調(diào)質(zhì)鋼焊接課件.ppt

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1、上一級?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、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

2、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)鋼對擴(kuò)散氫[H]比較敏感,當(dāng)[H]控制不嚴(yán)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),

3、F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,對強(qiáng)度級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

4、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.HAZ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。30CrMnSi調(diào)質(zhì)鋼焊接熱影響區(qū)的強(qiáng)度分布a)焊條電弧焊b)氣焊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

5、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。強(qiáng)度等級較高的鋼,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

6、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

7、后熱處理一般不進(jìn)行焊后熱處理,原因:A、有些鋼種對消除應(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)要求保持尺寸穩(wěn)定。C、鋼材對應(yīng)力腐蝕敏感。工作介質(zhì)又有導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的可能。為保證退火后強(qiáng)度和韌性,消除應(yīng)力處理的溫度應(yīng)低于母材焊前回火溫度30℃左右WCF62鋼焊接生產(chǎn):940℃水淬十630℃回火。為了保證母材性能在制造過程中不下降,不允許采用熱彎、熱卷成形,矯正的加熱溫度不得超過焊前回火溫度。焊接方法:一般用焊條電弧焊、CO2或Ar+20%CO2氣體保護(hù)

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