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1、低合金结构钢的焊接,知识点1：影响焊接性的因素,知识点1：影响焊接性的因素,影响焊接性的因素有四个：金属材料的种类、焊接方法、构件类型、使用要求。材料的种类及化学成分是主要的影响因素。,知识点2：碳当量计算公式的使用钢,碳当量就是把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换算成 碳的相当含量。可作为评定钢材焊接性的一种参考指示，对于碳钢和低合金结构 钢的碳当量，采用国际焊接学会推荐的计算公式： CE=(C+Mn/6+ Cr+Mo+V/5 Ni+Cu/15 )此公式主要适用于中高强度的非调质低合金高强度钢(抗拉强度=500900MPa)。,知识点3：碳当量和焊接性的关系,经验表明：当CE060时，钢
2、材的淬硬冷裂倾向强，属于较难焊接的钢材，需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施。,知识点4：碳当量的局限性,碳当量只考虑了化学成分对焊接性的影响，没有考虑到焊接方法、构件类型、结构刚度、板厚、扩散氢含量和构件使用要求等因素的影响。因此，碳当量只是一个近似的焊接性间接估算方法。,知识点5：低合金高强度刚的强度等级,低合金高强度结构钢按屈服点等级分类 分为Q295、Q345、Q420、Q460五种。按质量等级分为A、B、c、D、E、五级，A级没有冲击韧度指示的要求，S P均0045；B，c，D，E级有冲击韧度指示的要求叫(s) (P)均0040O025。,知识点6：低合金结构钢的焊接性,低合金高强
3、度结构钢焊接时的主要问题是裂纹和脆化。 (1)焊接裂纹普通低合金高强度结构钢焊接时容易产生的裂纹是冷裂纹。冷裂纹主要发生在强度级别较高的厚板钢材结构。 (2)粗晶区脆化热轧、正火钢焊接时，热影响区中被加热到1100度以上的粗晶区，是焊接接头的薄弱区，冲击韧度也最低，即所谓脆化区。重点内容：碳当量就是把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换算成碳的相当含量。可作为评定钢材焊接性的一种参考指示，对于碳钢和低合金结构,知识点7、有淬硬倾向的低合金结构钢的焊接工艺特点,低合金结构钢的焊接工艺及特点如下： 低碳钢中碳的含量低，碳当量约为035，焊接性优良，故在整个焊接过程中不需要特殊的工艺措施。只有刚度
4、大的结构件在低温条件下才可能出现裂纹，才需要预热。普通低合金钢焊接时淬硬性比低碳钢大一些，焊接性比低碳钢差，因此在焊接工艺上有较高的要求。 (1)预热焊前预热能降低焊后冷却速度，避免出现淬硬组织，减少焊接应力，是防止裂纹的有效措施，也有助于改善接头组织号性能，是低合金结构钢焊接时常用的工艺措施。 (2)控制热输入当焊接含碳量偏高的Q345(16Mn)钢时，为降低淬硬倾向，防止冷裂纹的产生，热输入应偏大一些。对于强度级别较高的低合金结构钢，淬硬倾向增大，应选择较大的热输入，但热输入不能过大，以免增大粗晶区脆化倾向。如果为防止裂纹而采取预热时，可采用小热输入焊接。小热输入可防止粗晶区脆化，并能减少
5、焊接应力。 (3)采取降低含氢量的工艺措施对于有淬硬倾向的钢种，要严格采取降低焊缝含氢量的措施：采用低氢型碱性焊条，严格按规范烘干焊条，清除焊丝表 面和坡口两侧的锈、水、油污等。 (4)后热后热是焊接后立即对焊件的全部(或局部)加热到150250度 或保温，使其缓冷的工艺措施，这是防止淬硬裂纹工艺措施。在低合金结构钢焊接时，后热主要用作消氢处理。消氢处理是焊后立即将焊接区加热到250350，保温26h，使焊缝中的扩散氢逸出焊缝表面的一种工艺措施，其消氢效果比低温后热更好。焊后及时热处理及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施 之一。,(1)预热焊前预热能降低焊后冷却速度，避免出现淬硬组织，减少焊接
