高强钢EQ56和EH36焊接工艺
高强钢EQ56和EH36焊接工艺
本文选择低合金超高强度钢EQ56和高强度钢EH36作为试验材料，采用FCAW-G（药芯 焊丝CO2气体保护焊）和SMAW（药皮焊条手工电弧焊）2种不同的焊接工艺对两种材料进 行施焊，分析不同焊接工艺对焊缝金属、热影响区以及母材金属组织和性能的影响。
2.1 试验材料
试板为鞍钢集团新轧钢股份有限公司生产的TMCP钢板, EQ56钢板25.5×2800×9600mm 和EH36钢板40×3200×12000mm，并加工成EQ56钢板25.5×400×1000和EH36钢板 25.5×400×1000的试板若干，试板的化学成分见表2-1及力学性能见表2-2所示。
1. 引言
随着材料科学和工程技术的发展，现代结构材料对焊接质量的要求越来越高。研究表明， 不同的焊接工艺对焊接接头的内部晶粒结构有显著影响，从而影响焊缝金属的强度等性能， 细小的等轴晶能减少结晶裂纹、提高力学性能(如强度、韧性、硬度、疲劳寿命等)。因此， 制定最佳的焊接工艺，控制焊接接头的性能和内部组织成为人们研究的热点。在研究同种钢 焊接的同时，人们也在不断的研究异种钢之间的焊接，在很多领域都会涉及到焊接问题，特 别在造船和海洋平台行业对钢材的焊接有着更高的要求。众所周知，焊接是造船和海洋平台 的关键技术，焊接接头的好坏直接影响整个船体的质量[1]，焊接接头的性能和组织变化也 使众多结构工作者关注的焦点。但高强钢对应力敏感性很大，这给焊接带来很大问题。HAZ 硬度是确定焊接性的重要指标，从某种意义上讲HAZ 最高硬度代表了冷裂纹的倾向性。热 影区中硬度主要取决于化学成分和焊接条件（碳当量和t8/5）。对于EQ56和EH36这样的低 合金超高强钢和高强钢来说，在小线能量焊接时，还会出现脆硬组织进而裂纹倾向性增加。 其最高硬度出现在或靠近熔合线附近的CGHAZ（热影响区粗晶区），裂纹也常在此区产生。 母材中的化学成分，扩散氢含量，线能量，接头拘束，环境温度等因素都会引发氢裂纹[2]。 目前在船厂使用的超高强钢和高强钢基本都是TMCP （Thermo Mechanical Control Process： 热机械控制工艺）钢，按以往碳当量公式及硬度指数进行计算应该不预热即可满足焊接工艺 要求，但此类新的低碳类合金高强钢在直接焊接后却存在着种种问题及缺陷[3]。
高强钢焊接通用工艺
高强钢焊接通用工艺一、适用范围本工艺适用于本公司已通过焊接工艺评定的船用高强钢的焊接，对于尚未做过焊接工艺评定的高强度钢不在本通用工艺适用范围内。
二、工艺内容1．焊接材料的选用及焊接方法1．1焊接方法主要采用埋弧自动焊，CO气体保护焊及手工电弧焊。
21．2焊接材料自动焊丝H10Mn2G（牌号为BHM-5），焊剂HJ331，CO焊丝2TWE-711，焊条TL-507。
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350℃～400℃烘焙1～2个小时后方可保温使用。
以上材料一旦受潮，则禁止使用。
2．定位焊及装配要求2．1定位焊装配要避免强力装配，对接错边量不得超过 1mm，定位焊缝长度喂50mm，角焊缝的焊喉厚度应小于正式的厚度，禁止在非焊接处引弧。
正式焊接前涵道两侧10mm及坡口内均应打磨干净，不得有油污、水分、毛刺、铁锈等杂物，定位焊缝若有裂纹，则在正式焊接前要求彻底去除。
2．2装配马板、起吊马板及加强排等的焊缝应离开正式焊缝的边缘不少欲30mm。
拆除时马板允许用锤击法拆除，只能用气割拆除后用碳刨铲平，不得损伤母板表面，然后用砂轮磨平。
2．3因所用的船用钢板均为高强钢，所以所有的焊接，无论是正式焊接还是定位焊接，包括补焊，均应在焊前进行预热，预热温度为120℃。
3．焊接要求及施工工艺3．1高强钢的长直焊缝对接采用埋弧自动焊，采用多层多道焊。
