低碳调质钢焊接性能研究(终稿)
浅谈低碳钢的焊接性与焊接缺陷的预防措施

浅谈低碳钢的焊接性与焊接缺陷的预防措施随着低碳钢在工业生产中的广泛应用,对其焊接性能和焊接缺陷的预防措施也越来越受到关注。
低碳钢是一种含碳量较低的钢铁材料,具有良好的可塑性和焊接性能,因此在制造行业中得到了广泛应用。
在实际的焊接过程中,由于操作不当或者材料本身的特性,往往会产生一些焊接缺陷,影响到焊接接头的质量和使用性能。
了解低碳钢的焊接性能和预防焊接缺陷的措施,对保证焊接质量具有重要意义。
一、低碳钢的焊接性能低碳钢具有较好的焊接性能,主要表现在以下几个方面:1. 熔化性能:低碳钢的熔化温度较低,熔池流动性好,易于形成均匀的焊缝。
2. 化学成分:低碳钢的化学成分稳定,含有较少的合金元素,不易在焊接过程中发生气孔、夹杂物等问题。
3. 焊接热影响区(HAZ):低碳钢的焊接热影响区较小,热影响性能好,对基体金属的影响较小。
4. 机械性能:低碳钢的焊接接头强度高,韧性好,易于进行各种焊接工艺。
低碳钢的焊接性能较好,适合进行各种焊接工艺,如电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
在实际的焊接过程中,仍然需要注意一些预防措施,以避免焊接缺陷的产生。
二、焊接缺陷的预防措施1. 气孔:气孔是焊接过程中常见的缺陷之一,主要是由于焊接熔池中溶解的气体在凝固时未能完全排出所致。
预防气孔的关键是要提高焊接材料的纯净度,控制焊接电流、电压和焊接速度,加强熔化剂的使用,尽量减少焊接材料和环境中的杂质。
在焊接过程中应注意熔池的稳定性,避免熔池的剧烈波动和飞溅。
2. 夹杂物:夹杂物是由于焊接材料或环境中的杂质被夹入焊缝中而形成的缺陷。
预防夹杂物的关键是要加强焊接材料的清洁处理,控制焊接热源的稳定性和焊接速度,保证焊接过程中焊缝的形成和凝固过程中的连续性和完整性,减少焊接过程中的振动和杂质的混入。
3. 焊接裂纹:焊接裂纹是焊接过程中一种常见的缺陷,主要是由于焊接残余应力、组织性能不佳等因素所引起。
预防焊接裂纹的关键是要控制焊接过程中的分类温度和残余应力,避免焊接接头的急剧冷却和应力集中。
低碳调质钢

(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 后必须进行调质处理。
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
热影响区性能变化
调制刚热影响区组织特征 热影响区脆化 热影响区软化
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?3再热裂纹mov钢特别是crmov钢对再热裂纹的敏感性最高mob钢crmo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mocr影响与含量有关当wcr1随其含量增加再热裂纹敏感性增加当wcr1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热影响区性能变化?调制刚热影响区组织特征?热影响区脆化?热影响区软化参考p79图调制钢焊接热影响区的硬度分布焊接工艺特点参考p81页?需注意的两个问题a马氏体转变速度不能太快以便马氏体能进行自回火
调制钢焊接热影响区的硬度分布
参考P79图
焊接工艺特点 参考P81页
需注意的两个问题 A、马氏体转变速度不能太快,以便马氏体 能进行“自回火”; B、温度在800——500度之间的冷却速度大 于产生脆性组织的临界速度。
接头与坡口形式设计
低碳调质钢的焊接性

低碳调质钢的焊接性。
碳的质量分数不超过0.21%,加入适量的合金元素Si、
Mn、Cr、Ni、Mo、Cu,经过奥氏体化-淬火-回火热处理的钢称为低碳调质钢,常用牌号有WCF60、62、HQ70A、B、15MnMoVN、15MnMoVNRE 和
