低合金高强度钢焊接特点概述
11-4低合金高强度结构钢的焊接
钢材牌号
电渣焊 焊丝牌号 焊剂牌号
焊条电弧焊焊 条型号 E4303、E4301 E4316、E4315
埋弧焊 焊丝型号 H08A H08MnA 不开坡口 H08A 中板开坡口 H08MnA H10Mn2 H10MnSi 厚板开坡口 H10Mn2 焊剂牌号 HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ350
不开坡口 H08MnA 中板开坡口 H10MnSi H10Mn2 H08MnMoA 厚板开坡口 H08MnMoA H08MnMoA
HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ350 HJ250 HJ431 HJ350
Q420
H10MnMoVA
HJ431 HJ360
E5516-G E5515-G E5516-D1 E5515-D1 E7015-G E7015- D2 E6016-D1 E6015-D2
Q460
H10Mn2MoA H10Mn2MoVA
HJ431 HJ360 HJ350 HJ250
H08Mn2MoA H08Mn2MoVA
HJ350 HJ250
预热 低合金高强度钢焊接时常用的工艺措施是焊前预热 焊前预热。 焊前预热 屈服点在390MPa以下 以下的低合金高强度钢焊接时，可不 预热 屈服点在 以下 可不 预热。 厚板、刚性大的结构钢且环境温度低的条件下，需预热 厚板、刚性大的结构钢且环境温度低的条件下 100～150℃。 屈服点在390MPa以上 以上的低合金高强度钢焊接时，一般需要 屈服点在 以上 一般需要 预热。 预热 后热及焊后热处理 低合金高强度钢后热主要是消氢处理。它是防止冷 裂纹的有效措施之一。 低合金高强度结构钢一般不进行焊后热处理。 只有厚板、强度级别较大及有延迟裂纹倾向的钢需焊后进行 热处理。
低合金高强度结构钢简要.
低合金高强度结构钢High Strength Low Alloy Steel一、定义中国国家标准GB/T13304-1991《钢分类》，参照国际标准，对钢的分类作了具体的规定。
低合金高强度钢HSLA是在碳素钢的基础上，通过加入少量合金元素并在热轧、控轧或热处理状态下，具有高强度、高韧性，较好的焊接性、成型性或耐腐蚀性等特征的钢材。
成分特点：低碳（Wc≤0.2%），低合金。
性能特点：比普通碳素结构钢有较高的屈服强度和屈强比、较好的冷热加工成型性、良好的焊接性、较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性，以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。
二、低合金高强度钢的发展1867-1874年，美国含铬结构钢，1902-1906年，美国含镍结构钢，1915年，美国含锰1.6%桥梁用结构钢。
20世纪60年代以后，冶金生产工艺技术和低合金钢开发均取得巨大发展，锰、硅、铬、镍、钒、钛、铌等微合金元素的强化作用已清楚。
80年代后随着技术进步，通过钢质净化、晶粒细化、组织优化、基体强化等，促进了新型低合金钢的开发。
低合金钢是近30年来发展最快、产量最大、经济性最好、使用面最广、前景最广阔的钢类。
目前，新型的低合金高强度钢以低碳（≤0.1%）和低硫（≤0.015%）为主要特征。
我国是1957年在鞍钢试制成功第一炉低合金钢16Mn，随后研制出16Mn系列的桥梁用、船用、锅炉用、压力容器用、汽车用低合金钢。
1966年，低合金钢产量141万吨，占钢产量8%；至1979年，低合金钢产量254万吨，仍占钢产量8%。
1997年，低合金钢产量2368万吨，占钢产量22%。
各发达工业国家的低合金高强度钢产量约占钢产量的10%。
为进一步提高低合金高强度钢的性能，在低合金高强度钢的基础上，通过进一步降低碳质量分数、微合金化和控制轧制而发展了一系列新型低合金高强度结构钢，主要有以下四种：微合金化低碳高强度钢、低碳贝氏体型钢、低碳索氏体型钢、针状铁素体型钢。
低合金高强度钢焊接性能