正面焊缝焊3层7～8道，反面焊缝焊2层5道，正面焊缝焊完后，反面焊缝刨清根，用8mm碳棒扣槽8mm（出白为止），再采用自动焊接。
为减少焊接变形，焊正面焊缝时放5mm 的反变形，焊反面焊缝时加马板固定。
在焊接时需控制焊接线能量，保持层间温度在120℃左右。
焊接坡口见图3-1，焊接参数见附表1。
3．2每焊完一道焊缝后，需将焊渣清理干净，并检查焊缝中有无气孔、裂纹等缺陷。
如有上述缺陷，必须将其彻底清除后，方可继续焊接下一道焊缝。
3．3高强钢其它各种位置的对接采用手工电弧焊及CO气体保护焊，焊条为2TL-507，焊丝为TWE-711及Supercored81—K2。
EH36船用高强度钢焊接工艺研究
ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ．Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｗｅ ｌ ｉｎ ｄ ｇ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｃ ａ ｎ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｉｎ ｄ ｇ ｅ ｖ ｌ ａ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
关键词 ：Ｅ Ｈ３ ６船 用 高强钢 ；焊接 工 艺 ；力 学性 能
中 图分 类 号 ：ＴＧ４ ５ ７ ． １ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：２ ０ ９ ５ — ５ ９ ２ ８（ ２ ０ １ ７ ）０ １ — ５ ９ 一 Ｏ ３
Ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏ ｎ Ｗ ｅ ｌ ｄｉ ｎｇ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ＥＨ３ ６ Ｍ ａ ｒ ｉ ｎｅ Ｈｉ ｇ ｈ Ｓｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ Ｓｔ ｅ ｅ ｌ
Ｗ ＡＮ Ｇ Ｂｏ
（ Ｂｏ ｈ ａ ｉ Ｓ ｈ ｉ ｐ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｖｏ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｌ ａ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｘｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ １ ２ ５ １ ０ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：ＥＨ３ ６ ｍａ ｉｎ ｒ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ ，ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｔｈ ｇ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗ
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高强度钢焊接工艺规程
高强度钢焊接工艺规程本工艺适用于低碳钢和低合金高强度钢各种大型钢结构工程焊接，其焊接生产率高，抗裂性能好，焊接变形小，适应变形范围大，可进行薄板件及中厚板件焊接。
一焊接准备1. 焊接前，接头清洁要求在坡口两侧30mm 范围内，将影响焊缝质量的毛刺、油污、水锈脏物、氧化皮清洁干净。
