焊接技术培训-高强钢和特殊钢材的焊接.ppt

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1、焊接技术培训质量部焊接室COSCONANTONGSHIPYARDCO.,LTD.南通中远船务工程有限公司之高强钢和特殊钢材的焊接质量部焊接室标准中钢材的分类船用低合金高强钢和超高强度钢低合金高强钢容易产的的焊接缺陷低合金高强钢焊接注意事项高强钢的焊接培训内容：常用钢材在DNV标准中的分类DNV-OS-C401中阐述了这些材料的焊接工艺评定规则常用钢材在AWS标准中的分类AWS中的常用钢材表列较多。按照表3.1，材料被分成ⅠⅡⅢⅣ共4组，材料的屈服强度级别依次递增。如果一定要与DNV对应的话，大致可以这样比较：Ⅰ－NS，Ⅱ－HS，ⅢⅣ－EHS。表

2、3.1中包括了美国材料与试验协会（ASTM）、美国石油工程协会（API）和美国船检局（ABS）的材料。表4.9（是表3.1的补充）中是ASTM中超高强钢材。其他标准API2Y,2H,2W,API5LX52,ASTMA131/ABS标准的A～F级的屈服强度在315（A32）以上的船板,16Mn,Q345等，均为普通低合金高强度C-Mn钢。船用高强钢的分类力学性能先来学习一下常用几种标准中高强钢的分类高强钢材在ABS标准中的分类及力学性能超高强钢材在ABS标准中的分类及力学性能DNV中低合金高强钢船用钢材的分类和力学性能DNV中低合金超高强钢船用

3、钢材的分类和力学性能高强钢的焊接公司现用的超高强钢有D420、E420、690、EQ43、EQ56、A514Gr.Q等。这些材料焊接过程中，相对来说容易出问题。下面我们来进一步来接这些材料的焊接性。2.1低合金高强钢的焊接性强度级别较低的普通强度钢(屈服强度235-270MPa)，由于钢中合金元素含量较少，其焊接性良好，接近于低碳钢。随着钢中合金元素的增加，强度级别提高(屈服强度≥315MPa)，钢的焊接性也逐渐变差，出现的主要问题是：⑴热影响区的淬硬倾向⑵冷裂纹⑶热裂纹⑷粗晶区脆化2.1低合金高强钢的焊接性⑴热影响区的淬硬倾向含碳量较少、强度

4、级别较低的钢种，如A27钢等，淬硬倾向很小。随着强度级别的提高，淬硬倾向也开始加大，如16Mn、A36以上钢焊接时，快速度冷却会导致在热影响区出现马氏体组织。2.1低合金高强钢的焊接性⑵冷裂纹低合金高强钢焊接时，热影响区的冷裂纹倾向加大，并且这种冷裂纹往往具有延迟的性质，危害性很大。例如，某公司材料为EH36钢，壁厚88.9mm的一导管架钢桩结构，由于预热温度不够，焊后在热影响区形成大量冷裂纹。低合金高强钢的定位焊缝很容易开裂，其原因是由于焊缝尺寸小、长度短、冷却速度快，这种开裂属于冷裂纹性质。2.1低合金高强钢的焊接性⑶热裂纹一般情况下，屈服

5、强度等级为315～400MPa的热轧、正火钢，热裂倾向较小，但在厚壁板材的高稀释率焊道（如根部焊道或靠近坡口边缘的多层埋弧焊焊道）中也会出现热裂纹。电渣焊时，若母材的含碳量偏高并含镍时，电渣焊缝中可能会出现呈八字形分布的热裂纹。屈服强度等级为420～690MPa的中碳调质钢，焊接时热裂的敏感性较大。因此，海工标准中对此类钢焊接时的线能量要求更严格。如EQ56,EQ-70,A514Gr.Q,P460NL1,EH42,NVE420~NVE690等。2.1低合金高强钢的焊接性⑷粗晶区脆化热影响区中被加热至1100℃以上的粗晶区，当焊接线能量过大时，粗

6、晶区的晶粒将迅速长大或出现魏氏组织而使韧性下降，出现脆化段。2.2低合金高强钢焊接时的主要工艺措施预防冷裂纹的主要措施这里主要从减少淬硬组织、减少扩散氢含量、减少残余应力三方面来讲施工上预防冷裂纹的措施：（1）焊前预热（2）选择合适的线能量（3）后热和焊后热处理（4）焊材的发放、使用和存储2.2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

7、以及环境温度等决定。2.2低合金高强钢焊接时的主要工艺措施⑵焊接线能量的选择含碳低的热轧钢焊接时，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A~F32到A~F40钢的焊接线能量应控制在35kJ/cm以下。2.2低合金高强钢焊接时的主要工艺措施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200～250℃范围内，并保温一段时间(2h左右)，使接头中的氢扩散逸出，防止延迟裂纹产生。对于厚板及应力复杂区域的高强

8、钢板，焊后应采取后热工艺措施或覆上足够厚的保温棉（毡）进行缓冷。2.2低合金高强钢焊接时的主要工艺措施⑶后热及焊后热处理对于厚板、高刚性的焊接结构以及