低合金高强度钢焊接性能引言钢是最重要的结构材料。
这是由于钢具有很高的强度-价格比，同时还可以用焊接这种最经济的工艺来连接。
尤其是在采用高输入热和不预热的情况下，焊接工艺的经济性更好。
因而对于开发新型的性能更好的低合金高强度钢来说，焊接性能的研究是很重要的。
焊接性能的概念包括对焊缝裂纹的低敏感性和良好的使用性能，即适合的强度和对脆性以及塑性裂纹扩展的抗力。
无裂纹焊接接头导致焊接接头失效的原因主要是不适当的焊接条件或焊接内部的高应力。
一些焊接缺陷，如气孔、凝固裂纹不是本文讨论的内容。
然而因合金成分的影响而引起的焊缝也常发生，这时只有认真研究其物理冶金原理才能解决问题。
当热影响区局部的塑性不足以抵消工作内部的拘束应力和焊接过程中产生的热应力和相变应力时，就会在热影响区（HAZ）内出现冷裂纹。
显微组织中的硬脆相导致塑性下降。
钢中游离氢加剧冷裂纹倾向。
游离氢来源于烘干不充分的焊接材料。
热影响区的低塑性和游离氢的同时存在带来最严重的问题。
为了表述母材化学成分对冷裂纹敏感性的影响，提出了一些回归公式。
表1（1，2）列出了最重要的两个公式。
其中CE适用于>0.18%C的钢种，P CM适用于<0.16%C的现代钢种。
碳当量越低，冷裂纹敏感性越小。
比较两个公式可以明显看出，碳是导致显微组织中形成有害硬脆相的主要元素。
在现代低碳钢中，由于其它合金元素的强化机制和碳的作用不一样，其对焊接性能的不利作用相对较小。
文献（3）对热影响区裂纹敏感性的影响因素进行了定量分析。
这些影响因素有：钢的化学成分、冷却速度（输入热、壁厚、预热温度）和焊条氢含量。
纤维素药皮焊条的氢含量很高，冷裂纹经常在此发生。
图1（4）表明在近海平台用钢板的生产发展中，采用热机械扎制的碳含量低的钢种，其焊接性能得到改善。
不预热就可以实现无裂纹焊接，给用户带来了巨大的经济效益。
除了显微组织对裂纹倾向的影响外，钢的纯净度是另一个同样重要的因素。
尤其是在组焊壁厚T型接头时，厚度方向（Z向）的应力会导致平行于板面的裂纹的产生，这种现象即为大家所知的层状撕裂，其裂纹沿延伸的夹杂物扩展。
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。
常用低合金高强钢的焊接性
常用低合金高强钢的焊接性一、金属焊接性1.概念：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。
含义：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。
评价标准：如果某种金属采用简单的焊接工艺就可获得优质焊接接头并且具有良好的使用性能或满足技术条件的要求，就称其焊接性好；如果只有采用特殊的焊接工艺才能不出缺陷，或者焊接热过程会使接头热影响区性能显著变坏以至不能满足使用要求，则称其焊接性差。
2.影响焊接性的因素1）材料因素材料是指用于制造结构的金属材料及焊接所消耗的材料。
前者称为母材或基本金属，即被焊金属。
后者称为焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等。
材料因素包括化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。
其中化学成分(包括杂质的分布与含量)是主要的影响因素。
碳对钢的焊接性影响最大。
含碳量越高，焊接热影响区的淬硬倾向越大，焊接裂纹的敏感性越大。
也就是说，含碳量越高焊接性越差。
除碳外钢中的一些杂质如氧、硫、磷、氢、氮以及合金钢中常用的合金元素锰、铬、钴、铜、硅、钼、钛、铌、钒、硼等都不同程度地增加了钢的淬硬倾向使焊接性变差。
若焊接材料选择不当或成分不合格，焊接时也会出现裂纹、气孔等缺陷，甚至会使接头的强度、塑性、耐蚀性等使用性能变差。
2）设计因素设计因素是指焊接结构在使用中的安全性不但受到材料的影响而且在很大程度上还受到结构形式的影响。
例如结构刚度过大或过小，断面突然变化，焊接接头的缺口效应，过大的焊缝体积以及过于密集的焊缝数量，都会不同程度地引起应力集中，造成多向应力状态而使结构或焊接接头脆断敏感性增加。
