n绪绪 论论 n第一单元第一单元 金属资料焊接根底知识金属资料焊接根底知识n第二单元第二单元 碳钢的焊接工艺制定碳钢的焊接工艺制定n第三单元第三单元 合金钢构造钢的焊接工艺制定合金钢构造钢的焊接工艺制定n第四单元第四单元 不锈钢的焊接工艺制定不锈钢的焊接工艺制定n第五单元第五单元 铸铁的焊接工艺制定铸铁的焊接工艺制定n第六单元第六单元 常用有色金属的焊接工艺制定常用有色金属的焊接工艺制定第三单元第三单元 合金钢构造钢焊接工艺的制定合金钢构造钢焊接工艺的制定n第一模块第一模块 合金构造钢的种类、性能与用途合金构造钢的种类、性能与用途 n第二模块第二模块 热轧及正火钢的焊接热轧及正火钢的焊接n第三模块第三模块 低碳调质钢的焊接低碳调质钢的焊接 n第四模块第四模块 中碳调质钢的焊接中碳调质钢的焊接 n第五模块第五模块 低温钢的焊接低温钢的焊接 n综合训练综合训练n工程作业工程作业3第一模块第一模块 合金构造钢的种类、性能用途合金构造钢的种类、性能用途 n用于机械零件和各种工程构造的钢统称为构造钢。n碳素构造钢是最早运用的构造钢。n合金构造钢是在碳素构造钢根底上添加一定量的合金元素到达所需性能要求的钢材。n一、合金构造钢的分类与用途一、合金构造钢的分类与用途n 用于焊接构造的大多是低合金钢合金总量用于焊接构造的大多是低合金钢合金总量3%3%以下，以下， 综合思索其性能和用途后，普通分为两综合思索其性能和用途后，普通分为两大类：高强度钢和公用钢。大类：高强度钢和公用钢。n高强度钢主要运用其力学性能，合金元素的参与高强度钢主要运用其力学性能，合金元素的参与是为了在获得高强度的同时保证有足够的塑性和是为了在获得高强度的同时保证有足够的塑性和韧性；韧性；n公用钢主要运用的是其特殊性能，例如耐高温、公用钢主要运用的是其特殊性能，例如耐高温、耐低温暖耐腐蚀等，合金元素的参与是为了获得耐低温暖耐腐蚀等，合金元素的参与是为了获得通常所需的力学性能外，主要是满足构造的特殊通常所需的力学性能外，主要是满足构造的特殊性能需求。性能需求。1高强度钢 高强钢：凡是屈服点s295MPa、抗拉强度b390MPa的钢，均称为高强钢。 兴隆国家该钢种年产量占10%1吨高强钢相当于1.22吨碳钢运用。运用：常规条件下接受静载荷和动载荷的机械零件和工程构造，例如压力容器、动力设备、运输机械、桥梁和管道等。n按钢的屈服点和热处置形状不同，普通分为热轧及正火钢、低碳调质钢和中碳调质钢。n热轧钢：把钢锭加热到1300左右，经热轧成板材，然后空冷即成；n正火钢：钢板轧制和冷却后，经900正火；n调质钢：钢板经900加热后水淬，再经600回火处置即成。n近年来这类钢又开发出具有很大开展出路的新钢种，如微合金化控轧钢、焊接无裂纹钢CF钢、抗层状撕裂钢Z向钢和焊接大热输入钢等，主要用在严寒地域输油管线、海上采油平台、大型压力容器、大型水轮机蜗壳和大跨度全焊接桥梁等工程中。n国内外常见的合金构造钢的牌号见表3-1。