Q690低合金高强钢焊接性分析
低碳贝氏体Q690CFD高强度钢板焊接性能试验研究
ｔａ ｔｅｔｕ ｈ ｅｓｏ ｒｕ ｈｃｙｔ ｉ ｔ ｎａｅ ｆ ６ ０ Ｆ ｌ ｅｏ ｖ ｕｌ ｄｃｅｓｓ ｓｔ５ ４ ． ｈｔｈ ｇ ｎ ｓ ｆ ｏ ｇ ｒｓ ｌ ａ ｏ ｒａｏ ９ Ｃ Ｄ ｐａ ｂｉ ｓ ｅｒａｅ ８ ＞ ０ Ｓ ｏ ａｚｉ Ｑ ｔ ｏ ｙ ａ ／
随着 科 学 技 术 的 进 步 和 工 业 生 产 效 率 的 提 高 ，工 程机 械设 计 日益趋 向轻 量 化 、大 型化 及 高
支架 等 ，均要 求 使用 高 强度 、高韧性 的低 焊接 裂
纹敏感 性 高 强 度 钢 板 ，且 需 求 量 逐 年 增 加 。为 此 ，首钢 组 织 开 发 了 屈 服 强 度 为 ６ ０ ＭＰ ９ ａ级 的
Ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｔｍｐ ｒｔｒｓｏ ｅｆ ｘ ｃ ｒｄ ｗ ｒ Ｌ ＹＪ ０ ｆｒＣ ｈ ｒｈ ａｅ ｅ ｅａｕｅ ｆ ｈ ｕ — ｏｅ ｉｅＪ ． ８ Ｍ ｏ Ｏ。ｓ ｉｌｅ ｒ ｌ ｉｇａｅ８ ℃ ｔ ｌ ｈ ｅｄ ｄａ ｃｗｅｄｎ ｒ Ｏ
（ ｌ ｅｔｉｉ ｎ ｓ ５ｍｍ）ａ ｄ １０℃ （ ｌｔ ｔｉｉｋ ｅｓ ０ｍ ．Ｗｈｌ ｔｅｓｌ ｉ Ｒ１０ － ｐａ ｎｅ ｅｓ ｔ ｈ ｋ ２ ｎ ０ ｐａ ｎｃ ｎ ｓ ３ ｍ） ｅｈ ｉ ｏ ｄｗｒ Ｅ ０ Ｓ ｅｈ ｉ ｅ
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Q690高强度钢板焊接工艺分析
chloride in water are discussed．
KEYWORDS：cyanogen chloride；isonictinic－barbituric acid spectrophotometry；precision；recovery rate
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Welding Technology of Q690 High－strength Steel Plates
LIN Yunfeng
ABSTRACT： With the rapid development of coal mining，Q690 high－strength steel plates have been widely applied in hydraulic
0.29 0.30 0.30 0.31 0.29 0.30 0.31 2.7%
0.70（mg/L）
0.71 0.68 0.66 0.72 0.67 0.69 0.70 3.1%
3.2 回收率测定
加标样品制备：在 100 mL 容量瓶中分别加入 8，10，30 mL氰
化物标准溶液（1．00 mg/L），用浓度为 0．050 mg/L 的水样（人工配
接电流上限为 300 A，电压 28～30 V；④焊接速度 350～450 mm/min；
气体流量 15～20 L/min；喷嘴高度 10～15 mm。
（8）焊接顺序：打底焊先立缝后横梁，最后是纵缝；填充焊，
先横缝再纵梁，最后是立缝。大于 1 m 长焊缝采用分中对称退焊法。
（9）应力集中处不允许引弧、收弧，无论是点固、打底还是填
0.080（mg/L） 0.10（mg/L）
低合金高强度钢的焊接性
低合金高强度钢的焊接性分析低合金高强钢的焊接性主要包括两个方面，其一是裂纹敏感性，其二是焊接热影响区的力学性能。
众所周知，扩散氢、脆性组织和残余应力是冷裂纹产生的三要素，碳当量公式（如IIW的CEN公式）、热影响区最大硬度等都被用来评价钢材的冷裂敏感性。
（1）冷裂纹问题对于现代低合金高强度钢，由于热机械控制工艺技术和微合金化技术的广泛应用，碳含量和碳当量都大幅度降低，因此，其冷裂敏感性不明显，除非在极端情况下（很大的拘束度或扩散氢含量很高），一般不会遭遇冷裂纹。
值得注意的是焊缝金属冷裂纹问题。
冷裂纹倾向低合金高强钢随着强度等级的增高，焊接接头冷裂纹倾向增大。
冷裂纹又叫氢致裂纹或延迟裂纹，是指焊接接头冷却到较低温度（Ms温度以下）时产生的焊接裂纹冷裂纹一般产生在热影响区，有时也产生在焊缝金属内。
产生冷裂纹的三个主要因素是：裂缝金属内残留的扩散氢、热影响区或焊缝金属硬组织、焊接残余应力。
