低合金高强度钢的焊接工艺
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一、引言12Cr1MoVG钢是一种常用的低合金钢,常用于高温高压下的工程结构和设备。
对于12Cr1MoVG钢的焊接工艺规程,不仅关系到焊接质量,还关系到设备的安全以及工程效益。
制定科学合理的焊接工艺规程对于保证焊接质量和设备安全具有重要意义。
二、材料特性12Cr1MoVG钢的化学成分要求严格,主要包括碳素含量、硅含量、锰含量、磷含量、硫含量、铬含量、钼含量、钒含量等。
另外,12Cr1MoVG钢的力学性能、金相组织、显微组织等也对焊接工艺产生一定影响。
三、焊接工艺准备1. 确定焊接方法根据12Cr1MoVG钢的特性和具体焊接对象的要求,确定适合的焊接方法,包括手工焊、埋弧焊、气保焊等。
2. 选择焊接材料选择符合12Cr1MoVG钢化学成分和力学性能要求的焊接材料,确保焊接接头的质量。
3. 准备焊接设备保证焊接设备的正常运转,并检查焊接设备的绝缘状态,以免引起事故。
四、焊接工艺参数确定1. 确定预热温度和焊接温度根据12Cr1MoVG钢的热处理要求和焊接对象的要求,确定合适的预热温度和焊接温度,以保证焊接接头的质量。
2. 确定焊接电流和焊接速度根据焊接材料的种类和规格,确定合适的焊接电流和焊接速度,以保证焊接接头的牢固度和质量。
3. 确定焊接工艺结合实际工程需求和12Cr1MoVG钢的特性,确定合适的焊接工艺,包括焊接方式、层间温度控制、焊接速度、焊接序列等。
五、焊接工艺实施1. 清洁焊接表面在进行焊接之前,要对焊接表面进行清洁处理,以保证焊接接头的质量。
2. 严格控制焊接工艺参数在焊接过程中,要严格控制焊接工艺参数,及时调整焊接设备,保证焊接接头的牢固度和质量。
3. 进行焊接质量检测在焊接完成后,要及时对焊接接头进行质量检测,包括外观检测、牢固度检测、尺寸检测等。
六、焊接工艺验收根据12Cr1MoVG钢的焊接工艺规程要求,进行焊接接头的验收,确保焊接质量和设备安全。
七、总结通过对12Cr1MoVG钢的焊接工艺规程的制定和实施,可以保证焊接接头的质量和设备的安全,提高工程效益,并为后续工作提供可靠的技术支持。
浅析Q690D的焊接工艺隨着Q690钢材应用范围的增广,对其焊接技术的要求也越来越高,本文通过对一组焊接工艺的评定及产品焊接,探讨了Q690D的焊接工艺参数及焊接控制过程,以期为工程焊接应用提供参考。
标签:Q690;层间控制;裂纹;退火1简介随着大型机械设备的发展,传统钢材已不能满足大型承重设备的设计要求,此外受使用空间有限,对材料强度提出了更高要求。
低合金高强度钢也由Q345发展到Q420、Q460、…,再到Q690钢材。
但随着低合金钢的强度加大,碳当量加大,钢材淬硬倾向大,焊后冷却过程中,脆性加大,容易产生裂纹。
所以对焊接技术要求越来越高。
对于Q690钢材来说,按照GB1591-2008低合金高强度结构钢标准,Q690的碳当量≤0.49,其焊接性能相对Q345、Q460等要差很多,产生裂纹倾向更大。
为了很好的焊接此材料,本文做了一组板厚30、Q690D的对接焊接工艺,以此来评定所选焊接工艺的适宜性。
2Q690材质性能及焊接工艺评定试验所选用钢材化学性能见表1,机械性能见表2[1]。
焊接采用半自动气体保护焊,所用焊接设备为KR500 II型气保焊机。
保护气体为了更好提高电弧稳定性,改善焊缝成形,提高焊接质量,选用80%Ar+20%CO2混合气体。
焊丝选用了ER76-G(CHW-80C,φ1.2)焊丝。
其焊丝化学及机械性见表3、表4[2]。
