焊接性良好，。

适用于较重要的钢结构，如压力容器、发电站设备、管道、工程机械、海洋结构、桥梁、船舶、建筑结构等。

低合金高强度结构钢是在低碳结构钢的基础上添加一定量的合金元素（如Mn、Si、Cr、Mo、Ni、Cu、Nb、Ti、V、Zr、B、P和N 等，但总量不超过5%，一般在3％以下），以强化铁素体基体，控制晶粒长大，提高强度和塑性、韧性。

一般在热轧后条件下供货以满足用户对冲击韧度的特殊要求。

如要求更高强度（σs=490-980MPa），也可以在调质状态下供货。

低合金高强度结构钢按屈服点（σs）分级。

国外对低合金高强度结构钢已制定标准，规定了C、S和P的上限而且对碳当量的上限，最高硬度及V型夏比值的下限均有严格规定，如日本焊接协会（WES）焊接结构用钢板标准。

低合金高强度结构钢根据屈服点和热处理状态可分为两种：1．非热处理强化钢（热轧与正火钢）（1）σs=249－392MPa级的低合金高强度钢。

除15MnTi 为正火状态供货外，均为热轧状态使用。

这类钢是在含C≤0.20%的基础上加入少量的固溶强化元素来保证钢的强度。

组织为细晶粒的铁素体和珠光体。

Mn是一种固溶强化效果最显著又比较便宜的元素，除增加强度外，还改善塑性、韧性，加入量不超过1.8%。

Si的固溶强化效果也好、但含量高于0.6%，对冲击韧度不利。

我国广泛使用的焊接性良好的16Mn、德国的St52以及日本的SM50均属此类钢。

用它代替普通低碳钢，可节约20%－30%钢材。

还可在16Mn钢中加入少量V （0.03%-0.2%）,Nb（0.01%-0.05%）,利用V、Nb的碳化物和氮化物的沉淀析出进一步提高钢的强度、细化晶粒，改善塑韧性，如12MnV、14MnNb、15MnV和16MnNb等钢种。

低合金高强钢焊接时的主要工艺措施。

⑴预热预热是防止裂纹的有效措施，并且还有助于改善接头性能。

但预热会恶化劳动条件，使生产工艺复杂化，过高的预热温度还会降低接头韧性。

因此，焊前是否需要预热以及预热温度的确定应根据钢材的成分（碳当量）、板厚、结构形状、刚度大小以及环境温度等决定。

⑵焊接线能量的选择含碳低的热轧钢（09Mn2、09MnNb钢等）以及含碳量偏下限的16Mn钢焊接时，因为这些钢的冷裂淬硬、脆化等倾向小，所以对焊接线能量没有严格的限制。

焊接含碳量偏高的16Mn钢时，为降低淬硬倾向，焊接线能量应偏大一点。

对于含V、Nb、Ti的钢种，为降低热影响区粗晶脆化所造成的不利影响，应选择较小的焊接线能量。

如15MnVN钢的焊接线能量应控制在40～45kJ/cm以下。

对于碳及合金元素含量较高而屈服点为490MPa的正火钢（如18MnMoNb钢等），因淬硬倾向大，应选择较大的焊接线能量，但当采用焊前预热时，为了避免过热倾向，可以适当地减少线能量。

⑶后热及焊后热处理后热是指焊接结束或焊完一条焊缝后，将焊件立即加热至150～250℃范围内，并保温一段时间，使接头中的氢扩散逸出，防止延迟裂纹产生。

对于厚壁容器、高刚性的焊接结构以及一些在低温、耐蚀条件下工作的构件，焊后应及时进行消除应力的高温回火，其目的是消除焊接残余应力，改善组织。

焊后立即进行高温回火的焊件，无需再进行后热处理。

Gr60低合金高强结构钢焊接施工工法Gr60级低合金高强度结构钢为国内首次在建筑钢结构上使用钢材，符合美国材料标准ASTM903／913M一97 Gr60标准，相当于国内钢材标准中的Q420级钢。