焊接低合金高强度钢时，氢的主要来源是焊条药皮中的水分和破口表面的水分、油污等杂质。
这些物质在电弧高温作用下分解出氢，溶解在熔池金属内，熔池冷却凝时氢来不及逸出，残留在焊缝内。
另外，焊接低合金高强度钢的一个重要特点是热影响区有较大的淬硬倾向，随强度等级的提高、含碳元素或合金元素含量增多，其淬硬性也增大。
当焊接浮大焊件或冷却速度过快时，热影响区或焊缝金属更容易产生淬硬组织。
焊接时由于不均匀的加热和冷却以及构件本身的拘束作用，在焊缝内仍然会产生很大的残余应力。
所以，低合金高强度钢焊接时有较大的冷裂倾向。
为防止冷裂纹的产生，焊前应严标按照说明书的规定烘干焊条，将坡口清理干净，并采取焊前预热、焊后保温缓冷及热处理等措施。
母材强度的提高和焊接性的改善，促使冷裂纹发生的位置从热影响区转移到焊缝。
基于焊后随时间变化氢对局部临界开裂应力的影响，国际焊接联合会提出了判别高强钢冷裂纹位置的基本方法，焊后焊缝中的氢含量随时间单调减少，而热影响区的氢含量先从母材基础值升高到峰值然后下降，整个过程只有几分钟，恰好与残余应力发生的过程同步，通过计算残余应力值-时间的变化、以及热影响区和焊缝受实时扩散氢含量影响的临界开裂应力，即可预测冷裂纹发生的位置。
q690d低合金调质高强钢焊接冷裂纹敏感性研究
图1 Q690D-QT钢板的金相组织
根据美国焊接学会（AWS）
推荐的公式，计算出碳当量
C eq=0.52%，表明Q690D-QT钢具
有一定的淬硬性。
根据日本工业
标准（J I S）中冷裂纹敏感指数
的公式，计算出其冷裂纹敏感指
数为0.247%，表明该种钢材具有
一定的冷裂纹敏感倾向。
（2）试验方法采用O K
AristoRod 69，φ1.2mm的实芯
图2 插销试棒尺寸
图3 小铁研试样尺寸
热加工
表5 小铁研试验结果
试验编号
预热温度/℃
组装间隙率/mm 表面裂纹（%）
断面裂纹（%）
1
60
2.11～031.6260 2.10～020.53100 2.16～019.04100 2.12～016.55100 2.13～0
6.306120
2.11～007120 2.09～008
120 2.15～00
图4 预热60℃小铁研试验断面
剖解情况
图6 预热120℃小铁研试验断面
剖解情况图8 预热100℃焊接时小铁研试件
焊缝根部裂纹形态
图5 预热100℃小铁研试验断面
剖解情况
图7 预热60℃焊接时小铁研试件焊缝
根部裂纹形态
图9 预热120℃焊接时小铁研试件
断面解剖放大图。
不同使用状态下Q690CFD高强钢的焊接接头性能
不同使用状态下Q690CFD高强钢的焊接接头性能屈朝霞许磊王海涛（宝钢研究院焊接与表面研究所，上海201900）摘要针对煤矿机械、港口机械等对低成本焊接结构用高强钢的需求，宝钢开发了低成本TMCP.HJ强钢Q690CFD,具有优异的综合力学性能和抗冷裂纹性能。
但是该钢具有一定的淬硬倾向，焊后进行热处理对其接头的力学和使用性能至关重要。
在制造过程中，根据用户不同的服役条件，焊接结构要求不同的使用状态, 比如焊态、消氢处理态和消应力处理态。
本文按照相关的国家标准，采用宝钢开发的配套气体保护焊丝BH700-IL分析了不同使用状态，包括焊态、300°C消氢和580°C消应力处理下Q690CFD 接头的性能。
结果表明，焊态、消氢态和消应力态下，接头的力学性能均满足相关国家标准；相比起来，按接头性能优劣来分，从好到差的顺序为：消氢态、焊态、消应力态。
消氢态可以一定程度上增加接头的冲击性能，但消应力处理使接头的冲击性能变差。
关键词焊态，消氢处理，消应力处理，Q690CFD,接头性能引言随着机械工业生产迅猛发展，现代工程机械和煤矿机械等的焊接结构向着日益大型化、轻量化的趋势发展。
钢材的强度级别越来越高。
不仅要有良好的综合力学性能，而且要有良好的加工工艺性能，比如良好的焊接性⑴2】，应对这种需求宝钢开发了80kg级超低碳贝氏体钢Q690CFDo该钢碳当量低、强度高并且具有良好的塑韧性。
在高强钢用板的制造加工过程中，根据用户不同的服役条件，焊接结构要求不同的使用状态，比如焊态、消氢处理态和消应力处理态。
消氢可促进扩散氢溢出，防止冷裂纹；消应力处理可以消除焊接内应力，提高构件的尺寸稳定性，增强抗应力腐蚀性能，改善接头组织及力学性能，提高结构件长期使用的质量稳定性和工作安全性等⑶。
但是消应力处理有可能引起接头强度下降、晶粒长大，韧性下降等问题同。
