Q550D低合金高强钢焊接工艺研究.pdf

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1、WeldingTeehnologyVo1．43No．3Mar．20141一岂与新技术．21文章编号：1002～025X{2O14)03—0021—03Q550D低合金高强钢焊接工艺研究崔伟，柳江，邹旭，白晓科(1．灭津大桥焊材集团有限公司，灭津300300；2．青岛骏鹏石化设备制造有限公司，山东青岛266000)摘要：为了掌握Q550D钢的焊接性．通过斜Y坡口焊接裂纹试验来研究其冷裂纹敏感性，确定了采用THQ70一l焊丝，配用混合(Ar)85％+(C02)15％保护气体，最低预热温度为6O℃时，焊接Q5

2、50D铜可以得到无裂纹的焊接接头；通过试验不同的焊接热输入和不同道间温度对Q550D钢接头力学性能的影响．确定了焊接热输入控制在9．58～22．44kJ／cIll及道间温度控制在100～250℃之间时，可以得到力学性能优异的焊接接头、还分析了焊接热输入为l4．72kJ／cn1．道间温度为150℃时焊接接头的微观组织，结果未出现粗大的、对性能不利的组织．表明选用的焊接_i2艺参数合理关键词：Q550D低合金高强钢；焊接性；焊接工艺中图分类号：TG457．11文献标志码：B表1Q550D钢板化学成分(质量分

3、数)(％)0引言Q550D钢是屈服强度为550MPa级的低合金高表2Q550D钢板力学性雒强度钢．采用控冷控轧T艺生产．广泛应用于工程和Il!!j!!lJ!／J!l矿山机械为了掌握该钢的基本焊接性，合理优化焊：!I：!I!：!：：!!：!!l接T艺．使Q550D钢焊接接头性能满足工矿产品的使试验用1．2Him焊丝THQ70-1，(Ar)8(C02)用要求，笔者采用THQ70—1焊丝配合(Ar)85％+l5％保护气体．熔敷金属力学性能见表3。(CO，)15％保护气体，对30mm厚Q550D钢板进行表3焊缝

4、熔敷金属力学性能焊接试验．研究了其冷裂纹敏感性、焊接热影响区组织性能．提了Q550D钢焊接工艺参数及实际T程应用中应该注意的事项．为实际工程应用提供技术指导。2试验研究及分析1试验材料及性能2．1Q550D钢焊接性研究试验用钢板微观组织如图1所示，钢板化学成按照国际焊接学会(IIW)推荐的碳当量公式计分及力学性能见表l和表2。算．试验用Q550D钢的碳当量为0．406％，表明该钢淬硬倾向不大但是Q550D钢板化学成分中含有一定量的Cr，Mo等易淬硬元素。同时，因Q550D钢主要应用在矿山和T程机械．其构

5、件以中厚板为主，焊接接头普遍采用多层多道焊，角焊缝和接头打底焊冷却速度快．如果工艺不合理，很容易产生冷裂纹。因此．有必要对其焊接性进行试验研究，确定其冷裂纹敏感性图1QS50D钢板的显微组织笔者进行斜Y坡口焊接裂纹试验(又称小铁研试收稿日期：2013-08—30验)来研究Q550D钢焊接冷裂纹敏感性，为确定合理22．工艺与新技术．焊接技术第43卷第3期2014年3J的预热温度提供依据。试验条件见表4，分别进行了表7不同焊接热输入时的Q550D钢接头力学性能抗拉强度断裂位置侧弯1k／J(一40)室温不预热

6、(30cC)和预热60℃试验，结果见表5。‘

7、，MPaD=40[1ln1．a=180。焊缝【fI心热影响褒4小铁研试验条件767母材台格73．64，85(74)5l70．59(60Jl焊丝规格焊接电流电弧电压焊速气体流量749母材台格49，55，63(55)45．61．39(48)／fnn1／A／V／(cm·rain)／(L·rain)II．22602933202．2．2道间温度对接头力学性能的影响表5小铁研试验结果不同道间温度的焊接工艺参数见表8．接头力学编号预热温度／~C表面裂纹率(％)断面裂纹率(

8、％)1室温300l9．5性能试验结果见表9，2室温3001．23表8不同道间温度的焊接工艺参数36000编号焊接电流电弧电焊接速度热输人道问温度46000／A／V，(cn1-min)，(kJ·¨lr】)，℃l2703033l4．721O0由试验结果可看出．Q550D钢具有较好的焊接22703033I4．72250性．一般拘束条件下，采用THQ70—1焊丝焊接，预表9不同道间温度时Q550D钢焊接接头力学性能热温度为60℃时，即可得到无裂纹的焊接接头，但抗拉强度断裂位置侧弯An／J(．4O0c)R／MPa

9、D=40nlln．：l80。焊缝中心热影响区是考虑在实际生产中．焊接条件复杂和拘束情况更754母材合格33，54．74(53)35，4067(47)为恶劣的情况．推荐预热温度为100oC733母材合格62．59，34(51)4l，57．31(43)2．2Q550D钢焊接工艺性研究2．3焊接T艺试验及结果分析焊接热输入及道间温度的变化将会直接影响焊根据上述试验情况．进行Q550D钢焊接工艺试接热循环过程．由此将影响焊接接头力学性能带来验，预热