表表3-1 3-1 国内外常见的合金构造钢的牌号国内外常见的合金构造钢的牌号 类 型型类别屈从点屈从点/MPa常用常用钢牌号牌号高高强强度度钢热轧及及正火正火钢295490Q295Cu、09Mn2Si、Q345Cu、Q390、Q390Cu、Q420、18MnMoNb、14MnMoV、WH530、X60、D36低碳低碳调质钢49098014MnMoVN、14MnMoNbB、WCF60、WCF62、HQ70、HQ80、HQ100、T-1、HY80、HY110中碳中碳调质钢880117635CrMoA、35CrMoVA、30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA、40CrNiMoA、34CrNi3MoA专用用钢珠光体耐珠光体耐热钢26564012CrMo、15CrMo、2.25Cr1Mo、12Cr1MoV、15Cr1Mo1V、12Cr5Mo、12Cr9Mo1、12Cr2MoWVB、12Cr3MoVSiTiB低温低温钢34358509Mn2V、06AlCuNbN、2.5Ni、3.5Ni、5Ni、9Ni低合金耐低合金耐蚀钢-12MnCuCr、09MnCuPTi、09CuPCrNi、12AlMoV、12AlMo、15Al3MoWTi1 1热轧及正火钢热轧及正火钢 Q295 Q295、 Q345 Q345、 Q390 Q390、 Q420 Q420 屈服点为屈服点为295295490MPa490MPa，在热轧或正火形状下运用，在热轧或正火形状下运用，属于非热处置强化钢，包括微合金化控轧钢、焊属于非热处置强化钢，包括微合金化控轧钢、焊接无裂纹钢和抗层状撕裂钢，虽然采用了不同的接无裂纹钢和抗层状撕裂钢，虽然采用了不同的冶炼和控轧技术，但从本质上讲它们都属于正火冶炼和控轧技术，但从本质上讲它们都属于正火钢。钢。这类钢广泛运用于常温下任务的各种焊接构造，如这类钢广泛运用于常温下任务的各种焊接构造，如压力容器、动力设备、工程机械、桥梁、建筑构压力容器、动力设备、工程机械、桥梁、建筑构造和管线等。造和管线等。n例如：1957年建成通车的武汉长江大桥采用碳素钢，是在苏联专家援助下建成的。n1968年建成通车的南京长江大桥，是我国自行设计制造的公路、铁路两用桥，主体钢梁采用鞍钢消费的16MnQ345，当年被称为“争气钢；n1993年通车九江长江大桥采用鞍钢消费15MnVTi钢；n2000年通车芜湖长江大桥采用武钢消费14MnNb钢。n2低碳调质钢 n屈服点为490980MPa，在调质淬火+高温回火形状下供货运用，属于热处置强化钢。其特点是含碳量较低碳的质量分数普通低于0.22%、合金元素总量低于5%，既有高的强度，又有良好的塑性和韧性，可以直接在调质形状下进展焊接，焊后也不需进展调质处置。n这类钢在焊接构造中也得到越来越广泛的运用，主要用于受力复杂的重要零部件，如大型机械工程、压力容器及舰船等。3 3中碳调质钢中碳调质钢 40Gr 40Gr、 40GrNi 40GrNi屈服点普通在屈服点普通在8808801176MPa1176MPa或以上，钢中含碳量比或以上，钢中含碳量比低碳调质钢高碳的质量分数为低碳调质钢高碳的质量分数为0.25%0.25%0.5%0.5%，也属于热处置强化钢。其淬硬性比低碳调质钢高也属于热处置强化钢。其淬硬性比低碳调质钢高很多，具有很高的强度和硬度，但韧性较低，给很多，具有很高的强度和硬度，但韧性较低，给焊接带来很大的困难，因此普通是在退火形状下焊接带来很大的困难，因此普通是在退火形状下焊接，焊后再进展整体热处置来到达所要求的强焊接，焊后再进展整体热处置来到达所要求的强度和硬度。度和硬度。这类钢主要用于强度要求很高的产品或部件，如飞这类钢主要用于强度要求很高的产品或部件，如飞机起落架、火箭发动机壳体等。