焊接试板坡口组对尺寸及焊接顺序见图1,焊接时电流200-280A,电压28-32,走行速度300-500mm/min。
焊前用烤枪火焰加热方法预热到150度。
焊前预热能很好的减缓焊后的冷却速度,有利于金属焊缝中扩散氢的逸出,避免产生氢致裂纹,同时也能减少焊缝及热影响区的淬硬程度,提高焊接接头的抗裂性,还能降低焊接内应力,降低焊接接头的拘束度,从而也减少焊接冷裂纹的产生[3]。
焊接时还要控制层间温度120-200℃。
因焊接试板的焊道比较短(500mm),焊完一道焊缝后测温在层温范围内连续焊接下一道,如温度低,先加热到层温控制范围再焊接,如温度高,用石棉布覆盖缓冷到层温控制范围再焊接。
Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析蔺云峰(山西焦煤霍煤电集团机电总厂,山西霍州,031412)摘要:介绍了Q460低合金结构钢的主要成分、力学性能,给出了焊接Q460低合金高强度钢的焊接应选用的焊接材料和焊接设备,对焊接过程中存在的主要问题提出了解决的办法。
关键词:Q460;焊接工艺;焊接性能液压支架的作用是有效地支撑工作面的顶板,隔离采空区,防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
它与采煤机和输送机配套使用,实现采煤综合机械化。
其使用寿命取决于本身结构的质量。
由于支架结构件工作环境恶劣,使用过程中承受动、静载荷,存在应力腐蚀现象等。
为了保证支架结构件在使用过程中动作可靠,支架尺寸稳定性的要求,以及预防焊接过程中产生冷裂纹、热裂纹及气孔现象,我公司液压支架结构件大多采用Q460低合金高强度钢。
经过反复试验,我们完善了Q460低合金高强度钢的焊接工艺。
1.Q460低合金结构钢主要成分及力学性能(1)Q460低合金高强度钢是在16Mn钢的基础上加入Cr,Ni,V,Ti等合金元素炼制而成。
钒和钛的加入,能使钢材强度增高,同时又能细化晶粒,减少钢材的过热倾向。
Q460低合金高强度结构钢的力学性能见表1,Q460低合金高强度结构钢的成分见表2。
(2)焊接性分析。
低合金钢焊接具有热裂纹、冷裂纹、淬硬倾向及氢致裂纹敏感性强等主要特点。
碳当量是判断焊接性最简便的方法之一。
碳当量是指把钢中合金元素(包括碳的含量)按其作用换算成碳的相当含量。
随着碳当量的增加,钢的塑性急剧下降,并且在高应力的作用下,产生焊接裂纹的倾向也大为增加,焊接时有明显的淬硬倾向。
因此焊接时,需较小的热输入。
同时,氢致裂纹是低合金结构钢焊接接头最危险的缺陷,所以需要采取适当预热,控制线能量等工艺措施。
表1 Q460低合金高强度结构钢的力学性能牌号屈服强度σs/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率δ5/%Q460 460 550~720 17表2 Q460低合金高强度结构钢的成分(%)w(C)w(Si)w(Mn)w(S)w(P)5w(Cr)w(Ni)w(Ti)w(Nb)≤0.2 ≤0.55 1.0~1.7 ≤0.035 ≤0.03 ≤0.7 ≤0.7 0.02~0.2 0.015~0.06 2.焊接材料及焊接设备的选用(1)结合性能与使用性能是选用焊材的决定因素。
27simn焊接工艺27SiMn焊接工艺关键词: 27SiMn, 焊接工艺简介:27SiMn是一种低合金高强度结构钢,常用于制造重载结构部件,如桥梁、建筑支撑等。
为了确保27SiMn焊接接头的质量和性能,合适的焊接工艺非常重要。
本文将深入探讨27SiMn焊接工艺的多个方面,帮助读者更好地理解和应用。
