第3章 合金结构钢的焊接一.pptVIP

焊接冶金学-材料焊接性 教材《焊接冶金学-材料焊接性》 山东大学：李亚江主编 主讲 王国凡 山东建筑大学材料学院 第3章 合金结构钢的焊接 重点：1. 合金结构钢的分类 2. 合金结构钢的强化方式 3. 调质钢的强化方式 难点：1.热轧钢、正火钢焊接性分析 2.低碳和中碳调质钢的焊接性分析及焊接工艺 第3章 合金结构钢的焊接 3.1 合金结构钢的分类和性能 3.1.1 合金结构的分类 1 强度用钢（高强钢） 表3-1 国内外常见的合金结构钢 2 特殊用钢（专业用钢） 第3章 合金结构钢的焊接 3.1.2 合金结构钢的基本性能 3.2 热轧、正火钢的焊接 3.2.1 热轧、正火钢的成分及性能 表3-3 热轧、正火钢的成分 第3章 合金结构钢的焊接 第3章 合金结构钢的焊接 第3章 合金结构钢的焊接 第3章 合金结构钢的焊接 第3章 合金结构钢的焊接 3 热轧钢的焊接工艺 （1）焊接材料的选择 ①选择原则：保证焊缝的强度、塑性和韧性与母材相等不要求化学成分一致。 ②原因：由于焊缝的冷速快，属于不平衡结晶，焊缝具有 一个特殊的过饱和的铸态组织，因此，当焊缝材料的化学成分与母材一致时，则焊缝金属的性能表现为强度高、塑性韧性低，这对于接头的抗裂和使用性能非常不利，所以，要求焊缝中 ＜0.14%，其余合金元素的含量也低于母材。 第3章 合金结构钢的焊接 ③Q345的 350MPa， 500MPa，对于大厚板、刚 度大、结构复杂的重要焊件，选E5015、E5016碱性焊条，其余选择同级别的酸性焊条。 ④对于C、S、P含量在上限的，选H03MnTi焊丝。 第3章 合金结构钢的焊接 （2）预热 （二）正火钢 1 焊接出现过的问题 冷裂、脆化； 2产生的原因 3 防治措施 4 工艺 第3章 合金结构钢的焊接 第3章 合金结构钢的焊接 第3章 合金结构钢的焊接 第3章 合金结构钢的焊接 * 0.2～0.6 0.8～1.6 0.12～0.18 Q345 ≤0.05 ≤0.045 0.12～0.3 0.4～0.65 0.14～0.22 Q235 P S Si Mn C 化学成分（质量分数）（%） 钢号 ≥59 ≥59 ≥20 ≥490 ≥345 热轧 Q345 ≥26 375～460 ≥235 热轧 Q235 /% /MPa / MPa 热处理状态 钢号 3.2.2 热轧、正火钢的焊接性分析 （一）以Q345钢为例 1 0.39，淬硬倾向不大，薄板、结构不复杂、室温下零度以上焊接不易冷裂，可焊性良好。 2 出现的问题 （1）焊缝中的热裂纹 Q345钢中碳、硫、磷均在规定的上限时为什么会产生热裂纹？ 答 碳是奥氏体化的元素，当碳的质量分数在上限，Q345钢加热达到奥氏体化温度时，奥氏体的数量也相应增加。而奥氏体溶解硫和磷的能力小于铁素体（如1365℃时，S在 相中的溶解度为0.18%，而在 相中溶解度为0.05%；1050℃时，P在 相溶解度为2.8%，1150℃在 相中的溶解度为0.25%），如果初生相或结晶终了前是 相，被析出的硫和磷就会富集在晶界，因而增加了结晶裂纹的倾向。 （2）冷裂纹 （3）过热区的脆化 图3-4 Q345钢连续冷却组织转变图 图3-4 低碳钢连续冷却组织转变图 图3-5 Q420连续冷却组织转变图 图3-5 18MnMoNb钢连续冷却组织转变图 图3-6 HAZ最高硬度与裂纹率关系 图3-7 HAZ最高硬度与碳当量的关系 图3-8 HAZ最高硬度与碳当量和冷却速度的关系 思考题 1 热轧、正火钢选择焊材的原则。 2 Q345钢的焊接工艺。 3 分析Q345钢的CCT图，当冷却时间小于临界时为什么冷裂倾向增加？ 4 正火钢为什么采用小的线能量。 5 热轧钢选择焊材为什么只要求保证焊缝的力学性能与母材一致，而不要求化学成分？ *