14MnMoNbB 等,其化学成分见表13。
表13低碳调质钢的化学成分(质量分数)(%)
WCF60、62 < 0.50 < 0.30 —V0.02 〜0.06
HQ70A 0.3 0 〜1.0 0.20 〜0.40 0.15 〜V+Nb < 0.10
0.50 B0.0005 〜0.003 HQ70B 0.70 〜1.20 0.20 〜0.40 V+Nb0.05 〜0.10
0.15 〜 B < 0.003
15MnMoVN —0.40 〜0.60 0.50 V0.10 〜0.20
N0.01 〜0.02
15MnMoVN —0.35 〜0.60 —N0.02 〜0.03(加RE 入)
—0.45 〜0.70 —RE0.10
14MnMoNbB 0.20(加入)
< 0.40 Nb0.02 〜0.07
B0.0005 〜0.003 低碳调质钢具有高的屈服点(490〜980MPa)、良好的塑性、韧性、耐磨及耐腐蚀性。
低碳调质钢由于含碳量不高,虽含有一定量的合金元素,但焊接性较好,主要特点是:在焊接热影响区,特别是焊接热影响区的粗晶区有一定的冷裂倾向并有韧性下降的现象;在焊接热影响区受热时未完全奥氏体化的区域,以及受热时其最高温度低于Ac1、高于钢调质处理时的回火温度的那个区域有软化或脆化的倾向。
低碳调质钢的焊接.

低碳调质钢的焊接低碳调质钢的成分是根据在调质状态下使用而设计的。
这类钢多用于重要的焊接结构,对焊接质量要求高,这类钢大都在调质状态下焊接。
1)接头及坡口型式设计对于屈服强度在600MPa以上的低碳调质钢来说,焊缝的分布及接头部位的应力集中程度都将对接头的质量有明显的影响。
合理的接头应该是应力集中系数最低,具有良好的可焊接性,并便于焊后检验。
为此,应尽量避免将焊缝布置在断面突然变化的部位,并要考虑便于施焊。
一般来说,应该采用对接接头焊缝,而且要求焊缝与母材交界处平滑过渡。
坡口型式以U型或V型为佳,但必须要求两个坡口必须完全焊透。
为了降低焊接应力, 可采用双V型或双U型坡口。
2)坡口制备低碳调质钢的坡口可以用氧-乙炔火焰切割,但切割边缘有硬化层,应通过回火或机械加工消除之。
板厚小于100mm时,切割前不需预热。
板厚超过100mm,应进行100~150℃预热。
强度等级较高的钢,不宜用氧-乙炔火焰切割,应用电弧或等离子弧切割。
3)焊接方法选用低碳调质钢在调质状态下焊接,为使回火区的软化降到最低限度,应采用比较集中的热源。
σs≤1000MPa的钢,可用手工电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊或熔化极气体保护焊等方法。
其中σs≥700MPa的钢,如HY-130钢,为了获得满意的接头性能,最好用钨极氩弧焊或熔化极气体保护焊。
如由结构形式决定,确实需采用高线能量的焊接方法(如电渣焊或多丝埋弧焊), 焊后必须进行调质处理。
4)焊接材料焊接材料选用的原则依母材在热处理状态的不同而定。
母材在调质状态下进行焊接时,选用的焊接材料,应保证焊态的焊缝金属与调质状态的母材具有相同的力学性能;当接头拘束度很大时,为了防止冷裂纹,可选用强度略低的填充金属。
常用的焊材选用对照表手工电弧焊可用GB-E85系列的焊条,如E8515-X、E8518-X(J857、J857Fe)等或ASW中E110系列的焊条。
埋弧焊则用Mn-Mo、Mn-Cr-Ni-Mo或Mn-Mo-V系焊丝。
关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究

关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究1. 引言1.1 研究背景低碳钢与低合金钢是工程结构中常用的材料,它们具有优良的机械性能和耐腐蚀性能,被广泛应用于汽车制造、船舶建造、桥梁工程等领域。