第一部分: 27SiMn焊接工艺概述1.1 27SiMn钢的特性及应用范围1.2 为何选择合适的焊接工艺1.3 27SiMn焊接工艺的分类和常用方法第二部分: 27SiMn焊接前的准备工作2.1 材料预处理2.2 清理和除去焊接区域的污染物2.3 选择合适的焊接材料和电极第三部分: 27SiMn常用的焊接工艺3.1 电弧焊接3.1.1 氩弧焊3.1.2 氩弧-钨极气体保护焊3.1.3 氩弧-金属极气体保护焊3.2 电阻焊接3.3 线能焊接3.4 电弧-电阻混合焊接第四部分: 27SiMn焊接工艺参数的选择和优化4.1 焊接电流和电压的选择4.2 焊接速度的控制4.3 气体保护的选择及控制4.4 预热和后热处理的重要性第五部分: 27SiMn焊接接头的评估与质量保证5.1 检测与评估焊接接头的质量5.2 焊接缺陷的分析和处理5.3 焊缝性能测试和评估总结:综上所述,27SiMn焊接工艺的选择和优化对焊接接头的质量和性能至关重要。
合适的焊接工艺应综合考虑材料特性、接头设计和所需性能。
通过选择合适的焊接方法、参数和进行必要的检测与评估,可以确保27SiMn焊接接头的质量和安全性。
然而,需要注意的是,实际应用中可能会遇到不同的焊接条件和要求,因此,操作人员应根据具体情况做出适当的调整和判断。
对于27SiMn钢的总结与观点:27SiMn作为一种低合金高强度结构钢,具有较高的屈服强度和抗拉强度,因此在重载结构中得到了广泛应用。
它具有优越的焊接性能,可通过多种焊接工艺实现高质量的焊接接头。
然而,在实际应用中,27SiMn焊接接头的质量与安全性仍然需要严格控制和评估。
14cr1mor 焊接工艺14CR1MoR是一种常用的焊接工艺,适用于高温高压工况下的焊接。
下面将从该焊接工艺的特点、应用领域以及焊接参数等方面进行详细介绍。
14CR1MoR焊接工艺具有以下特点:1.高强度:14CR1MoR钢是一种低合金高强度钢,焊接后可以保持较高的强度和耐久性。
2.良好的韧性:焊接后的14CR1MoR钢具有良好的韧性和抗冲击性能,能够适应复杂的工作环境。
3.良好的耐热性:该焊接工艺适用于高温高压环境下的焊接,能够保持较好的耐热性能。
4.适应性强:14CR1MoR焊接工艺适用于各种焊接材料和焊接方法,具有较高的适应性。
接下来,我们来了解一下14CR1MoR焊接工艺的应用领域:1.石油化工:14CR1MoR钢焊接工艺广泛应用于石油化工设备、管道和容器的制造,如石油炼油装置、催化裂化装置、压力容器等。
2.电力行业:14CR1MoR焊接工艺适用于电力行业的锅炉、汽轮机和热交换器等设备的制造和维修。
3.船舶制造:14CR1MoR焊接工艺在船舶制造领域被广泛应用,用于制造船体结构、船舶锅炉和压力容器等。
4.核电工业:14CR1MoR焊接工艺适用于核电工业中的核反应堆压力容器、核电站管道和设备的制造。
除了应用领域外,我们还需要了解14CR1MoR焊接工艺的一些重要参数:1.焊接电流:根据焊接材料和工件的厚度确定合适的焊接电流,过高或过低的焊接电流都会对焊接质量产生不良影响。
2.焊接速度:焊接速度的选择应根据焊缝的要求和焊接材料的特性来确定,过快或过慢的焊接速度都会影响焊接质量。
3.焊接温度:14CR1MoR焊接工艺要求焊接温度控制在合适的范围内,过高的焊接温度会导致材料熔化不均匀,过低的焊接温度则会影响焊缝的强度。
4.焊接气体:根据不同的焊接材料和焊接方法选择合适的保护气体,以保证焊接过程中焊缝的质量。
总结起来,14CR1MoR焊接工艺具有高强度、良好的韧性和耐热性等特点,广泛应用于石油化工、电力、船舶制造和核电工业等领域。