2•当施工环境温度低于0C或钢材的碳当量大于0.41%，及结构刚性过大，物件较厚时应采用焊前预热措施，预热温度为80C ~100C，预热范围为板厚的5倍, 但不小于100mm。
3. 工件厚度大于6mm 时，为确保焊接强度，在板材的对接边缘应采用开切V 形或X形坡口，坡口角度为60°钝边p为0~1mm,装配间隙b为0~1mm；当板厚差》4mm时，应对较厚板材的对接边缘进行削斜处理。
4. 焊前应对CO2 焊机送丝顺畅情况和气体流量作认真检查。
5. 若使用瓶装气体应作排水提纯处理，且应检查气体压力，若低于9.8X10：5PQ （10kgf/mm2）应停止使用。
6. 根据不同的焊接工件和焊接位置调节好范围，通常的焊接规范可以用以下公式：V=0.04I+16 （允许误差± 1.5V）二焊接材料1. CO2气体纯度要求99.5%;含水量不超过0.1%;含碳量不超过0.1%。
2. 焊丝牌号：低碳钢及高强度低合金钢重要结构焊接选用H08Mn2SiA 。
低碳钢及一般结构焊接选用H08MnSi 。
焊丝表面镀铜不允许有锈点存在。
三焊接规范板厚mm焊丝直径mm焊接规范电流A电压V气体流量l/min10.860~8016~1710~123 1.0120~15018~2010~126 1.0140~16021~2210~1210 1.2180~20023~2414~18>20 1.2210~24025~2818~2010~20 1.2100~12020~2214~18（适用于立、横、仰焊）3~20 1.2140~17021~2414~18（适用于立向下角焊及立向上角焊）如使用药芯焊丝，焊接时间可参考此规范。
自升式钻井平台桩腿焊接工艺注意事项简介
自升式钻井平台桩腿焊接工艺注意事项简介
横向焊接残余应力和变形 另外，我们又知由于一条焊缝不是在同一时内完成，而总是要一段一段地逐步焊完，焊缝全长上 的加热时间不一致，同一时间内各段受热温度不均匀，膨胀与收缩也不一致，因此这段与那段之间 就形成了对自由变形的互相限制。先焊部分受到后焊焊缝横向收缩的作用，而它又限制了后焊焊缝 的横向收缩，因此后焊焊缝末端受到拉应力作用，先焊部位受到压应力作用。总的横向应力是由上 述两部分应力合成的结果。 对接焊缝的横向收缩所引起的横向应力分布比较复杂。当焊接方法、施焊方向、焊接程序、焊接 线能量、外界刚性固定条件等稍有不同，则其应力分布也不同。 当两块钢板固定后进行接头对接焊缝时，虽然变形较小，但应力值很大，可能引起裂缝，因此采 用时要特别考虑这一点。分段退焊法和从中间向两端焊（对称焊法）较好，应力分布比较均匀，焊 接变形较小。但是要注意在直通焊时，板材则往往由于受到很大的压缩应力，丧失稳定性而产生波 浪变形。
自升式钻井平台桩腿焊接工艺注意事项简介
弯曲变形 焊接时焊件的弯曲变形是综合的，它是由纵向弯曲变形和横向弯曲变形综合而成的。弯曲变形与加 热引起的压缩塑性变形区宽度、焊缝离构件重心的距离以及构件的刚性等有密切关系。构件的刚性， 是它抵抗变形的能力，主要决定于结构的形状和尺寸的大小。在其他条件相同时，增加焊件的刚性， 将有利于减小弯曲变形。 弯曲变形的大小以挠度的数值来度量，而挠度的大小与焊件的长度成正比。纵向收缩可造成弯曲变 形，横向收缩也可以造成弯曲变形。横向收缩变形对弯曲的影响也是不容忽视的。
自升式钻井平台桩腿焊接工艺注意事项简介 二、桩腿高强钢、厚板（管）焊接特点
多层多道焊； 严格控制热焊接输入； T、K、Y全熔透焊缝；（结合桩腿图纸） 焊前需要预热、需要控制道间温度、焊后后热缓冷及后热处理等； 预热困难，效率低下； 焊后残余应力大，焊后变形控制困难，难以矫正； 工人劳动强度大； 焊后冷裂倾向大。
低合金高强度钢的焊接工艺
低合金高强度钢的焊接工艺1）焊接方法的选择低合金高强度钢可承受焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、气电立焊、电渣焊等全部常用的熔焊及压焊方法焊接。
