低合金高强度结构钢低温(-10℃～-25℃)焊接工法
低合金高强度结构钢低温（-10℃～
-25℃）焊接工法
低合金高强度结构钢是一类优质材料，广泛应用于汽车、铁路、船舶、桥梁等领域。然而，针对低温环境下（-10℃～-25℃）的焊接工艺仍然存在一些挑战，如焊缝冷脆、焊接接头低温韧性差等问题。本文将从焊接工法的角度，探讨低合金高强度结构钢在低温环境下焊接的问题及解决方法。
低温环境下焊接时，焊接接头的强度、韧性、冷脆性等性能需满足工程要求。低合金高强度结构钢材料中的合金元素间元素间存在显著的互作用，对焊接接头性能产生重要影响。为了提高焊接接头的低温韧性，应遵循以下几个原则：
一、选择合适的焊接材料焊接材料的选择对焊接接头的性能至关重要。应选用含有足够量的强化相的焊接材料，以提高焊接接头的韧性。同时，焊接材料的化学成分应与基材匹配，防止碳、氮等元素的沉淀导致接头冷脆。
二、控制焊接热输入热输入对焊接接头的韧性、冷脆性有重要影响。低温环境下，应控制焊接热输入，降低焊接温度。采用适当的焊接工艺参数，如焊接电流、电压、焊接速度等，可有效控制热输入。
三、预热与焊后热处理预热可改善焊接接头的低温韧性。在焊接前，通过适当的加热处理，使基材达到一定温度。焊后
热处理则能进一步消除残余应力，提高接头的韧性。预热温度和热处理温度应根据具体情况进行确定。
四、采用适当的焊接工法对于低温环境下的焊接，选择适当的焊接工法也是提高接头性能的关键。常用的焊接工法包括手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。其中，气体保护焊具有焊接速度快、热输入小的优点，可有效控制焊接接头的低温韧性。
五、严格控制焊接缺陷焊接缺陷是影响焊接接头性能的主要因素之一。应加强焊接工艺控制，确保焊接缺陷的控制在允许范围内。同时，焊接接头的无损检测也非常重要，可通过探伤、X射线检测等手段，及时发现并修复焊接缺陷。
总之，低合金高强度结构钢在低温环境下焊接需要综合考虑材料选择、焊接工艺参数、预热和热处理等因素，以提高焊接接头的低温韧性。通过合理的焊接工法及严格控制焊接缺陷，可确保低温环境下焊接接头的性能符合工程要求，提高结构钢的使用寿命和安全可靠性。
碳素钢和低合金结构钢的焊接
3.3.2 碳素钢和低合金结构钢的焊接 碳素钢焊接性的好坏，主要表现在产生裂纹和气孔的难易程度。钢的化学成分，特别是碳的质量分数，决定了钢材 的焊接性。 1.碳素钢的焊接 碳钢的焊接性随着钢中碳的质量分数的增大，焊接性逐渐变差。 1)低碳钢的焊接 (1)低碳钢的焊接特点 低碳钢在碳的质量分数<0.25%时，强度不高，塑性好，具有优良的焊接性，几乎能用各种工艺方法进行焊接，不需 要采用特殊工艺措施即可获得优质焊接接头。 低碳钢焊接通常不需要焊前预热，只是在环境温度较低或结构刚性过大时，才需考虑预热。 (2)低碳钢常用的焊接方法和焊接材料 ①手工电弧焊焊条的选择是根据低碳钢的强度等级选用相应强度等级的结构钢焊条，并考虑结构的工作条件选用酸性或碱性焊条。表3-3 常用低碳 埋弧焊焊接Q235，15，20，20g钢时，可采用H08A，H08MnA等焊丝和焊剂431或焊剂430。 ③CO2气体保护焊
CO2气体保护焊焊丝可采用H08MnSi，H08Mn2SiA或H08Mn2SiA等，而H08Mn2SiA 应用最广。 ④电渣焊 电渣焊焊丝为H10MnSiA，H10Mn2A，H10Mn2MoA等及焊剂360。 2)中碳钢的焊接 (1)中碳钢的焊接特点 中碳钢的碳的质量分数在0.25%～0.6%之间，其强度较高，但焊接性比低碳钢差，焊缝中易产生热裂纹，热影响区易 产生淬硬组织甚至产生冷裂。 (2)中碳钢的焊接工艺 焊接中碳钢常采用手工电弧焊和气焊，尽量选用抗裂性能好的低氢型焊条，如 J506，J606等。 特殊情况下可采用铬镍不锈钢焊条，但成本高。焊接时，应对焊件预热，以减慢焊接接头的冷却速度，达到降低淬 硬倾向和焊接应力的目的。 焊后也可进行调质热处理，改善接头性能，也可趁热(800～850℃)来锤击焊缝，减少应力结构，提高力学性能。 3)高碳钢 高碳钢的碳的质量分数大于0.6%时，其焊接性差，一般仅用手工电弧焊和气焊对其进行补焊。 为防止焊缝裂纹，应合理选用焊条，焊前应对工件进行退火处理。若采用结构钢焊条，则焊前必须预热(一般为250 ～350 ℃以上)，焊后注意缓冷并进行消除应力退火。 2．低合金结构钢的焊接
低温钢焊条