机起落架、火箭发动机壳体等。2 2公用公用钢公用公用钢是指是指专门用于在特定条件下任用于在特定条件下任务的机械零件的机械零件和工程构造的和工程构造的钢。按用途不同分。按用途不同分为珠光体耐珠光体耐热钢、低温低温钢和低合金耐和低合金耐蚀钢。1 1珠光体耐珠光体耐热钢 ：12GrMo12GrMo、15GrMo 15GrMo 、12GrMoV12GrMoV。具有具有较好的高温好的高温强度和高温抗氧化性，其最高任度和高温抗氧化性，其最高任务温度温度为500500600600，可用于在，可用于在这一温度下任一温度下任务的的动力力设备和化工和化工设备等。它是以等。它是以CrCr、MoMo为根底的根底的低中合金低中合金钢。随着运用温度的提高，。随着运用温度的提高，钢中往往中往往还参与参与W W、V V、NbNb、B B等合金元素。等合金元素。2低温钢 具有良好的低温韧性，其任务温度为-40-196，可用于各种低温容器液化石油气-45、液化天然气-162、严寒地域的工程构造桥梁、管道等和露天矿山机械等。这类钢中大部分含有Ni，普通在正火或调质形状下运用，和普通低合金钢的区别在于除具有满足要求强度外，还必需具有足够的低温韧性。3低合金耐蚀钢 除具有普通的力学性能外，还必需满足耐腐蚀性能的特殊要求，主要用于在大气、海水、石油化工等腐蚀性介质中任务的各种零件和构造。由于所处介质不同，耐蚀钢的成分和类型也不同，运用最多的是耐大气和海水腐蚀用钢。09MnCuPTin二、合金构造钢的成分与性能二、合金构造钢的成分与性能n1 1合金元素的作用合金元素的作用n碳是最能提高钢材强度的元素，但易于引碳是最能提高钢材强度的元素，但易于引起淬硬和焊接裂纹，所以在保证强度的前起淬硬和焊接裂纹，所以在保证强度的前提下，碳的含量越少越好。低合金钢中参提下，碳的含量越少越好。低合金钢中参与的合金元素有与的合金元素有MnMn、SiSi、CrCr、NiNi、MoMo、V V、NbNb、B B、CuCu等，对合金构造钢的组织和性能等，对合金构造钢的组织和性能的影响很复杂。各种合金元素对构造钢抗的影响很复杂。各种合金元素对构造钢抗拉强度和屈服点的影响如图拉强度和屈服点的影响如图3-13-1所示所示图图3-1各种合金元素对构造钢抗拉强度和屈服点的影响各种合金元素对构造钢抗拉强度和屈服点的影响a对抗拉强度的影响对抗拉强度的影响 b对屈服点的影响对屈服点的影响nMn的固溶强化作用很明显，当wMn1.7%时，可提高韧性和降低脆性转变温度屈服点提高约50%、脆性转变温度约下降20，如Q34516Mn为典型的固溶强化钢，其屈服点为345MPa、脆性转变温度低于-40；nSi的固溶强化作用也很显著，但会降低塑性和韧性，因此普通钢中wSi0.6%；nNi是独一能起固溶强化作用同时又提高韧性且大幅度降低脆性转变温度的合金元素，在低温钢中最常用。nCr能提高钢的耐热性、耐蚀性和降低脆性转变温度；Mo可提高钢的热强性，普通以为wMo=0.25%0.50%时，既可以强化金属又能改善韧性，当wMo0.5%时韧性开场恶化。Cr和Mo都是提高钢的淬透性的元素，使其裂纹敏感性添加，因此在低合金构造钢中的含量应加以控制。nV、Ti、Nb是剧烈碳化物的元素，Al、V、Ti、Nb还可构成氮化物，可产生明显的沉淀强化作用，在固溶强化的根底上屈服点可提高50100MPa，并能坚持韧性。