在使用过程中,低碳钢与低合金钢可能会遇到焊接问题,包括焊缝质量不佳、焊接变形严重、焊接接头强度低等。
研究低碳钢与低合金钢焊接工艺,优化焊接参数,提高焊接质量,对于提高工程结构的性能和可靠性具有重要意义。
目前,关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的研究已经取得了一些进展,但仍然面临着一些挑战。
低碳钢焊接时易产生焊接气孔和夹渣现象,低碳钢与低合金钢接头强度不够等问题。
有必要深入探究低碳钢与低合金钢的特性及焊接工艺,挖掘其焊接过程中存在的问题,并提出相应的解决方案。
本研究旨在通过实验方法探究低碳钢与低合金钢的焊接工艺,分析其影响因素,优化焊接参数,提高焊接质量,为工程结构的设计与制造提供科学依据。
通过对低碳钢与低合金钢焊接工艺的深入研究,可以促进工程结构的发展,提升材料的性能和可靠性,为相关领域的发展贡献力量。
1.2 研究目的本文旨在探究低碳钢与低合金钢的焊接工艺,分析其特性及挑战,并提出优化方案。
具体研究目的包括:1. 分析低碳钢与低合金钢的特性,比较它们在焊接过程中的异同,为后续研究提供基础;2. 探讨低碳钢与低合金钢焊接时存在的问题和挑战,例如焊接接头质量、焊接残余应力等;3. 寻求优化低碳钢与低合金钢焊接工艺的途径,提高焊接接头的质量和性能;4. 基于实验方法和结果,验证优化方案的有效性,为工程实践提供参考。
通过深入研究低碳钢与低合金钢的焊接工艺,本文旨在为相关领域的研究和应用提供参考和指导,推动焊接技术的发展和应用。
1.3 研究意义低碳钢与低合金钢是工程领域常用的两种材料,它们在结构和机械性能上具有独特的特点。
研究低碳钢与低合金钢的焊接工艺对于提高焊接质量、降低成本、延长设备使用寿命具有重要意义。
低碳钢焊接工艺的研究可以帮助优化焊接参数,提高焊接接头的牢固性和耐久性;而低合金钢焊接工艺的研究则可以为制造高强度、高耐磨性零部件提供依据。
关于低碳钢的焊接性与焊接缺陷的分析

焊接是一种常见的制造工艺,广泛应用于各类工业领域。然而,在焊接过程中 可能会出现各种缺陷,这些缺陷不仅影响焊接接头的质量,还可能对整个产品 造成潜在的安全隐患。因此,焊接质量检验至关重要,它可以帮助我们发现并 纠正焊接缺陷,确保产品的安全性和可靠性。
一、焊接缺陷
焊接缺陷是指焊接接头中存在的各种不完美或不良状态,包括外部损伤和内部 缺陷。外部损伤是指焊接过程中出现的表面缺陷,如咬边、焊瘤、凹槽等。内 部缺陷则是指焊接接头内部存在的问题,如气孔、裂纹、未熔合等。
二、管道焊接的质量控制
针对以上常见的管道焊接缺陷,可以从以下几个方面采取质量控制措施:
1、人员培训:对焊接人员进行定期的技术培训和考核,提高他们的技能水平 和操作规范意识。确保每个焊接人员都具备相应的资质和技能水平,能够严格 按照操作规程进行焊接作业。
2、工艺控制:制定完善的焊接工艺规程,明确焊接过程中的各项技术要求和 操作步骤。对焊接材料的选择、坡口的设计、间隙的调整等关键环节进行严格 控制。同时,对焊接设备的性能进行检查和维护,确保设备处于良好的工作状 态。
二、焊接质量检验
焊接质量检验是为了确保焊接接头的质量和安全性,从而提高产品的使用寿命。 通过质量检验,我们可以发现并纠正焊接缺陷,防止潜在的安全隐患。
焊接质量检验的方法和步骤包括外观检查、无损检测和力学性能测试。外观检 查是最基本的检验方法,通过肉眼观察可以发现明显的焊接缺陷,如焊瘤、咬 边等。无损检测则可以在不破坏产品的情况下,检测出内部缺陷,如超声波检 测、射线检测等。力学性能测试可以评估焊接接头在不同载荷下的强度和韧性, 以确保其满足使用要求。
关于低碳钢的焊接性与焊接缺 陷的分析
01 引言
03 参考内容
目录
02 焊接性分析
低碳钢焊接特点及工艺分析