使用说明简明表 低温钢焊条牌号 说明： 低温钢指工作温度在-40℃~-253℃下工作的焊接结构专用钢材。低温钢一般以不同的使用温度分级可分为-40℃、-60℃、-70℃、-80℃、-90℃、-100℃、-196℃、-253℃。低温钢主要用于能源、石油、化工工业品生产、储存和运输各类液化气体及各种低温下工作的压力容器、管道设备。因此这类钢必须具有抗低温脆化能力的重要特性。 低温钢焊条选择： 1、一般低温钢使用条件在-45℃以上时，可选用高韧性低氢焊条。 2、使用条件在-60℃以下的低温钢一般选用含镍的低温钢焊条。 3、使用条件在-100℃左右的低温钢。通常使用含镍3.5%或更高含镍量并含一定量钼的低温钢焊条。 极低温（超低温）下使用的低温钢应选用奥氏体型不锈钢焊条。W607W707 W707Ni W807 W907Ni W107Ni 低温钢焊条简明表 牌号国家标准美国标准作用及用途 W607 E5015-G 用于-60℃低温钢结构,如13MnSi63、09MnNiNb、E63等焊接W607 用于-70℃低温钢结构,如09Mn2V、09MnTiCuRe等的焊接 W707Ni E5515-C1 E8015-C1 用于-70℃低温钢结构,如09Mn2V、06MnVA1和3.5Ni钢的焊接W807 E5515-G 用于-80℃低温钢结构如1.5Ni钢的焊接 W907Ni E5515-C2 E8015-C2 用于-90℃低温钢结构如3.5Ni钢的焊接 W107Ni 用于-100℃典型低温钢如3.5Ni钢的焊接
牌号:W607 国家标准:E5015-G 药皮类型:低氢型 焊接电源:DC+ 说明:W607是低氢钠型药皮的含Ni的低温钢焊条，直流反接，可全位置焊接。在-60℃时焊缝金属仍具有良好的冲击韧性。 作用与用途:用于-60℃低温钢结构,如13MnSi63、09MnNiNb、E63等焊接 熔敷金属化学成分（%） 熔敷金属力学性能 熔敷金属扩散氢含量:≤6.0ml/100g(甘油法) X射线探伤:Ⅰ级 参考电流 牌号:W707 药皮类型:低氢型 焊接电源:DC+ 说明:W707是低氢钠型药皮的低温钢焊条，直流反接，可全位置焊接。在-70℃时焊缝金属仍具有良好的冲击韧性。 作用与用途:用于-70℃低温钢结构,如09Mn2V、09MnTiCuRe等的焊接 熔敷金属化学成分（%） 熔敷金属力学性能 熔敷金属扩散氢含量:≤6.0ml/100g(甘油法)
低碳低合金焊高强度钢(调制钢)焊接简要工艺方案1
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OTC CPVM-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。原材料包括钢板、型钢和钢管等。 3.3.2对于产品焊接结构中初次选用的原材料及焊接材料应事先经过焊接工艺性综合评定，并出具检验评定报告（意见）；进厂时必须有产品质量合格证明书，并符合相应标准的规定, 且满足技
低温钢的焊接特点
低温钢焊接概述 低温钢的焊接特点： 1．铁素体型低温用钢 由于含碳量0.06%～0.02%范围内，碳当量不高（CE=0.27%～0.57%），所以淬硬倾向小，室温下焊接不易产生冷裂纹，工艺焊接性良好，板厚小于25mm时不需预热。板厚超过25mm 或接头刚性拘束较大或碳当量偏高时，应考虑预热，但预热温度不要过高，否则会使热影响区晶粒长大，并在晶界析出氧化物，所以焊接时应控制焊接线能量和层间温度。预热温度一般为100～150℃。此外板厚大于16mm，焊后往往要进行消除应力热处理，对于含有V、Ti、Nb、Cu和N等元素的钢种，在回火脆性敏感温度下加热时会析出脆性相，使低温韧性下降。因此要注意合理选择消除应力热处理制度。 2．低碳马氏体型低温钢 焊接性较一般高强度钢好。一般可不预热，厚度小于50mm的9Ni钢焊接结构，焊后可不进行消除应力处理。9Ni钢焊接时应注意以下四方面问题： （1）焊接材料的匹配如选用与9Ni化学成分相近的焊缝金属合金系统，焊缝金属的低温韧性会比母材低得多。目前，通常用镍基合金焊接材料焊接9Ni钢，所得焊缝组织为奥氏体，但强度较低，焊接时对热裂纹敏感性高，熔深较浅，控制不当易产生未焊透及熔合不良等缺陷。 （2）材料的膨胀系数大由于9Ni钢的膨胀系数较大，所以选择焊接材料时，应使焊缝与母材的膨胀系数相近，以免产生裂纹。 （3）直流焊接时的磁偏吹现象9Ni钢属强磁性材料，直流焊接时会产生磁偏吹现象。防止措施是避免接触磁场、退磁，检测残留磁场使其低于50奥斯特。也可选用适于交流焊接的镍基合金焊条，以便克服磁偏吹现象。 （4）对焊接热循环的敏感性9Ni钢极为优势的低温韧性是依靠控制化学成分，热处理制度和组织而获得的，凡热处理和焊接的热循环使组织发生不利的变化，均会使9Ni钢的热影响区韧性下降。故需控制焊接线能量和冷却速度。多数情况下应避免预热和控制层间温度。 3．奥氏体型低温钢属高合金钢，焊接性良好。焊接时应注意以下三方面的问题：（1）奥氏体钢的导热系数小，约为低碳钢的1／3，而膨胀系数比低碳钢高大约50%。因此，焊接时变形量大。可选择母材膨胀系数大致相近的焊接材料，以避免产生裂纹，特别是弧坑裂纹。焊接时电流要适当减小，防止因电阻系数过大而引起焊条（焊丝）发红，影响焊接质量。 （2）含铬、镍奥氏体型低温钢，由于存在着过热区，850－450℃之间的敏化区，650－850℃之间的σ相脆化区，焊接时应控制焊接线能量和冷却速度，以防止晶粒长大和出脆性相而导致焊接接头延性和韧性下降,同时，要防止晶界处形成碳化铬。降低抗晶间腐蚀性能。（3）无铬、镍奥氏体型低温钢，可采用与母材合金系统大致相同的焊条焊接。注意防止产生焊缝及熔合区的针状气孔。
