低合金钢的焊接工艺

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低合金钢是在碳素钢的基础上添加一定量的合金化元素而成，其合金元素的质量分数一般不超过5%，用以提高钢的强度并保护其具有一定的塑性和韧性，或使钢具有某些特殊性能，如耐低温、耐高温或耐腐蚀等。常用来制作焊接结构的低合金钢可分为高强度钢、低温用钢、耐腐蚀用钢及珠光体耐热钢四种。
一、低合金钢在焊接过程中，选用的焊条主要有以下几种：
1）超低氢焊条（J×××H）用超低氢焊条焊接时，由于焊缝金属中扩散氢含量极低，因而可以明显提高抗裂性能，可以降低焊前预热温度。因此，在焊接重要的低合金钢产品时，为了提高抗裂性，简化焊接工艺，超低氢焊条在国内外焊接生产中应用受到普遍重视。
2）高韧性焊条（J×××GR）某些低合钢重要产品要求具有良好的低温韧性，而一般的低氢型焊条，熔敷金属的低温韧性满足不了这种要求。为了适应于工作条件亚劣的海上采油平台和压力容器等低合金钢焊接结构的需求，国内外研制生产了高韧性焊条，如J507GR（亦称 J507NiTiB）等焊条的熔敷金属-40℃V形缺口夏比冲击吸收功不低于47J。为了提高焊接结构的安全性和抗脆断能力，除了要求焊缝金属具有良好的低温冲击韧性外，还要求焊缝具有良好的断裂韧度。如海上采油平台结构，要求焊缝金属-10℃的临界COD值或NDT温度。采用一般的J507低氢型焊条焊接Q345R及Q420R钢压力容器，焊缝金属的临界COD值常常低于母材，而采用高韧性焊条焊接则可以保证焊缝金属的-40℃冲击性能和COD值达到母材水平。
3）高韧性超低氢焊条（J×××RH）这类焊条兼有良好的抗裂性和焊缝低温韧性，如J506RH、J556RH、 J607RH及J707RH等。这些高韧性焊条及高韧性超低氢焊条可用于海上采油平台、压力容器、航船、工程矿山机械以及在严寒地区服役的重要低合金钢结构的焊接。
4）耐吸潮焊条（J×××LMA）耐吸潮是指药皮在潮湿空气中具有耐吸潮的能力。对于低氢型耐吸潮焊条，要求焊条烘干后，由烘箱取出在高温度环境下使用期间内药皮含水量仍能符合规定要求。如J506LMA耐吸潮焊条经350℃、2h烘干后，在相对温度大于80%的环境中使用，8h内药皮含水量仍满足要求。，国外已有多种耐吸潮低氢型焊条替代了一般的低氢型焊条。
二、低合金钢用焊接材选用的原则
1）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韧性、塑性及强度。只要焊缝强度或焊接接头的实际强度不低于产品要求即可。焊缝金属强度过高，将导致焊缝韧性、塑性以致抗裂性能的下降，从而降低焊接结构生产及使用的安全性，这对于焊接接头的韧性要求高，且基材的抗裂性差的低合金钢结构的焊接尤为重要。海洋工程、超高强钢壳体及压力容器选用的焊接材料，还应保证焊缝金属具有相应的低温、高温及耐蚀等特殊性能。
2）选择焊接材料时，还要考虑工艺条件的影响
①坡口和接头形式的影响采用同一焊接材料焊同一钢种时，如果坡口形式不同，则焊缝性能各导异。②焊后加工工艺的影响对于焊后经受热卷或热处理的条件，必须考虑焊缝金属经受高温热处理后对其性能的影响。应保证焊缝热处理后仍具有所要求的强度、塑性和韧性，一般正火处理后的焊缝强度要比焊态时低，对于在焊后要经受正火处理的焊缝，应选用合金分较高的焊接。焊件焊后要进行消除应力热处理，一般焊缝金属的强度将降低，这时也应选用合金成分较高的焊接材料。对于焊后经受冷卷或冷冲压的焊件，则要求焊缝具有较高的塑性。