低碳低合金焊高强度钢(调制钢)焊接简要工艺方案1范围本焊接工艺方案规定了XXXXX您司钢制结构件生产现场组装及焊接的基本规则和要求;本焊接工艺方案适用丁XXXXX松司碳素结构钢、普通低合金结构钢、低合金调质钢的焊接;本通用焊接工艺方案适用丁XXXXX松司各产品零部件的焊条电弧焊、气体保护焊、氯弧焊。
2引用标准下歹0方案所包含的条文,通过在本标准中的引用而构成为本标准的条文。
本标准发布时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准的最新版本的可能性。
JB-T 9186 二氧化碳气体保护焊工艺规程GB/T324 焊接符号的表示方法GB/T 324 焊缝符号表示法GB/T 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB/T 8110 碳钢、低合金钢气体保护焊焊丝GB9448 焊接与切割安全3基本要求3.1对操作者的要求3.1.1焊工必须经过焊接理论学习和实作培训,经考核合格取得相应证书后方可上岗从事相应的焊接工作。
严禁实习生对产品进行焊接操作。
3.1.2操作者应按照工艺文件的要求进行操作,同时操作者应熟知自己所施焊的工件材料、焊接材料及焊接规范。
32对焊接设备及附属装置的要求—3.2.1对焊机及附届设备进行日常检查,应确保电路、水路、气路及机械装置的正常运行。
3.2.2对焊接机要求:1、逆变全数字式焊机2、拥有稳定可靠的焊接性3、焊接条件调节范围宽广、高速焊接性优良、飞溅发生量少4、拥有焊接参数存储功能(推荐OTCCPVM-500/XDS-500 焊机)3.2.3焊接设备仪表装置应准确可靠,应定期进行检修及维护;当设备出现异常时应立即停机,禁止使用,同时通知设备维修人员进行维修。
3.2.4对保温桶的使用要求:烘干后的低氢碱性焊条须放置在保温桶中,随取随用;取出焊条后,应将保温桶盖盖好,并通电保温。
3.3对焊接材料及原材料的要求3.3.1焊接材料包括焊条、焊丝和保护气体。
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。
浅析40Cr与Q345钢材间的焊接工艺40Cr與Q345的焊接日益增多,本文列举了几种焊接方法来解决40Cr与Q345焊接中易出现裂纹现象,探讨几种焊接方法的优缺点,以期为焊接应用提供参考。
标签:40Cr;Q345;焊接;预热;裂纹;缓冷1简介随着焊接技术水平的不断提高,很多以前不采用焊接结构的部件选用了焊接结构,以使其达到提高效率、节约成本的目的。
目前机械产品中销轴类为了节省材料及加工量,通常也采用两种材料焊接成型的方式来代替单一材料进行加工,由于40Cr的焊接性能差,因此两种材料间的焊接也比较困难,因此所采用的焊接工艺尤为重要,否则及易产生焊接裂纹。
本文对40Cr材质与Q345材质间的焊接问题进行探讨,以期降低焊接裂缝产生的概率。
2 40Cr与Q345的化学成分及机械性能两种材料的化学成分及机械性能。
40Cr的化学成分及机械性能见表1、表2;Q345的化学成分及机械性能见表3、表4。
40Cr为中碳钢,碳含量较高,同时含有较多的合金元素以保证钢的淬透性,这就造成了其焊接热影响区极易产生硬脆的马氏体,因此对氢致冷裂纹的敏感性很大,焊接时,为了防止氢致冷裂纹的产生,除了尽量采用低氢或超低氢材料和焊接工艺外,通常应采用焊前预热和焊后及时热处理。
又由于其碳及合金元素含量高,焊接熔池凝固时,固液温度区间大,结晶偏析倾向大,因而焊接时具有较大的热裂纹倾向,为了防止产生热裂纹,要求采用低碳、低硫、磷的焊接材料。
Q345为低合金高强度钢,碳含量控制在0.2%以下,其具有良好的焊接性能。