低合金钢焊条
使用说明简明表 低合金结构钢焊 条 牌号 说明： 低合金结构钢焊条指抗拉强度级以上，用作结构焊接的低合金高强度钢焊条。 选用焊条通常根据钢材化学成分、力学性能、抗裂性能等方面的要求，同时对焊接结构形状、工作条件、受力情况等进行全面考虑，必要时采取一定的工艺措施，保证焊接质量。 1、一般根据钢材强度等级来选相应的焊条，同时考虑焊接结构尺寸、形状、坡口、工作条件、受力情况、综合分析选用需要的焊条和工艺措施。 2、对焊缝冷却速度快，使强度增高，焊缝易产生裂纹的情况，可选用比母材强度低一级的焊条。 3、遇厚板多层焊或焊后正火处理等情况，须防止焊缝强度过低现象出现。 4、对同一强度等级的酸性焊条或碱性焊条的选用，主要考虑工件结构形状、钢板厚度、工作条件等，一般要求塑性好、冲击韧性高、抗裂能力强，要选用碱性（低氢）焊条。 5、对于碳钢与低合金钢或低合金钢与低合金钢之间的异种钢焊接，一般选用与强度等级较低的钢材相对应的焊条。 6、对中碳钢的焊接，由于钢材含碳量较高，增大了焊接裂纹倾向，可选用低氢焊条。并采取预热和缓冷措施。 7、铸钢的焊接，铸钢含碳量很高，且厚度大，形状复杂，极易产生焊接裂纹，当铸钢中合金元素含 J506R J507R J506RH J507RH J507Ni J507FeNi J507NiTiB J507NiTiAl J555J556 J556RH J557 J606J606RH J607J607RH J707J707Ni J707RH J757 J757Ni J807 J857J857Cr J907Cr J107 J107Cr
量较多时更为突出，一般选用低氢焊条，一定采取预热和相应的工艺措施。 8、提供电焊条的电流范围，仅供参考。工件预热可比正常电流低5%~15%，采用直流时可比交流小10%左右，立焊和仰焊比平焊电流小10%~15%左右。 低合金结构钢焊条简 明表 牌号 国家标 准美国标 准 作用及用途 J506R E5016-G E7016-G 适用于低温高韧性材料的焊接，如采油平台、 船舶及高压容器等重要结构的焊接。 J507R E5015-G E7015-G 适用于压力容器的焊接，也可用于其他低合金 钢重要结构的焊接，如16Mn、16MnR等。 J506RH E5016-G E7016-G 适用于E36、DE36、A537等低合金钢的重要结 构焊接。如海洋平台、船舶、压力容器等。 J507RH E5015-G E7015-G 用于船舶、桥梁、高压管道、压力容器、锅炉、 海上平台等重要焊接结构。 J507Ni E5015-G E7015-G 适用于中碳钢、低温钢压力容器的焊接，如 16MnDR等。 J507FeNi E5018-G E7018-G 适用于中碳钢、低温钢压力容器的焊接，如 16MnDR等。 J507NiTiB E5015-G E7015-G 用于船舶、锅炉、压力容器、矿山工程机械、 海洋工程结构及其它重要结构的焊接。 J507NiTiAl E5015-G E7015-G 用于相应强度等级的低合金钢重要结构，如 AG50钢板焊接。 J555E5511-G E8011-G用于相低合金钢管环缝对接的向下立焊及相
低温钢及低合金钢
低温钢及低合金钢 适于在0℃以下应用的合金钢。能在-196℃以下使用的，称为深冷钢或超低温钢。低温钢主要应具有如下的性能：①韧性－脆性转变温度低于使用温度；②满足设计要求的强度；③在使用温度下组织结构稳定；④良好的焊接性和加工成型性；⑤某些特殊用途还要求极低的磁导率、冷收缩率等。低温钢按晶体点阵类型一般可分为体心立方的铁素体低温钢和面心立方的奥氏体低温钢两大类。 铁素体低温钢一般存在明显的韧性－脆性转变温度，当温度降低至某个临界值（或区间）会出现韧性的突然下降。附图表示含碳 0.2％碳钢冲击值与温度的关系,其转变温度在-20℃左右。因此，铁素体钢不宜在其转变温度以下使用，一般需加入Mn、Ni等合金元素，降低间隙杂质，细化晶粒，控制钢中第二相的大小、形态和分布等,使铁素体钢的韧性-脆性转变温度降低（见金属的强化）。 铁素体低温钢按成分分为三类：①低碳锰钢(C0.05～0.28％,Mn0.6～2％)。使Mn/C≈10，降低氧、氮、硫、磷等有害杂质，有的还加入少量铝、铌、钛、钒等元素以细化晶粒。这类钢最低使用温度为－60℃左右。②低合金钢。