具体选用何种焊接方法取决于所焊产品的构造、板厚、堆性能的要求及生产条件等。
其中焊条电弧焊、埋弧焊、实心焊丝及药芯焊丝气体保护电弧焊是常用的焊接方法。
对于氢致裂纹敏感性较强的低合金高强度钢的焊接，无论承受那种焊接工艺，都应实行低氢的工艺措施。
厚度大于 100mm 低合金高强度钢构造的环形和长直线焊缝，经常承受单丝或双丝载间隙埋弧焊。
当承受高热输入的焊接工艺方法，如电渣焊、气电立焊及多丝埋弧焊焊接低合金高强度钢时，在使用前应对焊缝金属和热影响区的韧性能够满足使用要求。
2）焊接材料的选择低合金高强度钢焊接材料的选择首先应保证焊缝金属的强度、塑性、韧性到达产品的技术要求，同时还应当考虑抗裂性及焊接生产效率等。
由于低合金高强度氢致裂纹敏感性较强，因此，选择焊接材料时应优先承受低氢焊条和碱度适中的埋弧焊焊剂。
焊条、焊剂使用前应按制造厂或工艺规程规定进展烘干。
为了保证焊接接头具有与母材相当的冲击韧性，正火钢与控轧控冷钢焊接材料优先选用高韧性焊材，配以正确的焊接工艺以保证焊缝金属和热影响区具有优良的冲击韧性。
3）焊接热输入的把握焊接热输入的变化将转变焊接冷却速度，从而影响焊缝金属及热影响区的组织组成，并最终影响焊接接头的力学性能及抗裂性。
屈服强度不超过500MPa 的低合金高强度钢焊缝金属，如能获得细小均匀针状铁素体组织，其焊缝金属则具有优良的强韧性。
而针状铁素体组织的形成需要把握焊接冷却速度。
因此为了确保焊缝金属的韧性，不宜承受过大的焊接热输入。
焊接操作上尽量不用横向摇摆和挑弧焊接，推举承受多层窄焊道焊接。
热输入对焊接热影响区的抗裂性及韧性也有显著的影响。
低合金高强度热影响区组织的脆化或软化都与焊接冷却速度有关。
由于低合金高强度钢的强度及板厚范围都较宽，合金体系及合金含量差异较大，焊接时钢材的状态各不一样，很难对焊接热输入作出统一的规定。
EH36钢的焊接工艺
焊， 自保护药芯焊丝半自动焊填充、盖面。
第１种方案： 焊条电弧焊灵活简便、适应性强， 但每层焊
道厚度较大， 焊接效率低。其显著特点是焊缝质量好， 适合于
焊接较为重要的部件， 但工人掌握的难度较大， 根焊适应性较
纤维素焊条差， 多用来进行填充、盖面。所以采用钨极氩弧焊
根焊， 焊条电弧焊填充、盖面。
第２种方案： 纤维素型焊条向下焊的显著特点是根焊适应
相匹配， 在选择焊接材料时应从母材的力学性能出发， 而不是
从化学成分出发选择与母材成分完全一样的焊接材料。因此，
本 文 采 用 了 如 下 焊 材 ： 方 案１采 用!２．５ ｍｍ ＥＲ５０－ ６焊 丝 根 焊 ，
!４．０ ｍｍ Ｅ５５１５焊 条 填 充 、 盖 面 ； 方 案２采 用!４．０ ｍｍ Ｅ６０１０
当焊完一层后， 应用钢丝刷和角向磨光机清理焊道表面后 才能进行下一层焊接； 如采用定位焊固定管口， 则应采用与根 焊相同的焊材和焊接方法， 且焊接工艺参数也应与根焊相同。 管口组对的定位焊缝长度为３０￣４０ ｍｍ， 沿圆周均布。
施 焊 的 环 境 应 符 合 下 列 要 求 ： 当 采 用ＴＩＧ焊 时 ， 风 速 应 小 于２ ｍ／ｓ； 采 用 低 氢 型 焊 条 时 ， 风 速 应 小 于５ ｍ／ｓ； 其 它 焊 接 方 法风速应小于８ ｍ／ｓ； 环境温度应高于０ ℃。施焊环境不符合上
（ ＡＷＳ Ａ５．１） 焊 条 根 焊 ， !２．０ ｍｍ Ｅ７１Ｔ８ － Ｎｉ１ （ ＡＷＳ Ａ５．２９）
填充、盖面。
２种工艺所用焊接材料的化学成分见表３， 力学性能见表４。
表３ 焊接材料的化学成分 （ 质量分数） （ ％ ）
焊材
Ｃ
Ｓｉ
Ｍｎ
高强度结构用钢焊接施工工艺规范
1 范围本规范规定了船用高强度结构用钢（简称高强钢）焊接施工中的焊接前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。