因此焊后不同的使用状态下接头性能是否满足要求，需要进行探讨并给用户以指导。
浅析Q690D的焊接工艺
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。
Q690D低合金高强结构钢焊接工艺研究
焊接技术第48卷第8期2019年8月Q690D 低合金高强结构钢焊接工艺研究韩振仙1，李超2，柳国强1，孙远方1，李争1（1．郑州煤矿机械集团股份有限公司，河南郑州450016；2．南阳师范学院，河南南阳473061）摘要：文中所述Q690D 钢板主要应用于煤矿机械中，其结构件所用钢板以中厚板为主，焊接接头普遍采用多层多道焊，角焊缝焊脚较大，焊接接头的拘束应力也较大。
如果焊接工艺不合理，焊接接头可能产生焊接冷裂纹。
试验用Q690D 钢板的w （C ）eq ＝0．52%，该钢淬硬倾向比较大。
采用“小铁研”试验及热影响区最高硬度测试对Q690D 钢板的焊接冷裂敏感性进行了研究，并通过不同强度匹配的焊接接头拉伸、冲击及弯曲性能试验分析焊接工艺的适用性。
结果表明：Q690D 钢对氢致开裂有一定的敏感性，焊接时需进行相应的预热，预热温度高于100℃时可防止产生冷裂纹。
在所研究的范围内，用ER70－G 及ER76－G 焊丝施焊，均可以得到综合性能优良的焊接接头。
关键词：焊接接头；淬硬组织；冷裂纹；强度匹配；金相组织中图分类号：TG444.77文献标志码：B文章编号：1002－025X (2019)08-0054-05收稿日期：2019-05-07低合金高强钢是从19世纪70年代开始在工业中使用，但是由于当时需要不迫切、生产制造技术较落后以及其本身存在着的高成本、性能不完善等缺点，一直到最近几十年才为人们所重视，特别是最近10年来才得到很大的发展。
这种钢的产量逐年上升，品种亦在不断地扩大，现在已成为应用面极广、使用数量很大的钢种。
本文所述的Q690低合金高强度结构钢属于低碳调质钢，是一种热处理强化钢，一般在调质状态下供货使用。
其特点是碳含量较低（一般w （C ）0．20％），其不仅具有高的强度，而且兼有良好的塑性和韧性，可以直接在调质状态下进行焊接。
因此，这类钢的发展受到了很大的重视，在矿用液压支架焊接结构中得到了越来越广泛的应用。
Q690C低合金高强度结构钢焊接工艺研究
Q690C低合金高强度结构钢焊接工艺研究摘要：通过对Q690C低合金高强度结构钢材料性能分析、焊接性能分析、试验并进行焊接工艺评定确定合适的焊接方法、焊接材料及合理的焊接规范，在生产中采用高强度实芯焊丝和富氩混合气体保护焊，通过焊前预热、焊中严格控制焊接规范，焊后缓冷等措施，有效的保证了Q690C低合金高强度结构钢的焊接质量。
关键词：Q690C；低合金高强度结构钢；焊接规范引言：进入二十一世纪，随着社会在不断的进步与发展，国家电力事业正在蓬勃发展。
电网在不断升级，电压等级从原先的110kV、220kV向超高压330kV、500kV 及特高压750kV、1000kV发展，输电线路铁塔承受的荷载也越来越大，基塔重量也随之加大。
为了保证铁塔质量，又能达到减轻塔重、降低造价之目的，国家电网公司在近几年一直研究高强钢在输电线路铁塔中的应用，Q420、Q460等低合金高强度钢材在不断进行推广和应用。
2009年国家把低合金高强度结构钢的标准GB/T1591从钢材强度的最高级别从Q460提高到Q690，这就为输电线路铁塔应用高强钢提供了更大的空间。
焊接是铁塔制造中的关键过程，从钢材的性能、化学成分分析；焊接冷裂纹敏感性分析、试验；焊接性能试验；焊接工艺评定等方面进行试验、分析、研究，确定Q690C低合金高强度结构钢的焊接性能。
一、钢材的复检本焊接实验选用钢材为唐山钢铁股份有限公司生产的钢材牌号为Q690C、厚度为8㎜控轧钢板，钢材化学成分和力学性能符合《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008中的要求。
所有钢材进行复检，复检结果与钢材质量证明书及GB/T1591-2008《低合金高强度结构钢》标准对照，化学成分要求见表1。
表1 钢材的化学成分力学性能要求见表2。
其中拉伸试验用试样取横向试样，冲击试验用试样取纵向试样，采用10㎜×7.5㎜×55㎜的V型缺口试样。
表2 钢材的力学性能通过表1和2的钢材复检结果比较看出：钢材的化学成分及各项力学性能指标均满足标准要求。