主要有低镍钢(Ni2～4％)、锰镍钼钢(Mn0.6～1.5％,Ni0.2～1.0％，Mo0.4～0.6％，C≤0.25％)、镍铬钼钢 (Ni0.7～3.0％，Cr0.4～2.0％，Mo0.2～0.6％，C≤0.25％)。这些钢种的强度高于低碳钢，最低使用温度可达-110℃左右。中国研制了几种节镍的低温用低合金钢如09Mn2V等。③中（高）合金钢。主要有 6％Ni钢、9％Ni钢、36％Ni钢，其中9％Ni钢是应用较广的深冷用钢。这类高镍钢的使用温度可低至-196℃。 奥氏体低温钢具有较高的低温韧性，一般没有韧性－脆性转变温度。按合金成分不同，可分为三个系列：①Fe-Cr-Ni系。主要为18-8型铬镍不锈耐酸钢。这种钢低温韧性、耐蚀性和工艺性均较好，已不同程度地应用于各种深冷(-150～269℃)技术中。②Fe-Cr-Ni-Mn和Fe-Cr-Ni-Mn-N 系。这类钢种以锰、氮代替部分镍来稳定奥氏体。氮还有强化作用，使钢具有较高的韧性、极低的磁导率和稳定的奥氏体组织，适用于作超低温无磁钢（即材料的磁导率很小）。如0Cr21Ni6Mn9N和0Cr16Ni22Mn9Mo2等在-269℃作无磁结构部件。③Fe-Mn-Al系奥氏体低温无磁钢。是中国研制的节约铬、镍的新钢种，如15Mn26Al4等可部分代替铬镍奥氏体钢,用于-196℃以下的极低温区。如能改善这种钢的抗化学腐蚀能力，还可扩大其应用范围。 使用范围低温钢在石油气深冷分离设备中，绝大部分的最低使用温度为-110℃,个别设备中达-150℃,可分别采用低合金钢、3～6％镍钢或 9％镍钢。在空气分离设备中，最低工作温度达-196℃,一般采用9％镍钢或奥氏体低温钢。工作温度为-253℃的液氢生产、贮运设备，工作温度为-269℃的液氦设备，均应采用组织结构稳定的奥氏体低温钢。而某些特殊设备如超导磁体或超导电机，宜采用在工作温度以下除有稳定的奥氏体组织外,还要能保持极低磁导率(μ)≤1.01或更低）的钢种。 一些具有较高低温韧性的铁镍基和镍基高温合金如A-286、Inconel718、InconelX-750 等也常用于需要高强度的低温设备上。 16Mn属于低碳马氏体钢。经过淬火处理后具有高的强度和良好的塑性，韧性，同时还具有低的冷脆转变温度（TK<=-60度）
钢结构件焊前预热温度与层间温度的控制
前言 本标准由大连重工?起重集团有限公司标准化委员会提出。本标准由大连重工?起重集团有限公司标准化办公室归口。本标准附录A为资料性附录。 本标准起草单位：焊接技术研究所。 本标准起草人：王晓东。 本标准首次发布。
钢结构件焊前预热温度与层间温度的控制 1 范围 本标准规定了钢结构件焊前预热温度与层间温度的控制要求。 本标准适用于碳素结构钢、低合金结构钢组成的钢结构件的焊接。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 3375-1994 焊接术语 3 术语和定义 3.1 预热 焊接开始前，对焊件的全部（或局部）进行加热的工艺措施。 3.2 预热温度 按照焊接工艺的规定，预热需要达到的温度。 3.3 层间温度 多层多道焊时，在施焊后继焊道之前，其相邻焊道应保持的温度。 3.4 拘束度 衡量焊接接头刚性大小的一个定量指标。拘束度有拉伸和弯曲两类：拉伸拘束度是焊接接头根部间隙产生单位长度弹性位移时，焊缝每单位长度上受力的大小；弯曲拘束度是焊接接头产生单位弹性弯曲角变形时，焊缝每单位长度上所受弯距的大小。 3.5 焊后热处理 焊后，为改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力而进行的热处理。 3.6 后热 焊接后立即对焊件的全部(或局部)进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施。它不等于焊后热处理。
4 预热温度 4.1 常温下常用钢焊前预热温度 当焊接环境温度为常温时，常用钢焊件焊前预热温度见表1。 注：常温下常用特种钢焊件焊前预热温度参见附录A表A.1。 表1 常温下常用钢焊前预热温度 4.2 低温下常用钢焊前预热温度 4.2.1 低温下，常用低碳钢焊件焊前预热温度100℃~150℃，见表2。 4.2.2 低温下，常用中碳钢、低合金结构钢焊件焊前预热温度必须大于150℃。
低合金高强度结构钢低温(-10℃～-25℃)焊接工法
低合金高强度结构钢低温（-10℃～ -25℃）焊接工法 低合金高强度结构钢是一类优质材料，广泛应用于汽车、铁路、船舶、桥梁等领域。然而，针对低温环境下（-10℃～-25℃）的焊接工艺仍然存在一些挑战，如焊缝冷脆、焊接接头低温韧性差等问题。本文将从焊接工法的角度，探讨低合金高强度结构钢在低温环境下焊接的问题及解决方法。 低温环境下焊接时，焊接接头的强度、韧性、冷脆性等性能需满足工程要求。低合金高强度结构钢材料中的合金元素间元素间存在显著的互作用，对焊接接头性能产生重要影响。为了提高焊接接头的低温韧性，应遵循以下几个原则： 一、选择合适的焊接材料焊接材料的选择对焊接接头的性能至关重要。应选用含有足够量的强化相的焊接材料，以提高焊接接头的韧性。同时，焊接材料的化学成分应与基材匹配，防止碳、氮等元素的沉淀导致接头冷脆。 二、控制焊接热输入热输入对焊接接头的韧性、冷脆性有重要影响。低温环境下，应控制焊接热输入，降低焊接温度。采用适当的焊接工艺参数，如焊接电流、电压、焊接速度等，可有效控制热输入。 三、预热与焊后热处理预热可改善焊接接头的低温韧性。在焊接前，通过适当的加热处理，使基材达到一定温度。焊后
