调质钢焊接课件.ppt

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1、上一级过热区脆化HAZ软化裂纹一、焊接性分析含碳量很低，而且对硫、磷等杂质控制严格，因而有良好的焊接性1.裂纹（1）热裂纹A、结晶裂纹：C低、Mn高，S、P控制严，Mn/S高，敏感性小B、HAZ液化裂纹：在高Ni、低Mn的低合金高强钢中出现，其产生与Mn/S有关，C高，要求Mn/S高；线能量越大，过热区晶粒粗大，晶界熔化严重，晶界面积减少，容易形成液态薄膜，液化裂纹敏感性增大熔池凹度越大，敏感性大预防液化裂纹措施：（1）Ni高时，控制C、S含量，提高Mn/S比；（2）小q；（3）控制熔池形状，减小凹度。（2）冷裂纹含碳低，合金元素多，得到低碳M或B，在Ms附近

2、冷速低，Ms较高，M能进行“自回火”，可避免产生冷裂纹。低碳调质钢对扩散氢[H]比较敏感，当[H]控制不严时，冷裂纹敏感性还是相当高自回火：碳原子通过扩散沿晶体缺陷偏聚而使M强化的现象（3）再热裂纹Mo—V钢，特别是Cr—Mo—V钢对再热裂纹的敏感性最高Mo—B钢、Cr-Mo钢也有一定的敏感性低碳调质钢中合金元素，提高再热裂纹敏感性作用最大的是V、其次是Mo，Cr影响与含量有关，当wCr<1%，随其含量增加，再热裂纹敏感性增加，当wCr>1%，随其含量增加，再热裂纹敏感性降低。（4）层状撕裂低碳调质钢对杂质控制严格，抗层状撕裂能力较好2.过热区脆化原因:冷速较低时，

3、F首先析出后剩余的奥氏体富碳，这部分高碳A在继续冷却时将转变为高碳的M或B。这种由F、高碳M和高碳B组成的混合组织使过热区严重脆化。预防：提高冷却速度，避免或尽可能减少先共析F的析出但过分提高冷速也会使塑性降低或产生冷裂纹但也不是冷速越高越好，过分提高冷速可能使塑性下降并导致冷裂纹产生，对强度级别高的钢都存在一个韧性最佳的冷却时间t8/5，此时对应的组织为M+B下（10-30%）；低合金调质钢当含Ni较高时，形成的高Ni马氏体（甚至上B）都有很高的韧性，因此，增加钢中的含Ni量能改善近缝区的韧性母材的强度越高，软化越显著调质处理的回火温度越低，软化区越宽焊接热源越不

4、集中，软化区越宽焊接E越大、预热温度过高，软化加重3.HAZ软化软化：热影响区的强度低于母材焊前强度的现象。软化部位：加热温度为t回—Ac1之间的区域低碳调质钢中由于含有较多固C、N的元素，一般不出现热应变脆化。30CrMnSi调质钢焊接热影响区的强度分布a）焊条电弧焊b）气焊1、主要依据A、M转变速度不能太快，以便M能进行“自回火”；B、t8/5之间的冷却速度大于产生脆性组织的临界速度。2、接头与坡口形式设计为降低焊接应力，可采用双V形或双U形坡口。对强度较高的低碳调质钢无论用何种形式的接头或坡口，都必须要求焊缝与母材交界处平滑过渡。切割：切割边缘的硬化层，要通过

5、加热或机械加工消除。板厚<100mm时，切割前不需预热；板厚≥100mm，应进行100～150℃预热。强度等级较高的钢，最好用机械切割或等离子弧切割。二、低碳调质钢焊接工艺3、焊接方法为使调质状态的钢焊后的软化降到最低程度，应采用热源比较集中的焊接方法。（1）σs≤980MPa的钢，可用焊条电弧焊、埋弧焊、钨极或熔化极气体保护焊等方法焊接；（2）686MPa≤σs≤980MPa的钢最好用熔化极气体保护焊；（3）σs≥980Mpa的钢（如10Ni-Cr-Mo-Co等），则必须采用钨极氩弧焊或电子束焊等方法。采用大焊接热输入的焊接方法（如多丝埋弧焊或电渣焊）时，焊后必须

6、进行调质处理。4、焊接材料一般采用等强原则，在接头拘束度很大时，为了防止冷裂纹，可选用强度略低的填充金属，焊前须严格烘干焊材。（具体见表3-19）5、焊接线能量E矛盾：M转变时冷却速度v小t8/5之间的冷却速度v大为了防止热影响区脆化和产生冷裂纹，所选线能量应保证冷却速度在最佳范围内。实际生产：首先通过试验确定所焊钢材保证韧性的最大线能量，然后根据用此线能量焊接时的冷裂倾向确定是否需要预热。尽量采用多层多道焊。6、预热目的主要是防止冷裂，预热温度不宜过高，一般不超过200℃，预热温度过高，高温冷却速度小易产生脆性组织；条件允许，采用低温预热+后热或不预热只后热7、焊

7、后热处理一般不进行焊后热处理，原因：A、有些钢种对消除应力裂纹比较敏感B、退火冷速低降低韧性下列情况之一者可进行消除应力退火处理：A、钢材在焊后或冷变形加工后，韧性达不到要求。B、焊后需进行高精度加工，结构要求保持尺寸稳定。C、钢材对应力腐蚀敏感。工作介质又有导致应力腐蚀开裂的可能。为保证退火后强度和韧性，消除应力处理的温度应低于母材焊前回火温度30℃左右WCF62钢焊接生产：940℃水淬十630℃回火。为了保证母材性能在制造过程中不下降，不允许采用热弯、热卷成形，矫正的加热温度不得超过焊前回火温度。焊接方法：一般用焊条电弧焊、CO2或Ar+20％CO2气体保护