低碳钢的焊接特点及工艺分析摘要:由于低碳钢的碳、锰、硅的含量低,焊接时不会因焊接而引起严重组织硬化或出现淬火组织而且焊接接头有很强的塑性以及韧性,在所有钢材中低碳钢的焊接性能最强。
因此本文针对核电站反应堆厂房钢结构几种常用低碳钢的焊接特点及其工艺进行浅析。
关键字:低碳钢;焊接特点;工艺分析一、国标q345(欧标s355)钢的焊接要点国标q345(欧标s355)钢最常用的焊接工艺有药芯焊丝co2气体保护焊和焊条电弧焊两种,co2气体保护焊是指利用co2作为保护气体的熔化极电弧焊接方法,属于气体保护,而焊条电弧焊是手工操作焊条进行焊接的电弧焊接方法,利用焊条与焊件之间建立起的燃烧的电弧,熔化焊条和焊件从而获得结构牢固的焊接接头,属于气渣联合保护。
根据不同的焊接方法在选择焊接材料时,必须要同时考虑到熔合比和冷却速度的影响,因为焊缝的化学成分不仅取决于焊接材料而且还与母材料的熔入量以及熔合比有很重要的关系,当焊接材料的化学成分与母材料的成分相同时,虽然能够最大限度的提高焊缝金属的性能,但同时也降低了材料本身的塑性以及韧性,这样一来就影响到了焊接接头的抗裂性能以及使用性能降低了焊接质量,所以为了达到焊缝与母材料的机械性能相一致,在选择焊接材料时,应该从母材料的机械性能方面考虑选择符合要求的焊接材料,如果采用质量不符合要求的焊接材料还会促使焊缝金属中的碳、硫含量过高很容易导致裂纹的产生。
因此在进行药芯焊丝co2气体保护焊接时一般选用e501t-1型焊丝,而进行焊条电弧焊时一般选用e5018-1型焊条。
对于国标q345(欧标s355)钢进行焊接时,除了受材料本身性质的影响外,还受到工艺条件以及结构条件和使用等各方面条件的影响,例如在焊接时,热影响区容易出现淬火组织,使近缝区的硬度提高塑性降低导致焊后容易产生裂纹,以下就对国标q345(欧标s355)钢的焊接工艺中的要点进行具体分析。
通过对国标q345(欧标s355)钢的焊接性能进行研究分析,焊接过程中为了能够有效避免焊缝组织过于粗大,导致冲击韧性下降,因此必须采用小规范焊接。
关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究

关于低碳钢与低合金钢焊接工艺的探究低碳钢和低合金钢是常见的金属材料,它们在工业领域有广泛的应用。
在将低碳钢与低合金钢进行焊接时,由于两种材料的物理和化学性质的差异,需要选择合适的焊接工艺以确保焊接接头的质量和性能。
本篇文章将探究低碳钢与低合金钢焊接工艺的选择和优化方法。
明确低碳钢和低合金钢的特点和差异是很重要的。
低碳钢是碳含量较低的钢材,通常在0.05%至0.30%之间。
低合金钢是除铁以外,含有其他合金元素的钢材,比如铬、镍、钼等。
两者相比,低合金钢的强度、硬度和耐腐蚀性能更高,但焊接时更容易产生裂纹和热影响区。
针对低碳钢焊接,常用的工艺包括手工电弧焊、气体保护焊、亚气体保护焊、搅拌摩擦焊等。
手工电弧焊是一种常见且简单的焊接方法,适用于较薄的低碳钢板焊接。
气体保护焊可以通过在焊接区域提供氩气保护来避免氧气和氮气的污染,适用于较厚板的焊接。
亚气体保护焊是气体保护焊的改进,通过减少气体流量和添加阻隔材料来降低成本和提高焊接质量。
搅拌摩擦焊是一种新兴的焊接工艺,通过在焊接区域施加搅拌力和摩擦热来实现焊接。
对于低合金钢焊接,常用的工艺包括气体保护焊、亚气体保护焊、电弧焊、电子束焊等。
气体保护焊和亚气体保护焊的原理和操作与低碳钢焊接类似,但焊接参数的选择可能有所不同。
电弧焊是一种常见的焊接方法,可以使用不同类型的电弧焊电机和电极来实现焊接。
电子束焊是一种高能量集中的焊接方法,适用于低合金钢的薄板和小尺寸焊接。
在选择焊接工艺时,需要考虑材料的厚度、焊接位置和环境条件等因素。
焊接过程中还需要注意控制焊接电流、焊接速度、焊接温度和焊接时间等参数,以获得理想的焊接接头质量。
低碳钢和低合金钢焊接工艺的选择需要根据具体材料的特点和焊接要求来确定。
