Q235低碳钢的焊接性能.pdfVIP

Q235 的焊接性 由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化 组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层 间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施， 焊接性优良。 但在少数情况下，焊接时也会出现困难： 1)采用旧冶炼方法生产的转炉钢含氮量高，杂质含量多，从而冷脆性大，时效敏感性增加， 焊接接头质量降低，焊接性变差。 2)沸腾钢脱氧不完全，含氧量较高，P 等杂质分布不均，局部地区含量会超标，时效敏感 性及冷脆敏感性大，热裂纹倾向也增大。 3)采用质量不符合要求的焊条，使焊缝金属中的碳、硫含量过高，会导致产生裂纹。如某 厂采用酸性焊条焊接Q235-A 钢时，因焊条药皮中锰铁的含碳量过高，会引起焊缝产生热裂 纹。 4)某些焊接方法会降低低碳钢焊接接头的质量。如电渣焊，由于线能量大，会使焊接热影 响区的粗晶区晶粒长得十分粗大，引起冲击韧度的严重下降，焊后必需进行细化晶粒的正火 处理，以提高冲击韧度。 总之，低碳钢是属于焊接性最好、最容易焊接的钢种，所有焊接方法都能适用于低碳钢的 焊接 低合金结构钢的焊接性分析 16Mn 和15MnV 均属于低合金结构钢中的热轧钢，这类钢价格便宜，而且具有满意的综合 力学性能和加工工艺性能，首先来分析一下这类钢的焊接性，焊接性通常变现为两方面的问 题：一是焊接引起的各种缺陷，对这类钢来说主要是各类裂纹问题；二是焊接时材料性能的 变化，对这类钢来说主要是脆化问题。 一． 裂纹问题 （1）热裂纹：热轧钢一般含碳量较低，而含锰量较高，因此它们Mn/S 比较大，具有良好 的抗热裂性能。正常情况下焊缝中不会出现热裂纹，但当材料成分不合格或有严重偏析，使 碳、硫含量偏高，Mn/S 比偏低，易出现热裂纹。锰在钢种可与硫形成硫化锰，减少了硫的 有害影响，增强了钢的抗热裂性能。 （2 ） 冷裂纹：钢材冷裂纹主要取决于钢材的淬硬倾向，而刚才的淬硬倾向又主要取决于 它的化学成分。热轧钢由于含有少量合金元素，其碳当量比低碳钢碳当量略高些，所以这种 钢淬硬倾向比低碳钢要大些，而且随钢材强度级别的提高，合金元素的增加，它的淬硬倾向 逐渐增大，应根据接头形式和钢材厚度来调整线能量、预热和后热温度，以控制热影响区的 冷却速度，同时降低焊缝金属的含氢量等措施，防止冷裂纹的产生。 （3 ） 再热裂纹：从钢材的化学成分考虑，由于热轧钢中不含强碳化物形成元素，因此对 再热裂纹不敏感，而且还可以通过提高预热温度和焊后立即后热等措施来防止再热裂纹的产 生。 二． 脆化问题 （1）过热区脆化：热轧钢焊接时近缝区中被加热到100℃以上粗晶区，易产生晶粒长大现 象，是焊接接头中塑性最差的部位，往往会承受不住应力的作用而破坏。防止过热区脆化的 措施是提高冷却速度，尤其是提高奥氏体最小稳定性范围内的冷却速度，缩短在这一温度区 间停留时间，减少或防止奥氏体组织的出现，以提高钢的冲击韧度，而且为防止过热区粗晶 脆化，也不宜采用过大线能量。 （2 ） 热应变脆化：热应变脆化是由于焊接过程中热应力产生塑性变形使位错增殖，同时 诱发氮碳原子快速扩散聚集在位错区，出现热应变脆化。16Mn 和15MnV 这两类钢具有一 定得热应变脆化倾向，焊接时消除热应变脆化的有效措施是焊后退火处理。 低合金结构钢的焊接工艺 1.焊前准备： （1）焊接坡口形式的设计应避免采用焊不透或局部焊透的坡口，还要尽量减少焊缝的横截 面积，以降低接头的残余应力，同时也可减少焊接材料的消耗量。 （2 ）坡口加工采用热切割时应注意防止母材边缘会形成一定深度的淬硬层，这种低塑性的 淬硬层往往成为冷加工的开裂源。 （3 ）焊前必须消除焊接区钢板表面的水分，坡口表面的氧化皮、锈斑、油脂以及其他污物。 （4 ）焊接材料在使用前应按生产厂推荐的规范进行烘干。 （5 ）装配定位焊缝必须采用与正式焊缝同一类型的焊条。 2.焊接线能量的选择：线能量的参数是指焊接电流、电弧电压和焊接速度。低合金结构钢焊 接时，线能量参数除要保证接头的熔透性和焊缝成型外，还要考虑其对接头性能的影响。焊 接含碳量低的热轧钢以及含碳量偏下限的16Mn 钢时，对焊接线能量没有严格的限制，但从 提高过热区塑性和韧性考虑还是采用偏小线能量更为有利；当焊接含碳量偏高的16Mn 钢 时，为降低淬硬倾向，防止冷裂纹产生，焊接时线能量应偏大些。 3.预热、后热及热处理 （1）预热：焊接低合金结构钢时，焊前预热时防止接头冷裂，改善接