热处理则能进一步消除残余应力，提高接头的韧性。预热温度和热处理温度应根据具体情况进行确定。 四、采用适当的焊接工法对于低温环境下的焊接，选择适当的焊接工法也是提高接头性能的关键。常用的焊接工法包括手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。其中，气体保护焊具有焊接速度快、热输入小的优点，可有效控制焊接接头的低温韧性。 五、严格控制焊接缺陷焊接缺陷是影响焊接接头性能的主要因素之一。应加强焊接工艺控制，确保焊接缺陷的控制在允许范围内。同时，焊接接头的无损检测也非常重要，可通过探伤、X射线检测等手段，及时发现并修复焊接缺陷。 总之，低合金高强度结构钢在低温环境下焊接需要综合考虑材料选择、焊接工艺参数、预热和热处理等因素，以提高焊接接头的低温韧性。通过合理的焊接工法及严格控制焊接缺陷，可确保低温环境下焊接接头的性能符合工程要求，提高结构钢的使用寿命和安全可靠性。
Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析
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1Q460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2Q460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≤0.551.0～1.7 ≤0.035≤0.03≤0.7≤0.70.02～0.2 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。对焊缝的力学性能要求，抗拉强度就是由结合性能与使用性能决定的。同时，考虑等强度的原则，选择H08MnMoA焊丝. （2）点焊时选用E5515碱性焊条，此焊条熔敷金属抗拉强度最小值为550MPa，适用于全位置焊接，药皮为低氢钠型。采用直流反接焊接。用此焊条，由于脱氧完全，合金过渡容易，能有效地降低焊缝中的氢、氧、硫；焊缝中的力学性能和抗裂性能均比酸性焊条好。焊接时采用短弧焊。 （3）焊接设备选用OTC500CO2气体保护焊机。采用CO2气体保护焊的焊接方法，其焊接效率高，没有熔渣，熔池可见度好，热量集中，焊接热影响区窄，焊接变形小，焊接接头含氢量低。焊接工艺参数见表4 焊接焊丝直径/焊丝伸出长度/焊接电流/电弧电压气体流量/ 层次mmmmA/V（L/min） 打底焊1.22090～11018～2010～15 填充焊1.220220～24024～2620
低合金钢的焊接
低合金钢的焊接 第一节概述 低合金钢是在碳素钢基础上加入一定量合金元素的合金钢。合金元素的总 含量一般不超过5%,以提高钢的强度并保证其具有如耐低温，耐高温或耐腐蚀等。 焊接中常用的低合金钢分为高强钢，低温用钢，耐蚀钢及朱光体耐热钢• 1, 高强钢（强度用钢）：主要特点是强度高，塑性，任性交好，广泛用于压力容 器，桥梁，船舶，飞机等结构。他按钢材屈服强度级别和热处理状态分为三类：1） 热扎，正火钢•屈服强度294--490MPa,在热扎或正火状态下使用,属于非热处理 强化钢，使用较广.2）低碳调质钢，屈服强度490--980MPa,是热处理强化钢,有高的硬度和教好的任性和塑性，可以直接在调质状态下焊接，焊接后不要求调质处理。3）中碳调质钢，这种钢的屈服强度一般在880 —1176Mpa以上，钢中含 碳量较高0.25—0.5%，用于强度要求高的产品或部件，如火箭发动机外壳，飞 机起落架等。焊接性差。 2, 低温用钢，这种钢用于空气分离设备，石油分离设备等各种低温容器及寒冷地区的金属结构。因此，对钢材的低温任性要求高，这种钢大部分视低碳低合金钢，一般在正火状态下使用。 3, 低合金耐蚀钢，这种钢主要用于制造车辆，石油，化工，造船，海上 采油，海底电缆等设备，一般在热轧或正火状态下使用，属于非热处理强化钢。 4, 镀层钢，在低碳钢或低合金钢表面，采用热锓，电镀或其他方法镀上一层耐蚀或耐热金属而成镀层钢。 第二节低合金钢用焊接材料 一，焊丝:分为实心和药心焊丝两种. 四，低合金钢用焊接材料的选择原则： 1, 总的原则是要根据产品对焊缝性能要求选择焊接材料。高强钢焊接时，一般应选择与母材强度相当的焊接材料，必须综合考虑焊缝金属的任性，塑性