3）工艺因素工艺因素包括施焊方法(如手工焊、埋弧焊、气体保护焊等)、焊接工艺(包括焊接规范参数、焊接材料、预热、后热、装配焊接顺序)和焊后热处理等。
在结构材料和焊接材料选择正确、结构设计合理的情况下工艺因素是对结构焊接质量起决定性作用的因素。
低合金高强度钢及其焊接技术概述-工程
低合金高强度钢及其焊接技术概述-工程低合金高强度钢概述低合金高强度钢的分类低合金高强度结构钢包括一般低合金结构钢和其它一些优质低碳低合金高强度钢，其强度高于含碳量相当的碳素钢，但塑性、韧性和焊接性良好，。
适用于较重要的钢结构，如压力容器、发电站设备、管道、工程机械、海洋结构、桥梁、船舶、建筑结构等。
低合金高强度结构钢是在低碳结构钢的基础上添加一定量的合金元素（如Mn、Si、Cr、Mo、Ni、Cu、Nb、Ti、V、Zr、B、P和N 等，但总量不超过5%，一般在3％以下），以强化铁素体基体，控制晶粒长大，提高强度和塑性、韧性。
一般在热轧后条件下供货以满足用户对冲击韧度的特殊要求。
如要求更高强度（σs=490-980MPa），也可以在调质状态下供货。
低合金高强度结构钢按屈服点（σs）分级。
国外对低合金高强度结构钢已制定标准，规定了C、S和P的上限而且对碳当量的上限，最高硬度及V型夏比值的下限均有严格规定，如日本焊接协会（WES）焊接结构用钢板标准。
低合金高强度结构钢根据屈服点和热处理状态可分为两种：1．非热处理强化钢（热轧与正火钢）（1）σs=249－392MPa级的低合金高强度钢。
除15MnTi 为正火状态供货外，均为热轧状态使用。
这类钢是在含C≤0.20%的基础上加入少量的固溶强化元素来保证钢的强度。
组织为细晶粒的铁素体和珠光体。
Mn是一种固溶强化效果最显著又比较便宜的元素，除增加强度外，还改善塑性、韧性，加入量不超过1.8%。
Si的固溶强化效果也好、但含量高于0.6%，对冲击韧度不利。
我国广泛使用的焊接性良好的16Mn、德国的St52以及日本的SM50均属此类钢。
用它代替普通低碳钢，可节约20%－30%钢材。
还可在16Mn钢中加入少量V （0.03%-0.2%）,Nb（0.01%-0.05%）,利用V、Nb的碳化物和氮化物的沉淀析出进一步提高钢的强度、细化晶粒，改善塑韧性，如12MnV、14MnNb、15MnV和16MnNb等钢种。
低合金高强度结构钢
低合金高强度结构钢
简介
低合金高强度结构钢是一类具有优异力学性能和热处理性能的材料，在工程领
域有着广泛的应用。
本文将从合金元素、工艺特点、应用领域等方面对低合金高强度结构钢进行介绍和分析。
合金元素
低合金高强度结构钢的合金元素主要包括钒、铌、钛、镍等。
这些合金元素的
加入可以有效提高钢的强度、韧性和耐磨性，使其具有较好的焊接性能和冷弯性能。
工艺特点
低合金高强度结构钢在生产加工过程中具有较高的工艺性能，可以通过控制合
金元素的含量和热处理工艺来实现对钢材性能的调控。
通常采用热轧、热处理、冷加工等工艺来制备低合金高强度结构钢。
应用领域
低合金高强度结构钢广泛应用于航空航天、汽车制造、桥梁建设、船舶制造等
领域。
由于其优异的力学性能和热处理性能，低合金高强度结构钢在工程领域中具有重要的地位，可以有效减轻结构自重、提高结构的承载能力。
总结
低合金高强度结构钢是一类具有广泛应用前景的材料，其优异的力学性能和热
处理性能使其在工程领域中具有重要地位。
随着材料科学技术的不断发展，低合金高强度结构钢将在各个领域展现出更广阔的应用前景。
低合金钢的焊接特点
低合金钢的焊接特点
低合金钢啊，那可是个相当有趣的材料呢！它在焊接方面有着自己独特的特点，就像一个有个性的家伙。
低合金钢的强度可不一般，这就好比是一个大力士，能扛起很重的担子。
在焊接时，你可得小心应对，因为它对焊接工艺的要求可不低呀！要是不小心弄错了一点，那可就像精心搭建的积木突然倒了一样。
它的化学成分也比较复杂，就像是一个神秘的配方，需要我们仔细去研究和理解。
不同的化学成分会影响焊接的质量和性能，这可不是闹着玩的！焊接过程中稍有疏忽，可能就会出现裂纹、气孔这些让人头疼的问题。