由于Gr60钢为国内首次使用，目前尚无成熟的规范及焊接工艺参数作参照，焊接不确定性因素多，难度较大。

探索总结Gr60级钢的使用，对于推动Q420低合金高强度结构钢在国内建筑钢结构的应用，从节约资源的角度上符合我国的可持续发展国策，对于本企业乃至国内建筑钢结构行业的良性发展，均具有积极的创新意义。

1工法特点1.1Gr60属低合金高强度结构钢，能大幅度提高结构杆件的承载力，减小了杆件截面面积，从而减小自重，增加建筑空间。

1.2 Gr60钢对于需验算疲劳的焊接结构具有一40℃冲击韧性的合格保证，使其应用范围和结构可靠度得以扩大。

1.3 Gr60级钢的焊接性能优于国内工程中正在大量使用的Q345钢。

现场安装施焊操作较易控制。

在常温及低温下，Gr60级钢的预热温度较之同条件下的Q345钢低；并且，在负温下，只需对板厚在lOOmm以上的钢材采取低温度的后热措施。

1.4焊接施工过程须严格按照既定的焊接工艺指导书的工艺参数及焊接规定进行施工，对焊接速度、预热温度、层问温度、后热温度、保护气体的气压与流速等严格控制，方能保证焊接质量。

1.5已经过一15℃条件下冬期施工焊接工艺评定和一7℃下冬期施工实践，寒冷地区冬期也可施工。

1.6本工法是在完成北京新保利大厦工程基础上总结编写的，因此实用性很强。

2适用范围适用于Gr60级低合金高强度结构钢进行CO2气体保护焊的各种焊缝连接形式。

3工艺原理根据Gr60钢化学成分及力学性能进行可焊性分析与试验，在依据国外规范标准对此类钢材的焊接性的指导意见基础上，结合国内在高强钢CO2气体保护焊方面的焊接施工工艺，按照国内焊接规范的规定，进行常温及负温下典型焊缝形式的现场工艺评定试验，以取得指导现场焊接操作的适用的工艺参数。

低合金高强度钢的焊接工艺1）焊接方法的选择低合金高强度钢可采用焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、气电立焊、电渣焊等所有常用的熔焊及压焊方法焊接。