高强度钢焊接工艺
目录 1、概述 2、焊接高强度钢注意事项 3、操作要点 4、焊接材料的选用及焊接方式 5、定位焊及装配要求 6、焊接要求及施工工艺 7、手工焊及CO2焊接要点 8、焊缝缺点的返修及补焊 9、焊接参数规范
高强度钢在船体焊接中的要点 一、概述 高强度钢建造的船舶其“应力水平”普遍高过一般强度钢，如此对船舶建造工艺水准提出挑战咱们的工艺要求，工艺纪律不能随意。，随着我厂建造的大吨位单壳散货船临近动工在，对于高强度钢的焊接施工工艺方案采用正确与否直接涉及到船体焊接质量。对焊接程序、定位焊要求、焊缝缺点返修补焊，和手工焊、CO2焊、埋弧焊焊接规范参数都有必然要求，在此特编写如下： 二、利用高强度钢注意事项 （1）、标示：高强度钢标示所指是：AH3二、DH3二、AH3六、DH3六、EH36，钢板上必需有标示、构件上必需有标示。 （2）、预热：高强度钢在定位焊前必需预热，预热温度80℃-100℃，预热范围为板厚的5倍，但不小于100㎜。 （3）、保温：507焊条在烘箱拿出后利用必需放入保温筒，带入施工现场，且每4小时换用。
（4）、清洁：焊前必需对待焊的焊缝边缘宽30㎜内的氧化皮、油污等杂质清除干净，不能及时焊接，会使焊缝及焊缝边缘宽30㎜从头生锈或污染，焊前应从头清理。 （5）、焊接方式：必需采用多层多道层间温度100℃，同一层焊道的焊接方向要一致，各层的焊接方向相反，但接头要错开。 （6）、焊前应对CO2焊机送丝顺畅情形和气体流量作认真检查。 3、操作要点 1.垂直或倾斜的位置开坡口的街头必需从下到上焊接，对不开坡口的薄板对接和立角焊可采用向下焊接；平、横、仰对接接头可采用坐向焊接法。 2.必需按照被焊接工件的结构及室外作业再风速大于1M/S时，选择合理的焊接顺序。 3.对接两头应设置同板厚150*150的引弧和熄弧板。 4.有坡口的板缝，尤其是板厚是多道焊缝，焊丝摆动时再坡口的双侧应稍作停留，锯齿形运条每层厚度不大于4mm，以使焊缝熔合良好。 5.应常常清理软管内的污物及喷嘴的飞溅，送丝软管焊接时必需拉顺，不能盘曲，送丝软管半径不小于150mm，施焊前应将送气软管内残余的不纯气体排出。 6.按照焊丝直径正确选取焊丝导电阻，导电阻磨损后孔径增大，引发焊接不稳固，需从头改换导电阻。 4、焊接材料的选用及焊接方式 （1）、焊接材料品级为3Y级及其以上的采用自动焊丝H10Mn2，焊剂HJ331，CO2焊丝TWE-711,焊条J507。定位焊采用手工电弧焊。自动焊丝在焊前需经100℃保温，手工焊条及焊剂需经350℃～400℃烘焙1～2个小时后
建筑钢结构低温焊接施工工法
建筑钢结构低温焊接施工工法 一、前言 随着社会经济的发展，建筑钢结构得到了广泛的应用。建筑钢结构主要由钢材焊接而成，焊接过程对结构的可靠性、稳定性、耐久性和安全性等方面影响极大。钢结构在低温环境下的焊接，尤其需要注意保障焊接质量。因此，建筑钢结构低温焊接施工工法是保障建筑结构质量和安全的关键工艺之一。 二、工法特点 建筑钢结构低温焊接施工工法的特点主要有： 1、焊接温度低：低温焊接工艺是相对于普通焊接工艺来 说的，通常焊接温度在0℃以下，因此需要采取正确的低温焊 接工艺和技术措施，以保证焊缝质量。 2、施工难度大：低温环境下，材料及钢结构构件的强度、韧性、塑性、导热能力、收缩率等都可能发生变化，导致施工难度大。 3、施工时间长：施工人员需要在较低的环境温度下进行 施工，使施工速度大大降低。 三、适应范围 建筑钢结构低温焊接施工工法适用于低温环境下施工的钢结构工程。其中，适用范围包括食品、医药、化工、制药、半
导体、航空航天等行业的环境控制设备、生产车间、储罐、管道、桥梁、高速公路、公铁港口等基础设施建设。 四、工艺原理 1、技术措施的采用 在低温情况下，容易造成钢结构焊接变形、开裂或者出现断裂。因此，必须采用一系列技术措施来解决这个问题。首先，在预热过程中，要选择相应的预热温度和保温时间，避免出现超过热影响区范围的预热，影响钢材的正常焊接。其次，应选择适当的填充材料，材质和焊接方式。最后，在整个焊接过程中需要进行严格的质量控制，以确保施工质量。 2、工法原理 建筑钢结构低温焊接施工工法的方法主要是低温固化焊接材料，低温预焊接，低温最终焊接。低温固化焊接材料可保证结构强度和稳定性，低温预焊接是为了消除热变形，最终焊接温度低是为了防止推速太快导致的变形。 五、施工工艺 1、工序： 表面处理、拼装、调整位置、预热、预焊接、填充材料、最终焊接、修磨。 2、详细步骤： （1）表面处理：确保钢梁表面清洁无油污、锈蚀、尘土等，需要进行打磨、喷砂等处理，提高焊接后的质量。
低温钢的焊接工艺特点及其应用