本规范适用于钢种牌号为AH32、DH32、EH32和AH36、DH36、EH36等，且板厚≤50mm。
应用于各类船体建造及其他焊接件的生产。
2 规范性引用文件3 焊接前准备3.1高强钢材料高强钢含合金元素总量≤5 %，屈服强度为（300～450）MPa的船用低合金结构钢，具有强度高、综合机械性能好、加工性和焊接性好的特点。
3.2 焊接材料3.3 焊接坡口高强度钢全熔透焊缝的坡口形式按《焊缝坡口型式》要求。
4 人员4.1 凡参与高强度钢焊接的焊工，必须是经过专业培训和考试，在取得有关船级社资格证书后，方能参与相应等级的高强度钢焊接。
4.2 从事高强度钢作业的装配、定位焊工，必须是经过专业培训和考试。
4.3 焊工上岗前必须带好一切必备工具。
如：榔头、钢丝刷等。
5 工艺要求5.1 切割、装配要求5.1.1 装配定位焊所用的焊条、焊丝，应与被焊母材材质相匹配。
5.1.2 装配定位焊焊缝长度不得小于50mm,定位焊之间间距300mm左右。
有坡口的定位焊焊缝高度不得高于坡口深度的一半。
5.1.3 高强度钢在装焊过程中，不允许在钢板上随意引弧或电弧闪击，若不慎发生后，应进行焊接修补,焊缝修补长度不小于50mm并磨平。
5.1.4 装配工在拆除“吊马”、“装配马”或胎架时，应先在“吊马”、“装配马”或胎架角钢的根部距钢板约10 mm处切割，然后采用碳弧气刨将剩余部分刨平、磨光。
若发现钢板表面由于切割受损时，应进行焊接修补、磨平。
5.1.5 对于使用砂轮进行磨削修整焊缝时，其磨削处不得形成凹坑5.2 高强度钢所用焊接材料的使用要求5.2.1 高强度钢所用的焊接材料使用前，需按规定进行烘焙、保温，烘焙、保温时间应记录在册。
5.2.2 领用焊条时必须带好保温筒储放，焊接过程中，若焊条冷却或环境温度低于零度，保温筒必须接上电源。
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Amps or WFS
1.2
DCEP 140～150A
1.2
DCEP 140～150A
1.2
DCEP 160～170A
BACK GOUGING
1.2
DCEP 150～160A
1.2
DCEP 150～160A
1.2
DCEP 150～160A
Volts
24～25V 24～25V 24～25V
21～22V 21～22V 21～22V
高强钢 EQ56 和 EH36 焊接工艺
李刚，张涛，相珺
辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，辽宁阜新 (123000)
E-mail：zhangtao6510337@
摘 要：本文通过对 EQ56 和 EH36 之间的焊接性进行分析，以及对 EQ56 和 EH36 之间进 行焊接工艺评定试验，分析了不同的焊接工艺对焊缝金属、热影响区和母材金属组织和性能 的影响。试验结果表明，EQ56 和 EH36 焊接接头的性能均能满足要求。不同焊接工艺对接 头低温冲击性能和热影响区的硬度影响较大，而对接头强度和抗裂性能影响不大。 关键词：超高强度钢 EQ56；高强度钢 EH36；焊接；焊接工艺评定
Class
Volts
CHE58-1
3.2
DCEP
100～110A
19～20V
CHE58-1
4.0
DCEP
180～190A
23～24V
CHE58-1
4.0
DCEP
160～170A
22～23V
BACK GOUGING
CHE58-1
4.0
DCEP
120～130A
20～21V
CHE58-1
4.0
DCEP
180～190A
σ5/% 25
540
610
28
Akv/J (-40℃) 130 100
2.3 焊接工艺
2.3.1 坡口加工 坡口形式直接影响焊接接头的性能和焊接成本，为防止经热切割时产生淬硬脆裂趋势，
