《調(diào)質(zhì)鋼焊接》ppt課件

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1、§3—2低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接上一級(jí)低碳調(diào)質(zhì)鋼碳含量：在0.09-0.23%，大部分0.16-0.18%強(qiáng)化機(jī)理：相變強(qiáng)化（調(diào)質(zhì)處理〕屈服強(qiáng)度：為490MPa～980MPa合金系：低C、Mn-Ni-Cr-Mo系主合金化元素：Mn、Ni、Cr（<1.6%）、Mo輔合金化元素：V、Nb、Ti、B、Cu熱處理狀態(tài)：淬火＋回火，低碳馬氏體或下貝氏體，綜合機(jī)械性能好典型鋼種：14MnMoVN、HT60~HT80、HY80～HY130上一級(jí)?過熱區(qū)脆化?HAZ軟化?裂紋一、焊接性分析含碳量很低，而且對(duì)硫、磷等雜質(zhì)控制嚴(yán)格，因而有良好的焊接性1.裂紋（1）熱裂紋A

2、、結(jié)晶裂紋：C低、Mn高，S、P控制嚴(yán)，Mn/S高，敏感性小B、HAZ液化裂紋：在高Ni、低Mn的低合金高強(qiáng)鋼中出現(xiàn)，其產(chǎn)生與Mn/S有關(guān)，C高，要求Mn/S高；線能量越大，過熱區(qū)晶粒粗大，晶界熔化嚴(yán)重，晶界面積減少，容易形成液態(tài)薄膜，液化裂紋敏感性增大熔池凹度越大，敏感性大預(yù)防液化裂紋措施：（1）Ni高時(shí)，控制C、S含量，提高M(jìn)n/S比；（2）小q；（3）控制熔池形狀，減小凹度。（2）冷裂紋含碳低，合金元素多，得到低碳M或B，在Ms附近冷速低，Ms較高，M能進(jìn)行“自回火”，可避免產(chǎn)生冷裂紋。低碳調(diào)質(zhì)鋼對(duì)擴(kuò)散氫[H]比較敏感，當(dāng)[H]控制不嚴(yán)

3、時(shí)，冷裂紋敏感性還是相當(dāng)高自回火：碳原子通過擴(kuò)散沿晶體缺陷偏聚而使M強(qiáng)化的現(xiàn)象（3）再熱裂紋Mo—V鋼，特別是Cr—Mo—V鋼對(duì)再熱裂紋的敏感性最高M(jìn)o—B鋼、Cr-Mo鋼也有一定的敏感性低碳調(diào)質(zhì)鋼中合金元素，提高再熱裂紋敏感性作用最大的是V、其次是Mo，Cr影響與含量有關(guān)，當(dāng)wCr<1%，隨其含量增加，再熱裂紋敏感性增加，當(dāng)wCr>1%，隨其含量增加，再熱裂紋敏感性降低。（4）層狀撕裂低碳調(diào)質(zhì)鋼對(duì)雜質(zhì)控制嚴(yán)格，抗層狀撕裂能力較好2.過熱區(qū)脆化原因:冷速較低時(shí)，F(xiàn)首先析出后剩余的奧氏體富碳，這部分高碳A在繼續(xù)冷卻時(shí)將轉(zhuǎn)變?yōu)楦咛嫉腗或B。這種由

4、F、高碳M和高碳B組成的混合組織使過熱區(qū)嚴(yán)重脆化。預(yù)防：提高冷卻速度，避免或盡可能減少先共析F的析出但過分提高冷速也會(huì)使塑性降低或產(chǎn)生冷裂紋但也不是冷速越高越好，過分提高冷速可能使塑性下降并導(dǎo)致冷裂紋產(chǎn)生，對(duì)強(qiáng)度級(jí)別高的鋼都存在一個(gè)韌性最佳的冷卻時(shí)間t8/5，此時(shí)對(duì)應(yīng)的組織為M+B下（10-30%）；低合金調(diào)質(zhì)鋼當(dāng)含Ni較高時(shí)，形成的高Ni馬氏體（甚至上B）都有很高的韌性，因此，增加鋼中的含Ni量能改善近縫區(qū)的韌性母材的強(qiáng)度越高，軟化越顯著調(diào)質(zhì)處理的回火溫度越低，軟化區(qū)越寬焊接熱源越不集中，軟化區(qū)越寬焊接E越大、預(yù)熱溫度過高，軟化加重3.HA