低温钢的焊接工艺特点及其应用 作者：应利 来源：《读与写·下旬刊》2014年第09期 摘要：近年来，绿色能源——天然气逐步受到各国的重视，采用低温钢制造的液化天然气储罐的需求增加，而且不断向大型化方向发展。低温钢是指在低温特殊环境中应用的低合金钢，是为了适应石油、化工等产业的需要而迅速发展起来的专用钢。低温钢具有优异的低温韧性，具有良好加工性能和耐蚀性，在石化、天然气等工业部门得到了广泛的应用。本文将结合教学实践，主要探讨低温钢的焊接工艺特点及其应用。 关键词：低温钢；焊接工艺；特点中图分类号：G718文献标识码：B文章编号：1672-1578（2014）18-0283-01《焊接结构生产》是焊接专业学习的一门主干课程。它的主要任务是使学生具备焊接生产的基础知识和基本技能，为今后从事焊接专业或相关专业的工作打下基础。本教材根据课程的教学需要，编入了焊接结构的基本知识和焊接结构生产工艺过程的专业理论知识，并以焊接结构、接头形式、焊接变形和焊接应力为基础，全面介绍了焊接结构零件的加工工艺、装配与焊接工艺及其所用工艺装备、典型产品加工工艺过程、焊接结构生产组织与安全技术等方面的知识。同时安排了与之有关的技能训练[1]。 1.工程实例 板厚15mm的9Ni钢大型储罐，工作温度为-190℃。储罐为平板对接的立焊焊缝，采用单面自动TIG焊，且背面不清根。选用镍基焊丝70Ni．Mo．W，直径为1.2mm，焊接电流200～240A，焊接电压11～13V，焊接速度4.3～5cm/min，氩气流量20～30L/min，焊后不进行消除应力热处理。 2.低温钢焊接工艺分析 2.1低温钢的特点及应用。通常把-10～-196℃的温度范围称为"低温"(我国从-40℃算起)，低于-196℃(直到-273℃)时称为"超低温"。低温钢主要是为了适应能源、石油化工等产业部门的需要而发展起来的一种专用钢。低温钢要求在低温工作条件下具有足够的强度、塑性和韧性，同时应具有良好的加工性能，主要用于制造在-20～-253℃低温下工作的焊接结构，如储存和运输各类液化气体的容器等[2]。 主要是一些含Ni或无Ni的低合金钢，一般在正火或调质状态使用，主要用于各种低温装置(-40～-196℃)和在严寒地区的一些工程结构，如液化石油气、天然气的储存容器等。与普通低合金钢相比，低温钢必须保证在相应的低温下具有足够高的低温韧性，对强度无特殊要求。低温钢可根据使用的温度等级(分为-10～-40℃、-50～-90℃、-100～-120℃和-196～-273℃等)、合金含量和组织(分为低合金铁素体低温钢、中合金低温钢和高合金奥氏体低温钢；或者按有无Ni、Cr元素分类)、热处理方法(分为非调质低温钢和调质低温钢)等进行分类。
低合金调质高强钢焊接工艺研究进展
低合金调质高强钢焊接工艺研究进展 摘要：随着我国经济的快速发展，低合金调质高强钢焊的焊接工艺有了很大进步，近几年，高强度钢焊接广泛的运用在了工业中，并获得了可观的经济效益， 但该工艺在发展中还存在一些问题，面对问题时应采取合理的解决措施。本文主 要研究低合金调质高强钢焊接工艺的进展，进而提高其焊接质量。 关键词：低合金调质；高强钢焊接工艺；进展研究 低合金调质高强钢具有良好的韧性，和较高的强度，随着我国工业的迅速发展，其广泛的应用在了工程机械、汽车、电力等领域，焊接的质量能够决定低合 金调质高强钢的应用，因此，研究高强钢焊接工艺有非常重要的意义。 一、低合金调质高强钢的焊接性 1、低合金调质高强钢的含碳量 高强钢的含碳量较低，其机械性是通过调质热处理和提高合金元素达到的， 具有很好的韧性，强度也较高，但在焊接过程中容易出现问题，（1）高强钢会 受到热影响区的影响，导致软化；（2）在经过热影响区时会使高强钢脆化；（3）热影响区的软化是热影响区被加热的区域，碳化物会使钢软化。高强钢在焊后不 进行焊接，无法避免热影响区带来的软化问题，在焊接过程中，控制输入参数是 焊接的主要任务，以满足区域程度和软化程度。 2、焊接冷裂纹 焊接冷裂纹和热影响区脆化是两个矛盾，能够影响高强钢焊接质量，在拘束 度不变的情况下，冷却速度能够产生矛盾。因低合金高强钢冷冽倾向和淬透性较大，焊接因温度较高形成低碳，影响其冷却时间，期间生成的马氏体，能够避免 冷裂纹，若马氏体转速较快，就不能避免冷裂纹。热影响的脆化是因冷却速度较 慢形成的。 3、焊接工艺的评定标准 在焊接前应对焊接技术进行评定，结合相关文件并查阅资料，对立焊、横焊、平焊进行等工艺进行评定，并根据评定结果对焊接工艺制定参数。 4、焊工资格控制 焊工的焊接水平直接影响高强钢焊接质量，在实际工作中，应对焊工进行检查，查看其是否有焊接资格证书，因低合金调质高强钢焊接在工业上得到了广泛 的应用，使社会上很多人都在学习焊接工艺，但单凭在实践中总结经验不能够提 高焊工的专业水平，只有使其接受转恶业学习，和实践才能够独自进行焊接，因此，在焊工正式上岗前，工厂要对其进行专业培训和指导，在焊工学习过程中对 其进行同工艺、同材质、同板厚等培训，使其掌握焊接的基础知识，在焊工上岗后，工厂应安排有经验的焊工带领他们操作，进而提高焊工的焊接能力。 二、低合金调质高强钢的焊接工艺 1、焊接方法 在选择焊接方法时，应选择效率高、高强度、密度集中以及熔池保护等，在 实际操作中，也有埋弧自动焊、焊条电弧焊、复合焊等焊接方法。每种焊接方法 都有利有弊，在选择焊接方法时，应根据实际情况，考虑其应用范围和实际使用 场所再进行焊接，焊接过程中，应保持焊接处无裂纹，使其最终以美观实用等特 点呈现出来，并使其达到经济最大化。 2、焊材匹配 高强钢焊材的匹配原则有以下两种：