再说说焊接的热影响区吧，这可是个关键的地方。
就如同人的敏感部位一样，需要特别呵护。
低合金钢的热影响区可能会发生组织和性能的变化，如果不注意控制焊接参数，那可就糟糕了。
难道不是吗？
还有啊，焊接接头的韧性也是很重要的。
这就像运动员的灵活性一样，要是韧性不好，那在使用过程中可能就容易出问题呀！为了保证焊接接头有足够的韧性，我们得采取合适的焊接方法和工艺。
为了能让低合金钢的焊接达到理想的效果，我们得像对待宝贝一样精心照料。
选择合适的焊条、控制好焊接电流和电压、注意焊接速度，这些都是至关重要的呀！难道我们不应该认真对待吗？
总之，低合金钢的焊接可不是一件简单的事儿，它需要我们有足够的耐心和技巧。
只有这样，我们才能让低合金钢在焊接后发挥出它应有的性能和作用。
我们可不能小瞧了它呀，要用心去对待每一次焊接，让它成为我们手中的得力干将！。
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低合金高强度钢焊接概述
低合金高强度结构钢的焊接特点：
1．热影响区的淬硬倾向焊后冷却过程中，易在热影响区中出现低塑性的脆硬组织，这种组织在焊缝扩散氢量较高和接头拘束较大时易产生氢致裂纹。
钢材的碳当量是决定热影响区淬硬倾向的主要因素。
碳当量越高，钢材淬硬倾向越大。
焊接时热影响区过热区的800－500℃的冷却时间（一般用t8/5表示）是另一个重要参数。
该冷却速度越大，则热影响区的淬硬程度越高。
焊接方法、板厚、接头形式、焊接规范、预热温度决定了t8/5的大小。
焊接接头中,热影响区的硬度值最高。
一般用热影响区的最高硬度来衡量淬硬程度的高低。
不同级别的主强度钢热影响区有不同的最高硬度允许值，目前我国还没有明确规定。
2．冷裂纹敏感性低合金高强度钢焊接时出现的裂纹主要是冷裂纹。
因此，焊接时对于防止冷裂纹问题必须予以足够的重视。
钢的强度级别越高，淬硬倾向越大，冷裂纹敏感性也越大。
关于冷裂纹形成机理，是一种比较复杂的现象，一直有人在深入研究。
目前多数人认为产生冷裂纹的三大因素是：
（1）焊缝凝固以后冷却时，由于焊缝一般含碳量比母材低，所以焊缝的奥氏体向铁素体转变较母材早，此时氢的溶解度急剧降低，大
量的氢向仍处于奥氏体的母材热影响区中扩散，由于氢在奥氏体中扩散速度小，在熔合区附近形成了富氢带，含氢量越高，冷裂纹敏感性越大。
（2）滞后相变的热影响区发生奥氏体向马氏体转变的淬硬组织，氢以过饱和状态残存于马氏体中并逐步晶格缺陷等应力集中处扩散聚集，使该处的金属结合强度降低或脆化。
钢的淬硬性倾向越大，冷裂纹倾向也越大。
（3）结构的刚性越大，由于焊接时加热引起的拘束应力也越大。
同时热影响区相变组织应力共同构成了产生冷裂纹的应力条件。
焊接应力越大，冷裂纹敏感性越大。
冷裂纹一般在焊后冷却过程中发生，也可能在焊后数分钟或数天后发生，具有延迟的性质，这可以理解为是氢从焊缝金属扩散到热影响区淬硬区集聚达到某一临界值的时间。
在点固焊时，由于冷却速度快，极易出现冷裂纹，必须特别注意。
3．再热裂纹倾向当焊接厚壁压力容器等结构件时，焊后需进行消除应力热处理，对于含铬、钼、钒、钛、铌等合金元素的钢材，在热处理过程中，易在热影响区的粗晶区产生晶间裂纹。
有时不仅在热处理过程中发生，也可能发生于焊后再次高温加热的使用过程中。
焊接这类高强度低合金钢时，应重视防止再热裂纹问题。
防止再
热裂纹的主要措施是尽量选取对再热裂纹不敏感的材料，选择强度较低的焊接材料，提高预热温度和焊接线能量，以及尽量减少焊接接头中的应力集中等。
4．层状撕裂大型厚板结构件，特别是T型接头，角焊缝处，由于母材轧制时产生的层状偏析（主要是MnS）、各向异性等缺陷，在热影响区或在远离焊缝的母材中产生与钢板表面成梯形平行的裂纹，叫层状撕裂。
焊接大厚度钢板角焊缝时，应注意在选材和工艺上
防止层状撕裂。
5．液化裂纹液化裂纹是一种热裂纹，某些低合金高强度钢焊接时，可能有液化裂纹倾向，主要是由于母材含杂质量（如S、P和Si等）偏高，能在晶间形成低熔点的复合夹杂物（共晶或化合物）。
由于焊接时的高温使近缝区晶间液化，加之随后冷却所出现的焊接应力的作用而引起沿晶开裂。