V、Ti、Nb均是微量参与，故称为微合金化。nB是微合金化的元素，它可以细化晶粒从而改善韧性。n2合金构造钢的性能n合金构造钢具有较高的强度和良好的塑性、韧性，采用不同的合金成分和热处置方法可获得具有不同综合性能的低中合金构造钢。n 热轧及正火条件下，合金元素对钢的塑性和韧性的影响与其强化作用相反，即强化效果越大，塑性和韧性就降低越多，当钢中合金元素的含量超越一定值后会引起韧性大幅度下降。因此抗拉强度大于600MPa的高强钢普通都需进展调质处置。第二模块第二模块 热轧及正火钢的焊接热轧及正火钢的焊接一、热轧及正火钢的成分和性能1热轧钢屈服点为295390MPa的钢大都属于热轧钢；合金系统为C-Mn或C-Mn-Si系；热轧钢的组织为铁素体+珠光体;第二模块第二模块 热轧及正火钢的焊接热轧及正火钢的焊接一、热轧及正火钢的成分和性能 当板厚较大时，可以要求在正火条件下供货，经正火处置可使钢的化学成分均匀化，塑性、韧性提高，但强度略有下降。 热轧钢的综合力学性能和加工工艺性能都较好，且冶炼工艺简单、价钱较低，因此在国内外得到广泛运用。nQ34516Mn是我国1957年研制消费和运用最广泛的热轧钢，用于南京长江大桥和我国第一艘万吨运洋货轮。nQ345按其中Mn和Si的质量分数不同又分为AE5个质量等级，Q345A即旧牌号中的16Mn，Q345C相当于锅炉和压力容器用钢中的16Mng和16MnR。n在低碳条件下，wMn1.6%、wSi0.6%，可以坚持钢具有较高的塑性和韧性，超出这一范围后，塑、韧性明显恶化。因此合金元素的用量和钢的强度程度都遭到限制。n2正火钢n当要求钢的屈服点大于390MPa时，必需在固溶强化的同时加强合金元素的沉淀强化作用。n正火钢是在固溶强化的根底上，参与碳、氮化物V、Ti、Nb和Mo等构成元素，经过沉淀强化和细晶强化来进一步提高钢的强度和保证韧性。n正火处置的目的是促使碳化物和氮化物质点从固溶体中沉淀析出并同时细化晶粒。n3微合金控轧钢n参与质量分数为0.1%左右对钢的组织性能有显著或特殊影响的微量合金元素的钢，称为微合金钢。多种微合金元素的共同作用称为多元微合金化。n3微合金控轧钢n微合金控轧钢采用微合金化和控制轧制等技术，到达细化晶粒和沉淀强化相结合的效果，同时从冶炼工艺上采取降碳、降硫，改动夹杂物形状，提高钢的纯真度等措施，使钢材具有细晶组织。具有高强度、高韧性和良好的焊接性等优点，是热轧及正火钢的一个新分支，是近年开展起来的一类新钢种。主要用于石油和天然气的保送管线，如X60、X65和X70等管线钢。n二、热轧及正火钢的焊接性n 热轧及正火钢中碳和合金元素的含量都较低，焊接性总体来看较好，但随合金元素含量的添加，焊接性变差。焊接时需求留意的问题是焊接裂纹和热影响区性能变化。n一焊接裂纹一焊接裂纹n1 1焊接冷裂纹焊接冷裂纹n产生冷裂纹的三要素淬硬组织、拘谨度和分散氢产生冷裂纹的三要素淬硬组织、拘谨度和分散氢含量含量n淬硬组织和资料有关，因此钢材的淬硬倾向可以淬硬组织和资料有关，因此钢材的淬硬倾向可以作为判别冷裂纹敏感性的规范之一。而淬硬倾向作为判别冷裂纹敏感性的规范之一。而淬硬倾向又可以经过碳当量、又可以经过碳当量、PcPc、热影响区最高硬度等来、热影响区最高硬度等来判别。判别。