但由于为了保证其具有优良的综合力学性能,添加了适量的合金元素,如果焊接过程中工艺不当,也存在着焊接热影响区脆化、热应变脆化及产生焊接裂纹(氢致裂纹、热裂纹、再热裂纹、层状撕裂)的危险[1]。
3 40Cr与Q345间采用过的焊接方法40Cr与Q345间的焊接按照低强匹配的原则,可以选用焊接Q345的焊材[2]。
采用气保焊的焊接方式。
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承受焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、气电立焊、电渣焊等全部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构造、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,无论承受那种焊接工艺,都应实行低氢的工艺措施。
厚度大于 100mm 低合金高强度钢构造的环形和长直线焊缝,经常承受单丝或双丝载间隙埋弧焊。
当承受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、韧性到达产品的技术要求,同时还应当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承受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展烘干。
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)焊接热输入的把握焊接热输入的变化将转变焊接冷却速度,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把握焊接冷却速度。
因此为了确保焊缝金属的韧性,不宜承受过大的焊接热输入。
焊接操作上尽量不用横向摇摆和挑弧焊接,推举承受多层窄焊道焊接。
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异较大,焊接时钢材的状态各不一样,很难对焊接热输入作出统一的规定。
各种低合金高强度钢焊接时应依据其自身的焊接性特点,结合具体的构造形式及板厚,选择适宜的焊接热输入。
与正火或正火加回火钢及控轧控冷钢相比,热轧钢可以适应较大的焊接热输入。
含碳量较低的热轧钢〔09Mn2、09MnNb 等〕以及含碳量偏下限的16Mn 钢焊接时,焊接热输入没有严格的限制。
由于这些钢焊接热影响区的脆化及冷裂纹倾向较小。
但是,当焊接含碳量偏上限的 16Mn 钢时,为降低淬硬倾向,防止冷裂纹的产生,焊接热输入应偏大一些。
碳及合金元素含量较高、屈服强度为 490MPa 的正火钢,如 18MnMoNb 等。
选择热输入时既要考虑钢种的淬硬倾向,同时也要兼顾热影响区粗晶区的过热倾向。
一般为了确保热影响区的韧性,应选择较小的热输入,同时承受低氢焊接方法协作适当的预热或准时的焊后消氢处理来防止焊接冷裂纹的产生。
控冷控轧钢的含碳量和碳当量均较低,对氢致裂纹不敏感,为了防止焊接热影响区的软化,提高热影响区韧性,应承受较小的热输入焊接,使焊接冷却时间 t 把握在 10s 以内为佳。
8/54)预热及焊道间温度预热可以把握焊接冷却速度,削减或避开热影响区中淬硬马氏体的产生,降低热影响区硬度,同时预热还可以降低焊接应力,并有助于氢从焊接接头的逸出。
因此,预热是防止低合金高强度钢焊接氢致裂纹产生的有效措施。
但预热经常恶化劳动条件,使生产工艺简洁化,不合理的、过高的预热和焊道间温度还会损害焊接接头的性能。