6、应力，是防止裂纹的有效措施，也有助于改善接头组织号性能，是低合金结构钢焊接时常用的工艺措施。 (2)控制热输入当焊接含碳量偏高的Q345(16Mn)钢时，为降低淬硬倾向，防止冷裂纹的产生，热输入应偏大一些。对于强度级别较高的低合金结构钢，淬硬倾向增大，应选择较大的热输入，但热输入不能过大，以免增大粗晶区脆化倾向。如果为防止裂纹而采取预热时，可采用小热输入焊接。小热输入可防止粗晶区脆化，并能减少焊接应力。,(3)采取降低含氢量的工艺措施对于有淬硬倾向的钢种，要严格采取降低焊缝含氢量的措施：采用低氢型碱性焊条，严格按规范烘干焊条，清除焊丝表面和坡口两侧的锈、水、油污等。 (4)后热后热是焊接后立即
7、对焊件的全部(或局部)加热到150250度或保温，使其缓冷的工艺措施，这是防止淬硬裂纹工艺措施。在低合金结构钢焊接时，后热主要用作消氢处理。消氢处理是焊后立即将焊接区加热到250350，保温26h，使焊缝中的扩散氢逸出焊缝表面的一种工艺措施，其消氢效果比低温后热更好。焊后及时热处理及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。,知识点8：决定预热温度的因素,屈服点在390MPa以下的低合金结构钢焊接时，一般可以不预热。只有在厚板、刚度大的结构且环境温度低的条件下，需预热至100150。屈服点在390MPa以上的低合金结构钢焊接时，一般不需要预热。,知识点9：低合金结构钢焊前预热的应用范围,对于高碳
8、钢梁、柱、构架等结构，在板厚为5070mm，环境温度不低于0时可以不预热，低于O度时需预热至100150度。预热温度决定于钢材的化学成分、板厚、焊件结构形状以及环境温度等0、随着碳当量、板厚、结构拘束度的增加和环境温度的降低，焊前预热温度要相应提高。采用局部预热时，预热范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍，不小于100MM。,知识点10：低合金结构钢的焊后热处理,重点内容：Q295Q460这类热轧、正火钢一般焊后不进行热处理。只有在某些特殊情况下，才采用焊后热处理。如电渣焊焊缝及粗晶区晶粒粗大，焊后必须进行正火处理以细化晶粒，提高冲击韧度。 对于压力容器壁厚达到规定厚度(16MnR厚度大于30
9、mm，15MnVR大于28mm。任意厚度的15MnVNR和18MnMoNbR)时，图样注明有应力腐蚀的容器以及要求尺寸稳定性的结构产品，焊后要进行消除应力热处理并改善组织性能。,知识点11：窄间隙焊的优点,重点内容：20世纪70年代后期发展应用的窄间隙焊，焊接厚板具有生产率高，焊接材料和能源消耗低的优点，而且由于热输入小，热影响区窄，更宜用于焊接性较差的低合金结构钢，如压力容器、锅炉水冷壁联箱及汽轮转子等低合金钢厚板结构。但窄间隙气体保护电弧焊有难以完全消除坡口侧壁的未焊透、未熔合和夹渣等缺点。,知识点12：我国窄间隙埋弧焊的优点,重点内容：窄间隙埋弧焊经过发展，一般采用直径为3mm粗焊丝，间
10、隙宽度为1535mm，克服了窄问隙气电焊的缺点。我国自行研制的双丝窄间隙埋弧焊，可用双丝或单丝，适应性较广，焊接钢板最大厚度可达250mm。板厚100mm时，双丝窄问隙埋弧焊的效率比一般埋弧焊提高一倍。,知识点13、Q345(16Mn)钢的成分和性能,重点内容：Q345(16Mn)钢碳的质量分数为0120200A，锰的质量分数120160；屈服点为345MPa，抗拉强度为470630MPa。它比Q235多加入质量分数约l的锰，屈服点提高40左右，而且冶炼、加工性能和焊接性能都比较好，是我国目前产量最大、应用最广的低合金钢。,知识点14：Q345(16Mn)钢的焊条电弧焊和埋弧焊焊接材料的选用,
11、1)焊条电弧焊时，采用强度等级为E50系列的结构钢焊条。应用最多的是碱性焊条E5015(J507)和E5016(J506)；对于要求不高的构件，也可采用酸性焊条：E5003(J502)。 2)埋弧焊不开坡口时，可以采用t08MnA焊丝配合It143l；开坡口时应采用H10Mn2焊丝配合Itj431。,3)co2气体保护焊时，采用焊丝牌号为H08Mn2SiA。用c0：气体保护焊焊接Q345(16Mn)钢时，焊缝含氢量低，抗裂性能好。 4)电渣焊时，焊丝采用H08MnMoA，焊剂采用HJ431。 5)氩弧焊时，焊丝采用H10MnSi。 由于Q345(16Mn)钢在冶炼过程中是采用铝、钛等元素脱氧的
