热轧及正火钢的焊接性VIP专享VIP免费

热轧及正火钢的焊接性热轧及正火钢的焊接性分析1.冷裂纹及影响因素热轧钢含有少量的合金元素，碳当量比较低，一般情况下（除环境温度很低或钢板厚度很大时）冷裂倾向不大。正火钢由于含合金元紊较多，淬硬倾向有所增加。强度级别及碳当量较低的正火钢，冷裂纹倾向不大；但随着正火钢碳当量及板厚的增加，淬硬性及冷裂倾向随之增大，需要采取控制焊接热输人、降低扩散氢含量、预热和及时焊后热处理等措施，以防止焊接冷裂纹的产生。微合金控轧钢的碳含童和碳当量都很低，冷裂纹敏感性较低。除超厚焊接结构外490MPa级的微合金控轧钢焊接一般不需要预热。（1）碳当量一般认为CE≤0.4%时，钢材在焊接过程中基本无淬硬倾向，冷裂敏感性小。屈服强度为294~392MPa热轧钢的碳当量一般都小于0.4%焊接性良好。除钢板厚度很大和环境温度很低等情况外，一般不需要预热和严格控制焊接热输入。碳当量CE=0.4%~0.6%时钢的淬硬倾向逐渐增加，属于有淬硬倾向的钢。屈服强度为440~490MPa的正火钢基本上处于这一范围，其中碳当量不超过0.5%时，淬硬倾向不算严重，焊接性尚好，但随着板厚的增加需要采取一定的预热措施，如Q420。18MnMoNb的碳当量在0.5%以上，它的冷裂敏感性较大，焊接时为避免冷裂纹的产生，需要采取较严格的工艺措施.如严格控制热翰人、预热和焊后热处理等。（2）淬硬倾向焊接热影响区产生淬硬的马氏体或M+B+F混合组织时，对氢致裂纹敏感；而产生B或B+F组织时，对氢致裂纹不敏感。凡是淬硬倾向大的钢材，连续冷却转变曲线都是往右移。但由于冷却条件不同，不同曲线的右移程度不同如CCT曲线右移的程度比等温转变图TTT曲线大1.5倍以上，而SHCCT曲线右移就更多。因此，在比较两种钢材的淬硬倾向时，必须注意采用同一种曲线。1）热轧钢的淬硬倾向。与低碳钢相比，Q345在连续冷却时，珠光体转变右移较多，使快冷过程中铁素体析出后剩下的富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而是转变为含碳较高的贝氏体和马氏体，具有淬硬倾向。Q345焊条电弧焊冷速快时，热影响区会出现少量铁素体、贝氏体和大量马氏体。而低碳钢焊条电弧焊时，则出现大量铁素体、少量珠光体和部分贝氏体。因此，Q345热轧钢与低碳钢的焊接性有一定差别。但当冷却速度不大时，两者很相近。2）正火钢的淬硬倾向。随着合金元素和强度级别的提高而增大，如Q420和18MnMoNb相比，两者的差别较大。18MnMoNb的过冷奥氏体比15MnVN稳定得多，特别是在高温转变区。因此，18MnMoNb冷却下来很容易得到贝氏体和马氏体，它的整个转变曲线比Q420靠右，淬硬性高于0420，故冷裂敏感性也比较大。3）热影响区最高硬度。最高硬度允许值就是一个刚好不出现冷裂纹的临界硬度值碳当量增大时，热影响区淬硬倾向随之提高，但并非始终保持线性关系。另外，焊接热输人E或冷却时间t8/5对热影响区淬硬倾向影响很大。2.热裂纹和消除应力裂纹（1）焊缝热裂纹热轧及正火钢一般碳含量较低、而Mn含量较高，因此这类钢具有较好的抗热裂性能，焊接过程中的热裂纹倾向较小，正常情况下焊缝中不会出现热裂纹。但个别情况下也会在焊缝中出现热裂纹，这主要与热轧及正火钢中C、S、P等元素含量偏高或严重偏析有关。碳元素严重偏析，钢板不同部位碳的质量分数相差很大，因此在角焊缝施焊时出现了大量的热裂纹。在这种情况下，要从工艺上设法减小母材在焊缝中的熔合比增大焊缝成形系数，有利于防止焊缝金属的热裂纹。也可以通过焊接材料来调整焊缝金属的成分，降低焊缝中碳含量和提高焊缝中的Mn含量。焊缝中的碳含量越高，为了防止硫的有害作用所需的Mn含量也要求越高。Si的有害作用也与促使s的偏析有关，因此Si含量高时，热裂纹倾向也增加。（2）消除应力裂纹含Mo正火钢厚壁压力容器之类的焊接结构，进行焊后消除应力热处理或焊后再次高温加热的过程中，可能出现另一种形式的裂纹，即消除应力裂纹，也称再热裂纹〔SR裂纹）。其他有沉淀强化的钢或合金（如珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢等）的焊接接头中，也可能产生消除应力裂纹。钢中的Cr、Mo元素及含量对消除应力裂纹的产生影响很大。元素之间的相互作用对消除应力裂纹敏感性的影响更复杂（主要与形成的碳化物形态有关）。消除...