具体选用何种焊接方法取决于所焊产品的结构、板厚、堆性能的要求及生产条件等。

其中焊条电弧焊、埋弧焊、实心焊丝及药芯焊丝气体保护电弧焊是常用的焊接方法。

对于氢致裂纹敏感性较强的低合金高强度钢的焊接，无论采用那种焊接工艺，都应采取低氢的工艺措施。

厚度大于100mm低合金高强度钢结构的环形和长直线焊缝，常常采用单丝或双丝载间隙埋弧焊。

当采用高热输入的焊接工艺方法，如电渣焊、气电立焊及多丝埋弧焊焊接低合金高强度钢时，在使用前应对焊缝金属和热影响区的韧性能够满足使用要求。

2）焊接材料的选择低合金高强度钢焊接材料的选择首先应保证焊缝金属的强度、塑性、韧性达到产品的技术要求，同时还应该考虑抗裂性及焊接生产效率等。

由于低合金高强度氢致裂纹敏感性较强，因此，选择焊接材料时应优先采用低氢焊条和碱度适中的埋弧焊焊剂。

焊条、焊剂使用前应按制造厂或工艺规程规定进行烘干。

为了保证焊接接头具有与母材相当的冲击韧性，正火钢与控轧控冷钢焊接材料优先选用高韧性焊材，配以正确的焊接工艺以保证焊缝金属和热影响区具有优良的冲击韧性。

3）焊接热输入的控制焊接热输入的变化将改变焊接冷却速度，从而影响焊缝金属及热影响区的组织组成，并最终影响焊接接头的力学性能及抗裂性。

屈服强度不超过500MPa的低合金高强度钢焊缝金属，如能获得细小均匀针状铁素体组织，其焊缝金属则具有优良的强韧性。

而针状铁素体组织的形成需要控制焊接冷却速度。

因此为了确保焊缝金属的韧性，不宜采用过大的焊接热输入。

焊接操作上尽量不用横向摆动和挑弧焊接，推荐采用多层窄焊道焊接。

热输入对焊接热影响区的抗裂性及韧性也有显著的影响。

低合金高强度热影响区组织的脆化或软化都与焊接冷却速度有关。

由于低合金高强度钢的强度及板厚范围都较宽，合金体系及合金含量差别较大，焊接时钢材的状态各不相同，很难对焊接热输入作出统一的规定。

低合金高强度钢的主要焊接方式说到低合金高强度钢的焊接方式，嘿，咱们就来聊聊这个“金属兄弟”之间的“情感纠葛”。

低合金高强度钢，这个名字听起来就很高大上，对吧？它其实就是一种既强大又轻便的钢材，适合用在桥梁、建筑、汽车等地方。

用一句话总结，这家伙就是在力量和重量之间找到平衡的小能手。

不过，跟它打交道的时候，可得小心翼翼，焊接可不是小儿科，得认真对待！焊接这事儿，听起来简单，实际上却是个技术活。

最常见的焊接方式就是气体保护焊，俗称MIG焊。

想象一下，你在炎炎夏日里，扇着扇子，喝着冷饮，突然一阵风吹来，简直爽到不行。

这就是气体保护焊给钢材的保护，它在焊接过程中用气体保护焊缝，防止氧化，就像给金属披上一层保护罩。

焊工哥们儿在那儿一动一动，噼啪作响，简直像是在舞动金属的乐章，火花四溅，气氛那叫一个热烈！但是哦，掌握这个技巧可不是一朝一夕的事儿，得多练习，才能让钢材和焊丝“亲密接触”，配合得天衣无缝。

还有一种焊接方式叫电弧焊，听着是不是很神秘？其实嘛，电弧焊就像电闪雷鸣，发出耀眼的光芒。

想象一下，闪电划过天空的瞬间，那种力量感，是不是很刺激？电弧焊就是用电流在金属表面形成高温的电弧，把钢材融化，然后再冷却成形。

操作起来，焊工要一边控制焊枪的角度，一边保持焊接速度，就像在玩一场紧张刺激的游戏，随时都得保持专注，不然可就得“吃亏”了！说到这里，可能有人会问，为什么低合金高强度钢要用这些方式焊接呢？嘿，别急，这可有讲究。