因此,焊前是否需要预热及合理的预热温度,都需要认真考虑或通过试验确定。
预热温度确实定取决于钢材的成分〔碳当量〕、板厚、焊件构造外形和拘束度、环境温度以及所承受的焊接材料的含量等。
随着钢材碳当量、板厚、构造拘束度、焊接材料的含氢量的增加和环境温度的降低,焊前预热温度要相应提高。
对于厚板多道多层焊,为了促进焊接区氢的逸出,防止焊接过程中氢致裂纹的产生,应把握焊道间温度不低于预热温度和进展必要的中间消氢热处理。
5)焊接后热及焊后热处理1.焊接后热及消氢处理焊接后热是指焊接完毕或焊完一条焊缝后,将焊件或焊接区马上加热到150~250℃范围内,并保温一段时间;而消氢处理则是在 300~400℃加热温度范围内保温一段时间。
两种处理的目的都是加速焊接接头中氢的集中逸出,消氢处理效果比低温后热更好。
焊后准时后热及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一,特别是对于氢致裂纹敏感性较强的 14MnMoV、18MnMoNb 等钢厚板焊接接头,承受这一工艺不仅可以降低预热温度、减轻焊工劳动强度,而且还可以承受较低的焊接热输入使焊接接头获得良好的综合力学性能。
对于厚度超过 100mm 的厚壁压力容器及其它重要的产品构件,焊接过程中,应至少进展 2~3 次中间消氢处理,以防止因厚板多道多层焊氢的积聚而导致的氢致裂纹。
2.焊后热处理热轧、控轧控冷及正火钢一般焊后不进展热处理。
电渣焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大,焊后必需进展正火处理以细化晶粒。
某些焊成的部件在热校和热整形后也需要正火处理。
正火温度应把握在钢材Ac点以上 30~350℃,过高的正火温度会导致晶粒长大,保温时间按 1~2min/mm 计算。
厚壁受压部件经针火处理后产生较高的内应力,正火后应作回火处理。
3.消退应力处理厚壁高压容器、要求抗应力腐蚀的容器、以及要求尺寸稳定性的焊接构造,焊后需要进展消退应力处理。
此外,对于冷裂纹倾向大的高强钢,也要焊后准时进展消退应力处理。
消退应力热处理是最常用的松弛焊接剩余应力的方法,该方法是将焊件均匀加热到 Ac点以下某一温度,保温一段时间后,随炉冷到 300~1400℃,最终焊件在炉外空冷。
合理的消退应力热处理工艺可以起到消退内应力并改善接头的组织与性能的目的。
对于某些含 V、Nb 的低合金钢热影响区和焊缝金属,如焊后热处理的加热温度和保温时间选择不当,会因碳、氮化合物的析出产生消退应力脆化,降低接头韧性。
因此应恰当地选择加热制度和加热温度,避开焊件在敏感的温度区长时间加热。
另外消退应力热处理的加热温度不应超过母材原来的回火温度,以免损伤母材性能。
4.1 焊接材料的选择选择焊接材料的目的是使焊缝无缺陷和满足焊接接头的使用性能。
〔1〕选择相应强度级别的焊接材料〔2〕考虑熔合比和冷却速度的影响〔3〕必需考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响〔4〕满足焊缝对特别性能的要求4.2 焊接工艺参数确实定〔1〕E焊接线能量确实定主要打算于过热区的脆化和冷裂两个因素。
各类钢的脆化倾向和冷裂倾向不同,所以对线能量的要求也不同。
〔2〕预热焊接时进展预热的目的是防止裂纹和适当地改善焊接接头性能。
预热温度确实定较简洁,它与以下多种因素有关:①材料的成分②冷却速度③构造的拘束度④含氢量⑤焊后热处理〔3〕焊后热处理热扎正火钢一般焊后不需要热处理,但对于抗应力腐蚀的焊接构造、低温下使用的焊接构造及厚壁高压容器,焊后需要消退应力的高温回火。
