14MnMoNbB钢低匹配专用焊条J607DP的研制.pdfVIP

维普资讯 第30卷第 2期 石 油 工 程 建 设 35 ★ 14un 钢低鲑配专用焊条 孙 咸，王 宝 太原理工大学焊接材料研究所，山西太原 030024 摘 要：采用高速摄影、焊条工艺性试验、斜 Y形坡 口裂纹试验等方法，研究了CaO-CaF2渣系 焊条工艺性影响因素及机理，实测了专用焊条的抗裂性、扩散氢含量及接头的匹配性能等指标。 结果表明：①合理控制药皮中碳酸盐与萤石的比值和总量，控制铁粉的加入量，可有效抑制焊 接飞溅．明显改善坡口脱渣性；②专用焊条具有的 “粗熔滴短路少爆炸过渡”形态，受 “孤桥并 存”过渡过程控制；⑧研制的专用焊条具有超低氢、高韧性、高抗裂性和优 良的综合工艺性能。 关键词 ：低合金高强钢；专用焊条；低 匹配；研究 中图分类号：TG422 文献标识码 ：A 文章编号：1001-2206 2004 02-0035-05 0 引言 表 1和表2。 14MnMoNbB钢是屈服极限大于700MPa的低 表 1 14MnMoNbB钢的化学成分／％ 合金高强钢 ，具有较高的强度 ，良好的塑性 、韧 性 ，主要作为压力容器用钢 ，并在煤矿液压支架 结构中获得应用。该钢碳当量约为0．52％，焊接性 较差，主要 问题是冷裂倾向较大。采用等强或高 tr／MPa ItrCMPa l ％ l0／％ IaK／ J／cm2 _ 4o℃ 800 I 860 I 16 1 52 l 69 强匹配工艺焊接时，为防止焊接裂纹 ，须将工件 预热到 150oC以上，同时还要辅以焊后热处理，工 试验焊条所用焊芯为 mm 的H08A丝，其 艺复杂，劳动条件较差。另一方面，等强匹配特别 化学成分符合 GB／T3492—94规定。焊条药皮组成 是高强匹配焊接接头的强度远大于母材的强度极 物为常用 的矿物粉 、合金剂、脱氧剂和化工产品 ￥ ￥ ￥ ￥ ￥凳￥ ￥ 限，造成接头强度值 的浪费，致使生产成本提高。 等，粘结剂为钾钠混合水玻璃 。试验焊条药皮的 焊缝金属强度匹配理论表明，采用低匹配工艺焊 渣系为CaO—CaF2，合金系为低碳 Mn—Ni—Mo—Cr型。 接时，在接头的强度无明显降低的情况下，能降 对比焊条为市售 枞 mm、H14 E8015一G 焊条。 低工件防止裂纹所需的预热温度 ，改善钢的工艺 焊条药皮基础配方成分范围：碳酸盐 20％一 焊接性 [1-3]。低匹配理论成功应用的实例在国外已 45％、萤石 18％一35％、脱氧剂和合金 20％一26％、 有文献报道4[1，在国内一些厂家实际生产中也积累 铁粉适量、其他 3％一6％。改变药皮组成物及含量， 了有益的经验 2[1。然而有关 14MnMoNbB钢低匹配 配制一系列焊条。焊条经 5—10h室温晾干 ，4～8h 专用焊条的研究及应用 ，迄今为止尚未见文献报 低温 100~C 排潮 ，400~Cx2h高温烘干后使用。 道。为此本文从焊条渣系、合金系、工艺性 、抗 焊条的工艺性试验基本上按照 JB／T8432—96 裂性 、接头力学性能等方面展开一系列试验研究， 规定进行 。焊条 的熔滴过渡研究 ，采用 PEN． 在此基础上 ，研制成了综合工艺性能优 良、超低 TAZENT一16型高速摄影机 ，以1000幅／秒速度拍 氢、高韧性 ，用于该钢的低匹配专用焊条。 片分析。焊条熔敷金属扩散氢含量 ，分别采用国 1 试验材料及方法 标 GB／T3695—95规定的甘油法、国际标准化组织 试验用钢为20mm厚的 14MnMoNbB钢板，供 ISO3690规定的水银法和气相色谱法进行测试 。 货状态为调质处理 。其化学成分和力学性能列于 焊条的抗裂性试验采用斜 Y坡 口小铁研裂缝试验 维普资讯 石 油 工 程 建 设 2004年4月 方法。两种焊条在不 同的预热温度下进行对 比试 大于或小于 值，焊条的飞溅次数都急剧增加。 验。试样制备及试验程序均按GB4675．1—84规定 焊接飞溅的上述变化，主要受大理石、萤石在熔 进行。焊接工艺参数为：焊条复烘规范400~C~2h、 焊过程中的冶金物化行为控制。 焊接电流 160A、电弧电压 18-20V、焊接线能量 16kJ／em、直流电源反接。接头力学性能试验 ，采 用 14MnMoNbB钢板 ，试板尺寸为 400mmx260 摄 mmx20mm，双面 60。V形坡 口。试板的焊接工艺 鬣 参数为：焊条复烘规范400~Cx2h、焊接电流 160- 180A、电弧 电压 18—20V、工件预热温度 lO0~C、 蛹l 撰 层问温度 100—150oC。采用多层双面焊工艺，焊后 竣 试板在保温材料中缓冷。焊缝经 X射线探伤后， 碳酸盐+萤石 质量分数 ／9一