低合金高强度钢的特点就是强度高、韧性好，但如果焊接不当，容易出现裂纹或者变形。

这就像是你把一块好肉放到锅里，不小心火候掌握不好，结果变得又老又柴，真是让人心疼。

所以，焊接的时候，要控制好温度，合理安排焊接顺序，确保每一处都能“受宠若惊”。

说到焊接的顺序，咱们就不得不提到交叉焊接。

这就像是舞蹈中的“交叉步”，每一步都得精确无误。

焊工在焊接的时候，有时候需要交叉焊接，这样可以避免热应力集中，降低焊接变形的风险。

浅论低合金高强钢焊接工艺浅论低合金高强钢焊接工艺摘要：钢结构具有强度高、塑性好的特点，但钢结构截面小、板厚薄，变形问题突出。

本文从低合金高强钢的特征出发，浅论其焊接工艺，掌握焊接方法，防止焊接变形。

关键词：钢焊接工艺焊接变形方法一、低合金高强度钢低合金高强度钢是钢铁产品中最富有特色和最具有竞争力的钢种。

具有良好的可焊性、耐蚀性、耐磨性、成形性，通常以板、带、型、管等钢材形式直接供用户使用的结构钢称为低合金高强钢。

它是在普通碳素结构钢根底上，通过合金化提高强度，并改善使用性能而开展起来的工程结构用钢。

它的主要特点是含碳量低，晶粒细小，屈服强度高，塑性好，并具有优良的低温韧性、耐蚀性、耐磨性、冷加工性和焊接性。

因此低合金高强度钢广泛应用于建筑、桥梁、车辆、船舶、压力容器、海上采油平台、石油管线等各种工程结构中，取得了显著的经济效益和社会效益。

二、低合金高强钢焊接工艺低合金高强钢焊接所面临的问题一是防止裂纹。

二是在保证高强度要求的同时，提高焊缝金属及焊接热影响区的冲击韧性。

焊接热影响区有产生冷裂纹和韧性下降的倾向，对焊后不进行热处理的焊件，必须严格控制焊接区的扩散氢含量以及选择适宜的焊接方法和焊接工艺参数。

特别是随着焊接线能量的提高，传统低合金高强钢的焊接热影响区性能恶化，易产生焊接冷裂纹问题，给大型钢结构的制造带来困难。

低合金高强钢常用的焊接方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、混合气体保护焊等。

在确定焊接方法时，必须考虑母材的强度等级、使用性能、施工难易及经济性。

从生产实际出发，所选择的焊接方法必须保证焊接产品的质量优良可靠，生产率高，生产费用低。

能获得较好的经济效益。

比拟容易实现焊接过程的半自动或自动化。

通常，对于对强度等级较低的焊接件各种方法都可采用，对于批量大、焊缝尺寸长的焊接件，采用埋弧自动焊优于其他焊接方法。

低合金高强钢焊接时，选择和制定合理的焊接工艺及标准是十分重要的。

应严格限制焊接线能量，控制焊接热影响区冷却时间不能过长，防止在过低的冷却速度下粗晶区出现上贝氏体。

低合金高强钢焊接通用工艺(总10页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March工艺过程卡片产品代号零部组(整)件代号零部组(整)件名称工艺文件编号焊接通用工艺SK/GYT001材料名称及牌号毛坯中零件数每（）件毛重 kg每产品中零件数量毛坯形状尺寸毛坯数每( )件净重 kg本批零件生产总数工序编号工序名称内容设备刃、量、模、夹具1定位焊1) 定位焊焊丝采用60kg级焊丝。

2)定位焊缝焊角高6～8mm,定位焊缝的长度不小于最大厚度件的4倍,任何情况下不小于30mm。

3)作为正式焊缝的定位焊,应符合正式焊缝的尺寸要求。

4)待焊部位的定位焊缝,对于不开坡口的对接接头应尽可能低而平,对于坡口内的和角焊缝内的定位焊缝其高度应不超过深度或焊角高度的三分之二,间距200～300mm。

对于焊接结构的重要部位, 应适当增加定位焊的尺寸或缩小间距。

5) 60Kg以上的高强钢及组合厚度大于50mm时,需经预热定位焊,预热温度按正式焊接要求。

6)在焊缝交叉处不应有定位焊缝,定位焊离开交叉处位置要大于50mm。

编制批准阶段标记校对会签S P审核共 8 页第 2 页更改标记更改单号签名日期标检焊接通用工艺SK/GYT001材料名称及牌号毛坯中零件数每（）件毛重 kg每产品中零件数量毛坯形状尺寸毛坯数每( )件净重 kg本批零件生产总数工序编号工序名称内容设备刃、量、模、夹具7) 定位焊焊接电流采用大规范,定位焊焊缝起头、收尾处应圆滑,以免焊接时造成未焊透或裂纹。

定位焊缝产生裂纹时,应清除干净见金属光泽后,重新焊接。

8)定位焊时采用非顺序焊。

2焊前1) 焊接前母材的表面要进行喷丸处理至级。

准备(拼装前2) 焊前清理焊接坡口及焊道两侧20mm范围内油、油漆、水分、铁锈等污物,进行)露出基体金属光泽。

3焊接焊接采用混合气体保护焊接(MAG焊),保护气体为Ar80%+CO220%。

低合金高强结构钢焊接施工方案一、前期准备工作1.确定焊接材料：选择适合低合金高强度结构钢焊接的焊接材料，如焊条、焊丝等。

2.检查设备及工具：检查焊接设备、焊接机、电缆、电极夹等工具的完好性，确保正常使用。

二、焊接工艺选择1.根据焊接材料和焊接对象的具体情况，选择合适的焊接工艺，如手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等。