本文的坡口加工采用机械法，坡口型式与几何尺寸[4]如图2-5所示。用磨光机将坡口表面及 坡口两侧打磨至有金属光泽，去除毛刺，坡口用丙酮脱脂。焊前将坡口及其边缘内、外表面 20mm范围内的油、锈等清除干净。
表2-3焊接材料的化学成分 Tab.2-3 The chemical composition of the electrode
Chemical Composition (wt%) C Si Mn P
S
Ni
E81T1-Ni1
0.07 0.38 1.32 0.009 0.017 0.90
E7018-1
0.06 0.24 1.10 0.017 0.016 0.012
18
FCAW-G FCAW-G FCAW-G
表2-6 焊接工艺参数 Tab.2-6 The parameters of the welding process
Filler Metal Class
LW-81Ni
LW-81Ni LW-81Ni
LW-81Ni LW-81Ni LW-81Ni
Diameter Cur. Type
EH36
0.09 0.38 1.48 0.003 0.012 0.01 0.01 0.01 0.01 0.036 0.04 0.03 0.01 0.35
EQ56
0.04 0.34 1.46 0.003 0.008 0.44 0.24 0.41 0.14 0.042 0.04 0.01 0.02 0.41
Travel Speed (cm/min) 17.1 27.3～42.4 50.0
26.3 22.1～38.5
35.0
Interpass TEMP. (℃)
30 30～80
90
38 38～96
115
工艺Ⅱ，采用SMAW，2G位置焊接，焊接参数见表2-7所示。
-3-
2.3.4 焊接工艺参数 工艺Ⅰ，采用FCAW-G，2G位置焊接，试板焊接层间温度为30～115℃，保护气体为100%
CO2，气体流量为25L/min，焊嘴直径为20mm,焊接参数见表2-6所示。
Layer/ Pass
1 2～10
11
Process
FCAW-G FCAW-G FCAW-G
12 13～17
图3-2 RT探伤照片（有少量气孔） Fig.3-2 The picture of RT (air hole)
由图3-1和3-2所知，工艺Ⅰ焊缝在进行RT探伤时没有出现缺陷，而工艺Ⅱ中却出现了一 定数量的气孔，焊缝金属中气孔产生的根本原因是在焊接电弧高温下大量溶解于熔滴和熔池 金属的气体原子在熔池结晶时，由于溶解度的突然下降，使得气体原子处于过饱和状态，反 应生成的气体分子由于不溶于金属而在液态金属中形成气泡。当气泡向外逸出的速度小于熔 池的结晶速度时，就在焊缝中形成了气孔。如图3-2所示，在工艺Ⅱ的焊缝中产生的气孔主 要是冶金反应引起的CO气孔，而不是氢气孔，主要是由于所选用的CHE58-1焊条为铁粉低 氢型（碱性）焊条，其中常含有一定的碳酸盐，加热时分解出HF和CO2气体，减少了焊缝的 含氢量，在一定程度上具有防止氢气孔的作用，但在工艺Ⅱ中由于焊接电流达到了180～ 190A，从而使药皮中的碳酸盐提前分解，且分解具有高氧化性的CO2不能被充分还原，产生 了少量的CO气孔。
23～24V
CHE58-1
4.0
DCEP
180～190A
23～24V
Travel Speed (cm/min) 6.1 12.7～28.8 23.9
Interpass TEMP. ℃
30 55～107
109
16.0 12.1～29.0
28.0
32 49～110
110
3. 试验结果及分析
3.1 焊缝缺陷与分析
Mechanical Properties EQ56 EH36
表2-2 EQ56和EH36钢板的力学性能 Tab.2-2 The mechanical properties of EQ56 and EH36 steel