通过合理选择和优化焊接工艺参数,可以确保焊接接头的质量和性能,提高低碳钢和低合金钢的焊接效果。
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摘要本文介绍了金属焊接性以及焊接裂纹的概念,主要介绍冷裂纹的形成与影响因素、金属焊接性的试验研究方法,论述了低碳调质钢的焊接性及焊接工艺特点。
在总结大量资料和焊接实验的基础上,通过低碳调质钢18MnMoNb钢斜Y型焊接裂纹试验,即小铁研试验、18MnMoNb焊接热影响区组织性能试验、18MnMoNb 焊接裂纹断口的扫描电镜分析,分析低碳调质钢的焊接性及产生冷裂纹的原因,并讨论了预热对焊接冷裂纹倾向的减小作用;并对18MnMoNb焊接热影响区组织进行了金相分析和性能研究,最后对18MnMoNb焊接热影响区的显微硬度进行了测试。
完成了低碳调质钢18MnMoNb钢的可焊性研究。
关键词:可焊性;焊接接头;热影响区;焊接裂纹AbstractThis paper introduces the concepts of metal welding and welding cracks,mainly on the formation and cold crack factors,and experimental methods of metal weldable capability,discussed the welding and welding technology features of low-carbon-quality steel.On the base of investigation and weld experiments,through low-carbon-quality steel of 18MnMoNb Y-Silt Type Cracking Test,structure and performance test of 18MnMoNb weld heat affected zone,the scanning electron microscope analysis of 18MnMoNb welding crack fracture,and analysis the welding of low-carbon-quality steel and the reasons of the cold crack and summarize the influence of preheat on cold cracking;and the study completed Metallographic analysis and properties of the metal materials 18MnMoNb weld heat affected zone.Finally,micro-rigidity of 18MnMoNb weld heat affected zone was tested.The metal weldable capability of 18MnMoNb was completed.Key words:weldable;welding joint;HAZ;welding crack目录第1章焊接技术概述 (1)第2章低碳调质钢的焊接基础理论 (3)2.1 焊接冶金过程特点 (3)2.2 焊接接头的组织与性能 (4)2.3 低碳调质钢热影响区的组织分析 (7)2.4 低碳调质钢的焊接性理论分析 (7)2.5 低碳调质钢常用焊接方法 (12)第3章低碳调质钢焊接性能研究试验基础 (14)3.1 低碳调质钢常用焊接工艺 (14)3.2 低碳调质钢的焊接工艺特点研究 (17)3.3 低碳调质钢焊接性试验及分类 (19)3.4 斜Y形坡口焊接裂纹试验法 (20)3.5 渗透探伤法在焊接检测中的应用 (22)3.6 焊接接头金相试样的制备 (23)3.7 焊接裂纹的断裂形式及断口形态 (24)第4章18MnMoNb钢的焊接性试验及分析 (25)4.1 焊接试验准备 (25)4.2 低碳调质钢18MnMoNb斜Y型焊接裂纹试验 (26)4.3 低碳调质钢18MnMoNb焊接裂纹断口扫描电子显微镜分析 (30)4.4 18MnMoNb焊接热影响区组织及性能试验 (31)4.5 18MnMoNb焊接接头的硬度试验 (32)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (37)第1章焊接技术概述焊接技术,又称连接工程,是一种重要的材料加工工艺。
所谓焊接就是把两种或两种以上的材料(同种或异种),通过加热或加压或两种并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。
焊接与其他连接方式不同,不仅在宏观上形成了永久的接头,而且在微观上建立了组织上的内在联系[1]。
由于焊接方法具有节省金属,生产效率高,产品质量好和大大改善劳动条件等优点,在半个世纪内得到飞速发展。
近代焊接技术,从1882年出现碳弧焊开始直到本世纪30年代,在生产上还只是应用气焊和手工电弧焊等简单的焊接方法。
尤其是四十年代,出现了优质电焊条,使焊接技术得到一次飞跃。
以后随着埋弧焊和电阻焊的应用,使焊接过程的机械化和自动化成为现实。
后来又出现电渣焊,各种气体保护焊,直到六十年代发展起来的等离子弧焊、电子束焊、激光焊接等先进的焊接方法的涌现,使焊接技术达到了一个先进的水平。
近年来又在研究能量束焊接,例如太阳能焊接、冷压焊接等新的焊接方法。
可以说焊接方法层出不穷。
金属材料在焊接时要经受加热、熔化、化学反应、结晶、冷却、固态相变等一系列复杂的过程,这些过程又都是在温度、成分及应力极不平衡的条件下发生的,有时可能在焊接区造成缺陷,或者使金属的性能下降而不能满足使用时的要求。
金属本身的物理性能、化学性能和力学性能,都不足以直接说明它在焊接时可能出现什么问题或焊接后能否满足使用要求。
金属焊接性就是金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。
金属焊接性包括两大方面内容,一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷;二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。
这说明,焊接性不仅包括结合性能,而且包括结合后的使用性能[2]。
从理论上分析,只要在熔化状态下能够相互形成溶液或共晶的任意两种金属或合金都可以经过熔焊形成接头。
同种金属或合金之间当然是可以形成焊接接头的。
许多异种金属或合金之间也是可以形成焊接接头的,只是有时是需要通过中间过渡层的。
因此,可以认为上述几种情况都可以看作是“具有一定焊接性”的。
差别在于有的工艺过程很简单,有的工艺过程很复杂;有的接头质量高、性能好、有的接头质量低、性能差。
所以,金属焊接工艺过程简单而有接头质量高、性能好时,就称作焊接性好;反之,就称焊接性差。
所谓工艺焊接性,是指在一定焊接工艺条件下,能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。
对于一般熔焊来讲,焊接过程都要经历加热熔化、冶金反应和随后冷却过程。
因此,工艺焊接性又分为“热焊接性”和“冶金焊接性”。
热焊接性是指焊接热过程中,对焊接热影响区组织性能及产生的缺陷的影响程度,它用于评定被焊金属对热作用的敏感性;冶金焊接性是指冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度。