低温钢的焊条选用
低温钢的焊条选用 蚇1、对低温钢的认识： 薈●用于制造-20～-253℃低温下工作的焊接结构的专用钢材，称为低温钢。 肂●低温钢的分类：根据化学成分和组织特点，分为三大类： 蚃▲低合金铁素体型低温钢：含合金元素总量不超过5%。组织为铁素体加少量珠光体，在-40～-110℃范围内使用。 螇■举例：低合金低温钢16MnDR（-40 ℃）、低温碳钢ASTMA333Gr6（-45 ℃）、3.5Ni钢ASTMA333Gr3（-100 ℃）等。 螅▲中合金低碳马氏体型低温钢：合金元素含量大于5-10%。组织与热处理方法有关：淬火后的组织为低碳马氏体；正火后的组织为低碳马氏体、铁素体及少量奥氏体；回火后的组织为含镍铁素体和少量富碳奥氏体。 螄☆典型钢种有9Ni钢：回火后的组织使9Ni钢在-196℃低温下仍具有优良的低温韧性。
莂▲高合金奥氏体型低温钢：合金元素总含量大于10%，组织为奥氏体，在-196～-269℃的低温下仍保持相当高的韧性。 袇■举例：1Cr18Ni9Ti等。 薇2、低温钢结构发生脆性断裂的必要条件： 羇（1）必须具备由外载荷及残余内应力引起的一定应力水平； 蚂（2）由结构、材料、制造缺陷引起的缺口效应，其中由焊接而引起的缺陷（几何的或冶金的）往往是脆断的裂源。 葿（3）设备和管道的工作温度低于材料的脆性转变温度 羈3、低合金低温钢的焊接特点： 蒅（1）不含镍低温钢：由于其含碳量低、其他合金元素也不高，淬硬和冷裂倾向小，具有良好的焊接性。一般可不采用预热，但应避免在低温下施焊。
莁（2）含镍低温钢：由于添加了镍，增大了钢的淬硬性，但不显着，冷裂倾向不大。当板厚较大或拘束较大时，应采用适当预热。 葿◇虽然镍可能增大热裂倾向，但是严格控制钢及焊接材料中的C、S、P含量，以及采用合理的焊接工艺，增大焊缝成形系数，可以避免热裂纹。 荿★特别提醒：低温下使用的焊接结构易于发生脆性断裂。所以保证焊缝和粗晶区的低温韧性是低温钢焊接时的技术关键。 膇■举例：9Ni钢的焊接特点 蒄（1）焊接接头的低温韧性问题（包括焊缝金属、熔合区和粗晶区）。 薈（2）焊接热裂纹问题，尤其表现为弧坑裂纹。 薆（3）焊接冷裂纹问题： 低氢条件下一般不会产生冷裂纹。但高氢下也有一定冷裂敏感性。
【精品】(精选文档)四建筑钢结构常用钢材Q345级低温焊接工法
1前言 建筑钢结构的低温焊接施工历来是学术界、工程界共同关注的课题。尤其是以北京“2008”奥运工程为代表的钢结构工程中，因其大量进行冬季焊接施工，低温焊接被提到了前所未有的高度，引起各方面的高度关注。而且，探索总结建筑钢结构低温焊接技术从节约资源的角度上符合我国的可持续发展国策，对于推动建筑钢结构发展具有重要意义。 本工法是北京城建集团有限责任公司结合国家体育场钢结构工程低温焊接综合技术等研究成果，自行研制的兼具首创性和先进性的建筑钢结构低温焊接施工工法。 该工法的关键技术是北京市科技攻关项目《国家体育场钢结构设计与施工关键技术研究》之子课题《国家体育场钢结构负温焊接试验研究应用》的研究成果，经建设部科技信息所查新检索国内15个数据库，均未见相关文献的报道，该项技术填补国内空白。 2工法特点 本工法是通过大规模的低温焊接试验和工程实践总结形成，其主要特点为： 充分重视准确的焊前预热温度，以优良的抗冷裂性能作为选择焊接材料主要的判定指标，通过提高母材本体的温度及加强后热保温等措施并综合考虑合理控制焊接应力对焊缝影响等因素，确保低温焊接施工质量。
3适用范围 本工法主要适用于大气环境温度-15℃以上、钢材材质为Q345D、Q345GJD 强度等级及以下、各种钢板厚度规格的建筑钢结构室外焊接施工。 4工艺原理 钢结构低温焊接对焊缝金属危害的直接表征是焊接裂纹和工作状态下的脆断现象，究其原因主要是：冷却速度过快，导致焊缝的冷裂纹敏感性增加、焊缝易产生金属偏析、焊缝冷裂纹延迟效应明显和低温脆断的可能性增加。
本工法工艺原理是通过保证准确的焊前预热温度和可靠的焊后后热及保温缓冷制度来控制焊缝的冷却速度，并通过选择合理的焊接顺序，避免产生焊缝冷裂纹、延迟裂纹、焊缝偏析等现象，并避免在三向受力条件下施焊，最终保证钢结构低温焊接质量。 5工艺流程及操作要点 5.1工艺流程 建筑钢结构低温焊接施工的工艺流程如图5.1-1所示。 图5.1-1工艺流程图