第十三章低合金钢的焊接 13.1 概述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证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。13.2 低合金高强钢的焊接其中高强度钢应用最广泛，按钢材的屈服强度及使用时的热处理状态又可分以下三种：a.在热轧、控冷控轧及正火(或正火加回火)状态下焊接和使用，屈服强度为295〜490MPa 的低合金高强度结构钢。b. 在调质状态下焊接和使用的，屈服强度为 490〜980Mpa 的低碳低合金调质钢。c.w(C)为 0.25〜0.50%，屈服强度为 880〜1176Mpa 的中碳调质钢。标准中钢的分类是按照钢的力学性能划分的。钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音字母 Q、屈服点数值、质量等级符号三个部分按顺序排序排列。按照钢的屈服强度，低合金高强度钢分 5 个强度等级,分别是295MPa、345MPa、390MPa、420MPa 及 460MPa。每个强度等级又根据冲击吸收功要求分成 A、B、C、D、E、5 个质量等级，分别代表不同的冲击韧性要求。低合金高强钢中 w(C)—般控制在 0.20%以下，为了确保钢的强度和韧性,通过添加适量的 Mn、Mo 等合金元素及 V、Nb、Ti、Al、等微合金化元素，配合适当的轧制工艺或热处理工艺来保证钢材具有优良的综合力学性能。由于低合金高强度钢具有良好的焊接性、优良的可成形性及较低的制造成本，因此，被广泛地用于压力容器、车辆、桥梁、建筑、机械、海洋结构、船舶等制造中，已成为大型焊接结构中最主要的结构材料之一。低合金高强钢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。屈服强度为 295~390MPa 的低合金钢大多属于热轧钢，是靠合金元素锰的固溶强化获得高强度。如 Q345，当 Q345 钢作为低温压力容器用钢或厚板结构时，为改善低温韧性，也可在正火处理后使用。Q345、Q390 等微合金化低合金钢是在 Q345 钢基础上，加入少量可细化晶粒和沉淀强化的 Nb(0.015%~0.06%)或 V(0.02%~0.20%)。这些钢在热轧状态下性能不稳定，正火处理使其晶粒细化和碳化物均匀弥散析出，从而获得高的塑性和韧性。所以Q345、Q390 钢在正火状态下使用更为合理。屈服强度大于 390MPa 的低合金钢一...