3）对厚板、拘束度大及冷裂倾向大的焊接结构 应选用超低氢焊接材料，以提高抗裂性能，降低预热温度。厚板、大拘束度焊件，第一层打底焊缝最容易产生裂纹，此时可选用强度稍低、塑性、韧性良好的低氢或超低氢焊接材料。
4）对于重要的焊接产品 如海上采油平台、压力容器及船舶等，为确保产品使用的安全性，焊缝应具有高韧性焊接材料，如高碱度焊剂、高韧性焊丝、焊条、高纯度的保护气体并采用 Ar+CO2混合气体保护焊等。
5）为提高生率 可选用高效铁粉焊条、重力焊条、高熔敷率的药芯焊丝及高速焊剂等，立角焊时可用立向下焊条，大口径管接头可用高速焊剂，小口径管接头可用底层焊条。
6）为改善卫生条件 在通风不良的产品中焊接时（如船仓、压力容器等），宜采用低尘低毒焊条。
三、低合金钢的强化机理
低合金高强度的强化机理与碳素钢不同，碳素钢主要通过钢中的碳含量形成珠光体、贝氏体和马氏体来达到强化；而低合金高强钢的强化主要是通过晶粒细化、沉淀硬化及亚结构的变化来实现。
四、低合金钢用焊接材选用
1）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韧性、塑性及强度。只要焊缝强度或焊接接头的实际强度不低于产品要求即可。焊缝金属强度过高，将导致焊缝韧性、塑性以致抗裂性能的下降，从而降低焊接结构生产及使用的安全性，这对于焊接接头的韧性要求高，且基材的抗裂性差的低合金钢结构的焊接尤为重要。海洋工程、超高强钢壳体及压力容器选用的焊接材料，还应保证焊缝金属具有相应的低温、高温及耐蚀等特殊性能。
2）选择焊接材料时，还要考虑工艺条件的影响
①坡口和接头形式的影响采用同一焊接材料焊同一钢种时，如果坡口形式不同，则焊缝性能各导异。②焊后加工工艺的影响对于焊后经受热卷或热处理的条件，必须考虑焊缝金属经受高温热处理后对其性能的影响。应保证焊缝热处理后仍具有所要求的强度、塑性和韧性，一般正火处理后的焊缝强度要比焊态时低，对于在焊后要经受正火处理的焊缝，应选用合金分较高的焊接。焊件焊后要进行消除应力热处理，一般焊缝金属的强度将降低，这时也应选用合金成分较高的焊接材料。对于焊后经受冷卷或冷冲压的焊件，则要求焊缝具有较高的塑性。
3）对厚板、拘束度大及冷裂倾向大的焊接结构 应选用超低氢焊接材料，以提高抗裂性能，降低预热温度。厚板、大拘束度焊件，第一层打底焊缝最容易产生裂纹，此时可选用强度稍低、塑性、韧性良好的低氢或超低氢焊接材料。
4）对于重要的焊接产品 如海上采油平台、压力容器及船舶等，为确保产品使用的安全性，焊缝应具有高韧性焊接材料，如高碱度焊剂、高韧性焊丝、焊条、高纯度的保护气体并采用 Ar+CO2混合气体保护焊等。
5）为提高生率 可选用高效铁粉焊条、重力焊条、高熔敷率的药芯焊丝及高速焊剂等，立角焊时可用立向下焊条，大口径管接头可用高速焊剂，小口径管接头可用底层焊条。
6）为改善卫生条件 在通风不良的产品中焊接时（如船仓、压力容器等），宜采用低尘低毒焊条。
五、低合金高强度钢的分类
低合金高强度钢按其用途还可分为：锅炉用钢、管线用钢、容器用钢、造钢用钢及桥梁用钢等。

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呵呵 粘贴到word了
多谢分享

xlghb

好东西，谢谢了。我复制了

雪花乱

回复 3# xlghb


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