n例如钢材碳当量越大，冷裂纹敏感性也越大，利例如钢材碳当量越大，冷裂纹敏感性也越大，利用国际焊接学会引荐的碳当量计算公式计算用国际焊接学会引荐的碳当量计算公式计算CECE。n普通以为，CE0.4%时，钢材在焊接过程中根本无淬硬倾向，冷裂敏感性小。屈服点为295390MPa热轧钢的碳当量普通都小于0.4%，焊接性良好，除大厚度钢板和在环境温度很低等情况下焊接外，普通不需预热和严厉控制焊接热输入。n碳当量CE=0.4%0.6%时，钢的淬硬倾向逐渐添加，属于有淬硬倾向的钢，对冷裂纹比较敏感。屈服点为440490MPa的正火钢根本属于这一范围，其中碳当量不超越0.5%时，淬硬倾向不太严重，焊接性尚好，板厚较大25mm时需求采取预热措施。n2焊接热裂纹n热轧及正火钢含碳量都较低，而含Mn量较高，Mn/S的比值可以到达防止结晶裂纹的要求，具有较好的抗热裂纹才干，在母材化学成分正常，焊接资料和焊接参数选择正确的情况下，普通不会产生热裂纹。n特殊情况，母材中的碳与硫同时居上限或严重偏析，那么有能够产生结晶裂纹。n2焊接热裂纹n反之，假设焊接时焊缝产生结晶裂纹，那么是由母材中的碳与硫的不正常构成的，这时就要从工艺上设法减小熔合比，选用碳含量少、Mn含量高的焊接资料，以降低焊缝中的碳和提高焊缝中的Mn，可以到达消除结晶裂纹的目的。n3 3消除应力裂纹再热裂纹消除应力裂纹再热裂纹n含有含有MoMo、CrCr元素的钢在焊后消除应力热处置或焊元素的钢在焊后消除应力热处置或焊后再次高温加热包括长期高温下运用过程中，后再次高温加热包括长期高温下运用过程中，能够呈现裂纹，即消除应力裂纹，也称再热裂纹。能够呈现裂纹，即消除应力裂纹，也称再热裂纹。普通产生在热影响区的粗晶区，裂纹沿熔合线方普通产生在热影响区的粗晶区，裂纹沿熔合线方向断续分布。该裂纹的产生普通须有较大的焊接向断续分布。该裂纹的产生普通须有较大的焊接剩余应力，因此在拘谨度大的厚大工件中或应力剩余应力，因此在拘谨度大的厚大工件中或应力集中部位更易于呈现消除应力裂纹。集中部位更易于呈现消除应力裂纹。n3 3消除应力裂纹再热裂纹消除应力裂纹再热裂纹n在热轧及正火钢中，在热轧及正火钢中，18MnMoNb18MnMoNb和和14MnMoV14MnMoV有细微的有细微的消除应力裂纹倾向，可采取提高预热温度或焊后消除应力裂纹倾向，可采取提高预热温度或焊后立刻热处置等措施来防止消除应力裂纹的产生。立刻热处置等措施来防止消除应力裂纹的产生。n4层状撕裂n层状撕裂主要与钢的冶炼轧制质量、板厚、接头方式和Z向应力有关，与钢材强度无直接关系。n普通以为，钢中的含硫量和Z是衡量抗层状撕裂才干的判据。阅历阐明，当Z20%时，即使Z向拘谨应力较大，也不会产生层状撕裂。n对有能够在焊接过程产生层状撕裂的重要构造，可采用Z向钢如D36，其Z最高值可达55%。这些钢在冶炼过程中采取了特殊的工艺措施，因此本钱较高。n二热影响区性能变化二热影响区性能变化n热轧及正火钢焊接热影响区性能变化主要是过热热轧及正火钢焊接热影响区性能变化主要是过热区的脆化；在一些合金元素含量较低的钢中有时区的脆化；在一些合金元素含量较低的钢中有时还能够呈现热应变脆化问题。还能够呈现热应变脆化问题。n二二热影响区性能影响区性能变化化n1 1过热区脆化区脆化n在被加在被加热到到12001200以上的以上的热影响区影响区过热区，会区，会发生奥氏体晶粒的生奥氏体晶粒的显著著长大和一些大和一些难熔熔质点如碳点如碳化物和氮化物熔入基体的化物和氮化物熔入基体的过程。