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汽车用高强钢的焊接技术 卜隆迪 高强钢焊接结构涉及到国民经济和国防建设的各个领域。高强钢在今后很长一个时期内将作为主要的工程材料发挥重要作用。 我国已成为世界第一大产钢国。品种和质量也在迅速发展和提高，对焊接性能提出了更高的要求。 随着科学技术的发展，高强度钢在焊接结构中的应用日益广泛，越来越受到工程界的重视。 国内钢板及低合金高强钢产量情况 江苏石油勘探局职工培训处 钢结构离不开焊接 全世界结构钢的年消耗量约3.5~5.5亿吨，并以每年5%~8%的速度增长； 我国发展的更为迅速，近几年每年钢产量增长超过15%。 工业化国家：人均钢材占有量350kg， 焊接与钢材用量成正比。 因为约60%的钢材需要焊接加工。 江苏石油勘探局职工培训处 高强钢的用途及发展 低合金高强钢的用途 目前世界钢产量中有70％以上属于工程结构用钢，而工程结构用钢中60％以上属于低合金钢。由于国民经济各行业使用的工程结构用钢对钢材性能的要求越来越高，因而低合金钢的发展相当迅速，所占比例还将不断提高。 高强钢强度级别不同，合金元素及含量也不同，成分设计既要满足使用性要求，又要考虑其经济性。 普通低合金钢的应用 普通钢结构指一般用途的各种钢结构，如建筑、桥梁和车辆等，这类钢通称为普通低合金结构钢。其中大部分是C—Mn钢、C—Mn—V钢、C—Mn—Nb钢和C—Mn—V—Nb钢。 对于抗拉强度在600MPa以下的钢，一般为热轧状态供货。对于强度级别较高或对冲击韧性有特殊要求的钢材，应以正火状态或调质状态供货。对于利用沉淀强化机制提高合金强度的低合金钢，必须以正火状态供货。 低合金钢的强化途径 低合金钢的强化途径包括： 1）合金强化 2）组织强化（如淬火+回火） 3）控轧控冷工艺（TMCP） 4）淬火+自回火控制轧制（QST） 1）合金强化（固溶强化、析出强化） 通过合金元素的固溶强化、细晶强化、析出强化，提高钢板的强度和韧性；通过正火细化晶粒、均匀组织，进一步提高钢板的塑性和韧性。 2）组织强化（如淬火+回火） 轧制后加热温度超过相变温度30-50℃，经水冷后生成淬火饱和固溶体为不稳定组织，强度、硬度都很高。随后进行回火可使淬火固溶体分解，达到对钢材塑性和韧性的要求。 3）控轧控冷工艺（TMCP） 严格控制钢板的冷却过程，在接近或低于铁素体开始生成的温度下完成终轧。 控轧：在更低的温度下停轧，抑制高温奥氏体晶粒长大； 控冷：轧后立即加快冷却速度，避免晶粒长大，提高形核率，通过细化晶粒显著改善钢的强韧性。 4）淬火+自回火控制轧制（QST） 淬火后利用钢截面中部的温度散热进行回火，实质是TMCP工艺的特殊应用。经过这种工艺处理的钢材，强度高而且焊接性好。 按其供货时的热处理状态 合金结构钢分为热轧、控轧、正火、TMCP（控冷控轧）、调质（淬火＋回火）。 调质处理（QT）分为水调质处理（淬火＋回火）和空气调质处理（正火＋回火）两种。 屈服强度低于420MPa的低合金钢中薄板可以热轧（或控轧）状态供货；屈服强度500MPa以上的低合金钢厚板，多以正火（或空气调质）状态供货. 屈服强度690MPa以上的高强度钢大都是调质处理 （淬火＋回火）。 高强钢的合金系 强度级别为600MPa的钢主要为Mn-Si系和在Mn-Si基础上加少量的Cr、Ni、Mo、V； 700MPa级的钢主要为Mn-Si-Cr-Ni-Mo系，合金元素加入量较600MPa级的钢多一些，另外还加入少量的V； 800MPa级的钢主要为Mn-Si-Cr-Ni-Mo-Cu-V系，并加入一定量的B； 1000MPa级的钢合金系列与800MPa级的钢基本相同，但合金元素加入量较高，尤其是为了保证韧性加入较多的Ni。 低合金调质钢的应用 科学的发展和技术进步，使焊接结构设计向高参数、轻量化及大型化发展。低合金钢由于性能优异和经济效益显著，在焊接结构中得到越来越广泛的应用。 低合金调质钢的广泛应用，在工业生产和国防建设的各个领域取得了十分明显的经济和社会效益。这类钢强度高、韧性好，为节约钢材和减轻焊接结构自重创造了条件。对于车辆、船舶、工程机械等运行结构，由于减轻自重，可以节约能源、提高运载能力和工作效率。 采用焊接性好