2.根据结构钢的厚度和类型，确定焊接电流、焊接电压、焊接速度等参数。

三、焊缝准备1.清理焊接接头表面：使用刷子、砂轮等工具清理焊接接头表面的污垢、氧化层等，在保证焊接接头表面干净的同时，不损伤基材。

2.对焊接接头进行坡口处理：根据焊缝的类型和结构要求，采用机械加工或火焰切割等方式进行坡口加工，并检查坡口的几何形状和尺寸是否符合要求。

四、焊接工艺操作1.采用预热焊接工艺：对于较厚的低合金高强度结构钢，可以采用预热焊接工艺，提高焊接接头的质量和焊缝的强度。

2.控制焊接电流和电压：根据焊接工艺选择的参数，精确、稳定地控制焊接电流和电压，确保焊接质量。

3.控制焊接速度：坚持稳定的焊接速度，保证焊接质量和焊缝的强度。

4.控制焊接温度：焊接过程中，控制焊接接头的温度，避免过热或过冷造成焊接缺陷。

五、焊后处理1.清理焊缝表面：使用钳子等工具将焊渣和飞溅物清理干净，确保焊缝表面光滑，无杂质。

2.进行射线检测：对焊接接头进行X射线、超声波等无损检测，检查焊接质量，确保无焊接缺陷。

3.进行力学性能测试：对焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击等力学性能测试，验证焊接接头的强度和韧性。

4.进行外观检验：对焊接接头进行外观检验，检查焊缝的外观质量。

六、安全注意事项1.确保工作地点的通风良好，避免焊接过程中产生有毒气体的积累。

2.使用个人防护装备，如焊帽、焊衣、焊手套等，保证焊工的人身安全。

3.确保焊接设备和电源的接地良好，防止电流漏电及触电事故的发生。

4.训练焊工掌握正确的焊接技巧和操作规程，避免人为失误带来的安全隐患。

工程机械中的低合金高强钢焊接技术【摘要】随着现代科技的快速发展，以及产品对机动性、灵活性、快速反应性等要求的不断提高，产品中高承载、轻质量焊接结构件的综合性能要求也越来越高。

基于这种性能要求，高强度承载结构越来越广泛地选用高强钢作为主要材料，同时对焊接接头的质量提出了更高要求。

本文就高强钢焊接技术方法进行了分析。

【关键词】工程机械；低合金高强钢；焊接技术1、低合金高强钢的焊接材料选择工程机械广泛使用低合金高强钢，最大的益处在于其焊接结构具备很高的强度，同时减轻了自重。

为了最大限度地减轻自重，一般焊缝按等强度设计，因此，工程机械焊接低合金高强钢时，焊接材料可以按如下原则选择。

总的原则是根据产品对焊缝金属的性能要求选用焊接材料。

焊接高强钢时，一般焊缝设计力学指标以工作要求为主，不低于母材力学指标的保证值，再留有适当的裕量；但必须综合考虑韧性、塑性和强度，有时为了提高焊缝的塑性可适当降低焊缝的设计强度指标。

若焊缝金属强度过高，将导致焊缝韧度、塑性、抗裂性下降，从而降低焊接结构的使用安全性。

实践证明，低强匹配的焊缝往往能提高焊缝的韧性和抗裂敏感性，提高焊接结构的疲劳寿命。

对对接焊缝而言，推荐选用等强度焊接材料；而对角焊缝而言，推荐选用低强度焊接材料。

实际生产中，应在确保焊接质量的前提下，选用高效率、低成本的焊接材料。

国内生产高强钢（如HG60、HG70、HG785）厂家一般不推荐相应的匹配焊接材料，市场上较多的推荐进口焊接材料（目前，国产化焊接材料用量有所提高，如正在批量使用的有HS-70、JS-70，效果均较好），但成本较高。

2、低合金高强钢的焊接方法选择低合金高强钢焊接的关键在于如何保证焊接构件的焊接质量，并获得适当的强度和良好的韧性。

因此，在低合金高强钢焊接时，必须避免焊接裂纹的产生和在保证满足其高强度的同时，提高焊缝金属及焊接热影响区（HAZ）冲击韧度。

为了尽可能避免裂纹的产生和尽量提高生产效率，高强钢焊接一般宜采用热输入较小的熔化极气体保护焊（活性气体保护焊或惰性气体保护焊），并提高施焊的自动或半自动化程度。