5、Z軟化軟化：熱影響區(qū)的強(qiáng)度低于母材焊前強(qiáng)度的現(xiàn)象。軟化部位：加熱溫度為t回—Ac1之間的區(qū)域低碳調(diào)質(zhì)鋼中由于含有較多固C、N的元素，一般不出現(xiàn)熱應(yīng)變脆化。1、主要依據(jù)A、M轉(zhuǎn)變速度不能太快，以便M能進(jìn)行“自回火”；B、t8/5之間的冷卻速度大于產(chǎn)生脆性組織的臨界速度。2、接頭與坡口形式設(shè)計(jì)為降低焊接應(yīng)力，可采用雙V形或雙U形坡口。對(duì)強(qiáng)度較高的低碳調(diào)質(zhì)鋼無論用何種形式的接頭或坡口，都必須要求焊縫與母材交界處平滑過渡。切割：切割邊緣的硬化層，要通過加熱或機(jī)械加工消除。板厚<100mm時(shí)，切割前不需預(yù)熱；板厚≥100mm，應(yīng)進(jìn)行100～150℃預(yù)熱

6、。強(qiáng)度等級(jí)較高的鋼，最好用機(jī)械切割或等離子弧切割。二、低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接工藝3、焊接方法為使調(diào)質(zhì)狀態(tài)的鋼焊后的軟化降到最低程度，應(yīng)采用熱源比較集中的焊接方法。（1）σs≤980MPa的鋼，可用焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極或熔化極氣體保護(hù)焊等方法焊接；（2）686MPa≤σs≤980MPa的鋼最好用熔化極氣體保護(hù)焊；（3）σs≥980Mpa的鋼（如10Ni-Cr-Mo-Co等），則必須采用鎢極氬弧焊或電子束焊等方法。采用大焊接熱輸入的焊接方法（如多絲埋弧焊或電渣焊）時(shí)，焊后必須進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。4、焊接材料一般采用等強(qiáng)原則，在接頭拘束度很大時(shí)，為了防止冷裂

7、紋，可選用強(qiáng)度略低的填充金屬，焊前須嚴(yán)格烘干焊材。（具體見表3-19）5、焊接線能量E矛盾：M轉(zhuǎn)變時(shí)冷卻速度v小t8/5之間的冷卻速度v大為了防止熱影響區(qū)脆化和產(chǎn)生冷裂紋，所選線能量應(yīng)保證冷卻速度在最佳范圍內(nèi)。實(shí)際生產(chǎn)：首先通過試驗(yàn)確定所焊鋼材保證韌性的最大線能量，然后根據(jù)用此線能量焊接時(shí)的冷裂傾向確定是否需要預(yù)熱。盡量采用多層多道焊。6、預(yù)熱目的主要是防止冷裂，預(yù)熱溫度不宜過高，一般不超過200℃，預(yù)熱溫度過高，高溫冷卻速度小易產(chǎn)生脆性組織；條件允許，采用低溫預(yù)熱+后熱或不預(yù)熱只后熱7、焊后熱處理一般不進(jìn)行焊后熱處理，原因：A、有些鋼種對(duì)消

8、除應(yīng)力裂紋比較敏感B、退火冷速低降低韌性下列情況之一者可進(jìn)行消除應(yīng)力退火處理：A、鋼材在焊后或冷變形加工后，韌性達(dá)不到要求。B、焊后需進(jìn)行高精度加工，結(jié)構(gòu)要求保持尺