所谓使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足各种使用性能的程度,其中包括力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度,以及抗腐蚀性能和耐腐蚀性能等。
焊接性的提出为判断材料能否适应焊接加工,提供了可靠的依据。
现阶段,用来判断可焊性的方法很多,如可以直接采用焊接试验,也可以通过分析金属的化学成分、物理特性、与各种气体的亲和力、相图特点,CCT图或SCCT图、热处理状态、焊接工艺条件、保护方式、工艺措施等来评价焊接性。
在本论文中,将简单介绍焊接性及其试验方法,对低碳调质钢的焊接性能进行研究。
低碳调质钢的σs一般为441~980MPa,在调质态供货和使用。
其特点是含碳量更低,淬火组织为低碳马氏体,不仅强度高,并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,焊后也不需要进行调质处理。
必要时可采取消除应力处理。
这类钢由于强度高,主要用于高压设备。
这类刚为了保证良好的综合性能和焊接性,要求C≤0.22%,实际上含碳量都在0.18%以下。
σs 441~490MPa的低合金高强钢中有调质和正火(或正火+回火)两类。
调质钢的韧性和焊接性通常都比同一强度等级的正火钢好;热影响区的淬硬倾向小,冷裂敏感性低。
焊接裂纹是金属焊接时产生的主要缺陷,是在焊缝中的应力大而该部分的塑性变形能(即延伸性)小的情况下产生的。
焊接裂纹产生的主要原因,通常随发生场所、发生时期及其形态的不同可有冷裂纹和热裂纹两种。
焊接金属裂纹主要由焊接金属凝固时的收缩应力所引起。
评定母材焊接性优劣程度的试验称为焊接性试验。
其主要内容有:焊接热裂纹试、焊接冷裂纹试验、焊接热裂纹和层状撕裂试验、焊接热影响区缺口脆性试验和焊接接头的使用性能试验。
在本论文中,对低碳调质钢18MnMoNb进行了斜Y型焊接冷裂纹实验研究并用扫描电镜对裂纹断口进行观察,判断出裂纹的断裂形式,对18MnMoNb钢焊接热影响区组织性能进行了研究,并对其焊接接头组织进行了金相分析及显微硬度分析。
随着人类社会对物质文明的追求、各种新型材料的不断开发及科学技术的不断发展,焊接技术已成为一门独立的科学。
它广泛地应用于石油化工、电力、航空航天、海洋工程、核动力工程、微电子技术,桥梁、船舶、舰艇,以及各种金属结构等工业部门。
而可焊性是焊接的首要条件,可以预料,随着焊接工业的发展,焊接将会向着更加高效、环保、新型的方向发展。
第2章低碳调质钢的焊接基础理论2.1焊接冶金过程特点熔焊时,金属、熔渣与气相之间进行一系列的化学冶金反应,如金属氧化、还原、脱硫、脱磷、参合金等。
这些冶金反应可直接影响焊缝的成分、组织和性能。
近年来,通过焊接材料向焊缝中加入微量合金元素(如Ti、Mo、Nb、V、Zr、B和稀土等)、适当的降低寒风中的碳、最大限度的排除焊缝中的硫、磷、氧、氮、氢等杂质强化焊缝,提高焊缝的韧性。
焊接冶金过程实质上是金属在焊接条件下的再熔炼过程,具有下列特点:(1)电弧反应区温度高电弧焊时弧柱温度可达6000℃以上,熔滴温度可达1800~2400℃,熔池平均温度也在(1770±100)℃左右。
在这样高的温度下,工件焊接区局部金属熔化形成熔池,焊条也熔化,通过电弧进入熔池。
熔池上部充满大量气体,熔池中有一定熔渣。
在这个高温的焊接区,不仅有气体分子,而且存在受热分解的气体原子及受激发的气态离子。
气体的状态不同,在金属中的溶解度也不同。
以原子、离子状态存在的气体,其化学活性显著增加,在金属中的溶解度也随之增加。
因此,电弧焊时,熔化金属吸收的气体量常常超过它的标准溶解度,从而严重影响焊缝金属的成分和性能。
(2)熔池体积小,冷却速度快电弧焊时,熔池体积最大只有30cm3,质量不超过100g,而且熔池周围被金属包围,冷却速度较快,平均冷速为4~100℃/s,与铸锭冷速相差几千倍[铸锭平均冷速为(3~150)×10-4℃/s]。