12、细晶粒钢， 在不预热时，可选用较大的热输入进行焊接，避免出现淬硬组织。,知识点15、Q345(16Mn)钢的焊前预热,重点内容：Q345(16Mn)钢焊接前一般不必预热。厚度大的、刚度大的结构在低温下焊接时，需要预热，见表34。 表3-4 Q345(16Mn)钢的焊前预热温度 板 厚 I 不同气温下的焊前预热温度 16mm以下 J 不低于一IOC不预热，10预热100150 1624mm I 不低于一5不预热，一5以下预热100150C 2540mm f 不低于0不预热，o以下预热100150C 40mm以上 l 均预热100150C,知识点16、Q390(15MnV)钢的成分和性能,重点内容
13、：Q390(15MnV)和Q390(15MnTi)属于Q390A钢。他们分别是在Q345(16Mn)钢的基础上加入质量分数为004012的v和质量分数为012020的Ti。钒和钛的加入，提高了钢的强度，同时又细化晶粒，减小钢的过热倾向。 Q390(15MnV)和Q390(15MnTi)钢碳的质量分数的上限比Q390(16Mn)低002，所以具有良好的焊接性。当板厚小于32ram，在0C以上焊接时，原则上可不预热。当板厚大于32ram或在0以下施焊时，应预热到100150C，焊后进行550560的回火热处理。,知识点17、Q390(15MnV)钢埋弧焊焊接材料的选用,重点内容：常用的焊接方法都可
14、用于Q390(15MnV)和Q390(15MnTi)钢的焊接。 1)焊条电弧焊时，对于厚度不大、坡口不深的结构，可采用E5015(J507)焊条；厚度较大的结构应采用E5515一G(J557)焊条。对于不重要的结构，也可以采用E5003(J502)焊条。 2)埋弧焊时，对于厚度较小、焊后不用回火的焊件，可采用H08MnA的焊丝配合HJ43 1；对于厚度较大或坡口较深的焊缝，应采用H10Mn2或H08Mn2SiA焊丝配合HJ431或HJ350；对于特大厚度深坡口的焊缝，应采用H08MnM。A焊丝配合HJ431或HJ350。 3)氩弧焊时，焊丝采用H08Mn2SiA。 4)电渣焊时，焊丝采用H08
15、Mn2MoVA，焊剂采用HJ431。,知识点18：18MnMoNb钢焊后热处理的工艺,重点内容：18MnMoNb钢焊后一般要进行热处理。电渣焊后进行950980C正火，63067012回火。焊条电弧焊或埋弧焊后，进行回火或消除应力热处理，其加热温度为600640C。,知识点19、低合金结构钢按热处理状态分类：,1)热轧、正火钢屈服点为295490MPa的低合金高强度钢，都在热轧或正火状态下使用，属于非热处理强化钢。 2)低碳调质钢。此类钢的屈服点为490980MPa，在调质状态下供货使用，属于热处理强化钢。 3)中碳调质钢。此类钢的屈服点一般在8801176MPa，钢中碳的质量分数较高，在02
16、505之间。,知识点20、低合金结构钢按用途分类,低合金结构钢按拥堵分为耐蚀钢、低温钢和珠光体耐热钢,知识点21：18MnMoNb钢的成分性能和使用温度,重点内容：18MnMoNb钢碳的质量分数为017023，锰的质量分数为135165。钼的质量分数为045065，Nb的质量分数分数为00250050：屈服点不小=：490MPa，抗拉强度不小于635MPa，是中温层厚壁压力容器和锅炉用钢，可工作于450C以下的各种温度。,知识点22、18MnMoNb钢的使用状态,重点内容：18MnMoNb钢的使用状态为正火加回火(950980“CiE)，保温时间152minmm；600650C回火，保温时间5-7minmm)，对于板厚特别大的，为保证综合力学性能，可在调质状态使用。,知识点23：18MnMoNb钢焊前预热温度,