Y.S. N/mm2 T.S. N/mm2 EL % Akv(-40℃) J
560
-2-
图2-5 焊接接头坡口的形状及尺寸 Fig.2-5 The shape and size of the groove
2.3.2 焊条烘干 为了保证焊缝金属的力学性能，减少焊缝金属中的含氢量，提高焊条的使用性能，焊条
在使用前必须经过烘干。烘干规范为：采用远红外焊条烘干箱，加热到350～400℃，下烘烤 60～120min。
Mo 0.16 0.022
Cr — 0.005
V — 0.007
Mechanical Properties E81T1-Ni1 E7018-1
表2-4焊接材料的力学性能 Tab. 2-4 The mechanical properties of the electrode
σs/MPa 640
σb/MPa 560
-1-
表2-1 EQ56和EH36钢板的化学成分 Tab.2-1 The chemical composition of EQ56 and EH36 steel
Chemical C Si Mn S Composition ﹪ ﹪ ﹪ ﹪
P Cu Cr Ni Mo Al Nb V Ti Ceq ﹪ ﹪﹪﹪﹪ ﹪ ﹪﹪﹪﹪
1. 引言
随着材料科学和工程技术的发展，现代结构材料对焊接质量的要求越来越高。研究表明， 不同的焊接工艺对焊接接头的内部晶粒结构有显著影响，从而影响焊缝金属的强度等性能， 细小的等轴晶能减少结晶裂纹、提高力学性能(如强度、韧性、硬度、疲劳寿命等)。因此， 制定最佳的焊接工艺，控制焊接接头的性能和内部组织成为人们研究的热点。在研究同种钢 焊接的同时，人们也在不断的研究异种钢之间的焊接，在很多领域都会涉及到焊接问题，特 别在造船和海洋平台行业对钢材的焊接有着更高的要求。众所周知，焊接是造船和海洋平台 的关键技术，焊接接头的好坏直接影响整个船体的质量[1]，焊接接头的性能和组织变化也 使众多结构工作者关注的焦点。但高强钢对应力敏感性很大，这给焊接带来很大问题。HAZ 硬度是确定焊接性的重要指标，从某种意义上讲HAZ 最高硬度代表了冷裂纹的倾向性。热 影区中硬度主要取决于化学成分和焊接条件（碳当量和t8/5）。对于EQ56和EH36这样的低 合金超高强钢和高强钢来说，在小线能量焊接时，还会出现脆硬组织进而裂纹倾向性增加。 其最高硬度出现在或靠近熔合线附近的CGHAZ（热影响区粗晶区），裂纹也常在此区产生。 母材中的化学成分，扩散氢含量，线能量，接头拘束，环境温度等因素都会引发氢裂纹[2]。 目前在船厂使用的超高强钢和高强钢基本都是TMCP （Thermo Mechanical Control Process： 热机械控制工艺）钢，按以往碳当量公式及硬度指数进行计算应该不预热即可满足焊接工艺 要求，但此类新的低碳类合金高强钢在直接焊接后却存在着种种问题及缺陷[3]。
705
19.5 350 470 460
455
530
28.5 254 321 326
Supply Condition TMCP
2.2 焊接材料的选择
焊接EQ56和EH36时采用等韧性原则，选择焊缝韧性不低于基体金属的低组配焊接接头 比较合理。采用FCAW-G工艺时，选用的焊接材料是E81T1-Ni1 JC (LinColn LW-81Ni1)药芯 焊丝。焊丝尺寸：φ1.2mm；符合AWS A5.29-98 E81T1-Ni1及GB/ T 17493-1998 E551T1-Ni1， 并取得ABS船级社的认可证书，认可等级为：4Y400SA H10。当采用SMAW工艺时，选用的 焊接材料是E7018-1(CHE58-1)焊条。焊条尺寸：φ3.2mm和φ4.0mm；符合AWS A5.5 E7018-1 及GB/T 5117-1995 E5018-1，并取得ABS船级社的认可证书，认可等级为：3YH5。焊接材料 成分及性能如表2-3，表2-4所示。