原则:不要超过母材原来的回火温度,以免影响母材本身的性能;回火避开脆性温度区间。
2.1 对热裂纹的敏感性〔1〕含碳量都较低而含锰量都较高,所以它们的 Mn/S 比都能到达防止发生热裂纹的要求,具有较好的抗热裂性能。
〔2〕但当材料成分不合格,或因严峻偏析使局部碳、硫含量偏高时 Mn/S 比就可能低于要求而消灭热裂纹。
2.2 对冷裂纹的敏感性从材料本身看,淬硬组织是引起冷裂纹的打算因素。
焊接时是否形成对氢致裂纹敏感的组织是评定材料焊接性的一个重要指标。
不同成分钢材的冷裂纹敏感性,可以通过反映钢材焊接热影响区淬硬倾向的模拟焊接热影响区连续冷却转变〔SHCCT〕曲线来进展分析比较。
热轧钢:碳当量都比较低,除环境温度很低或钢板厚度很大,一般状况下其裂纹倾向都不大。
正火钢:碳当量不超过0.5%时,淬硬倾向比热轧钢大,但不算严峻,焊接性尚可,但对于厚板往往需要进展预热。
当碳当量大于0.5%时钢的淬硬倾向和冷裂倾向渐渐增加。
防止措施:严格把握线能量、预热和焊后热处理等。
2.3 再热裂纹〔1〕C-Mn 和Mn-Si 系热轧钢对再热裂纹不敏感,例如 16Mn;〔2〕正火钢中有一些含有强碳化物形成元素,但实践证明它对再热裂纹不敏感,例如 15MnVN;〔3〕正火+回火钢,如 18MnMoNb、14MnMoV 则有略微的再热裂纹敏感性,可提高预热温度和焊后马上后热来防止再热裂纹的产生。
2.4 层状撕裂层状撕裂的产生不受钢种和强度的限制,它主要发生于厚板构造中〔在热影响区或远离热影响区的母材中〕。
在低碳钢、热轧、正火钢中都可能发生层状撕裂。
一般板厚小于 16mm 时就不简洁发生层状撕裂。
一般认为 Z 向收缩率>20%,钢材就可以避开层状撕裂。
合理选用层状撕裂敏感性较低的钢材(如Z向钢),改善接头形式以及降低钢板Z向所承受应力应变,在满足产品使用要求前提下选用强度级别较低的焊接材料或预堆低强焊缝,承受预热及降氢等措施,都有利于防止层状撕裂。
3 焊接接头的脆化焊接热轧钢和正火钢时,存在过热区脆化问题,此外,在一些合金元素含量低的钢中,有时还会消灭热应变脆化问题。
〔1〕过热区的脆化①奥氏体严峻长大→魏氏体、粗大马氏体、混合组织、M-A 组元,②难熔质点的溶入。
①热轧钢焊接线能量过大:导致冷速过慢,过热区将因晶粒长大或消灭魏氏组织等而使韧性降低;焊接线能量过小:由于过热区组织中马氏体比例增大而使韧性降低,这在含碳量偏高时较明显。
②正火钢对含 V、Nb 的正火钢焊接时线能量过大:会导致过热区沉淀相固溶,这时V、Nb的碳、氮化合物细化晶粒、抑制奥氏体长大的作用大大减弱,过热区奥氏体晶粒显著长大,冷却过程中可能产生一系列不利的组织转变,如魏氏体、粗大的马氏体、塑性很低的混合组织〔铁素体、高碳马氏体和贝氏体〕和M-A组元,再加上过热区金属碳、氮固溶量的增加,导致过热区韧性降低和时效敏感性增加。
含钛正火钢(Ti 含量约 O.22%)线能量过大时:过热区的TiN、TiC都向奥氏体内溶入。
由于钛的集中力气低,在随后的冷却过程中,即使大线能量条件下也来不及析出而停留在铁素体中,显著提高了铁素体的显微硬度,降低了材料的冲击韧性。
预防措施:承受小线能量,抑制TiN、TiC向奥氏体内溶入,即便生成马氏体,也由于一局部TiC来不及溶入奥氏体而得到韧性较好的低碳马氏体。
〔2〕热应变脆化产生区域:焊接过程中,在热和应变同时作用,熔合区及 200-400℃区发生脆化。
产生缘由:一般认为这种脆化是由于碳、氮原子聚拢在位错四周,对位错造成钉扎作用所造成的。
发生材质:固溶氮含量较高的低碳钢和强度级别不高的低合金钢中。
如造船中常用的 16Mn、16MnC(热轧钢)就具有确定的热应变脆化倾向。