在冷却程。在冷却过程中程中能能够会会产生脆性生脆性较大的魏氏大的魏氏组织、粗大的、粗大的马氏体氏体组织和塑性很低的混合和塑性很低的混合组织即即铁素体、高碳素体、高碳马氏体和氏体和贝氏体的混合氏体的混合组织等。等。n热轧钢过热区脆化主要是由于在热输入较大时产生魏氏组织或是由于含碳量偏高和冷却速度较快时产生的马氏体组织引起的。n正火钢过热区脆化与魏氏组织无关，除晶粒粗化外，主要是由于在1200高温下，起沉淀强化作用的碳化物和氮化物质点分解并熔于奥氏体，在随后的冷却过程中来不及析出而固溶在基体中，结果使铁素体基体的硬度上升而韧性下降，这时假设减小热输入，就可以减少过热区在高温的停留时间，抑制碳化物和氮化物的熔解，从而有效防止过热区脆化。n2热应变脆化n热应变脆化是指在焊接过程中，在热和应变共同作用下产生的一种应变时效。普通发生在固溶氮含量较高而强度级别不高的低合金钢中，如抗拉强度490MPa的C-Mn钢。n2热应变脆化n假设在钢中参与足够的氮化物构成元素Al、Ti、V等可以有效降低热应变脆化倾向，如Q42015MnVN比Q34516Mn的热应变倾向小。n消除热应变时效的有效措施是焊后热处置，如Q345经6001h退火处置后，其韧性可恢复到原有程度。n三、热轧及正火钢焊接工艺要点三、热轧及正火钢焊接工艺要点 n一焊接方法一焊接方法n热轧及正火钢焊接时对焊接方法无特殊要热轧及正火钢焊接时对焊接方法无特殊要求，不同焊接方法对焊接质量无显著影响，求，不同焊接方法对焊接质量无显著影响，因此可以采用各种焊接方法进展焊接，常因此可以采用各种焊接方法进展焊接，常用焊接方法如焊条电弧焊、埋弧焊、用焊接方法如焊条电弧焊、埋弧焊、CO2CO2气气体维护焊和电渣焊等，普通是根据产品的体维护焊和电渣焊等，普通是根据产品的构造特点、批量、消费条件和经济效益等构造特点、批量、消费条件和经济效益等综合情况进展选择。综合情况进展选择。n二下料、坡口加工和定位焊二下料、坡口加工和定位焊n热轧及正火钢可以采用各种切割方法下料。热轧及正火钢可以采用各种切割方法下料。n坡口加工可采用机械加工，也可采用气割坡口加工可采用机械加工，也可采用气割和碳弧气刨。对强度级别较高、厚度较大和碳弧气刨。对强度级别较高、厚度较大的焊件，经过火焰切割或碳弧气刨的坡口的焊件，经过火焰切割或碳弧气刨的坡口运用砂轮仔细打磨，消除氧化皮及凹槽；运用砂轮仔细打磨，消除氧化皮及凹槽；在坡口两侧在坡口两侧202030mm30mm范围内去除油污、铁范围内去除油污、铁锈等。锈等。n定位焊焊缝应有足够的长度普通不小于50mm以防开裂，对厚度较薄的板材定位焊缝长度应不小于4倍板厚。n定位焊应选用与焊缝一样的焊接资料，也可选用强度稍低的焊条或焊丝。焊接顺序应能防止过大的拘谨、允许工件有适当的变形，采用的焊接电流可稍大于焊接时的焊接电流。n三焊接资料三焊接资料n选择焊接资料时必需思索到两方面的问题：选择焊接资料时必需思索到两方面的问题：n一是保证焊缝不产生裂纹等焊接缺陷；一是保证焊缝不产生裂纹等焊接缺陷；n二是能满足运用性能的要求。二是能满足运用性能的要求。n选择焊接资料的主要根据是保证焊缝金属的强度、选择焊接资料的主要根据是保证焊缝金属的强度、塑性和韧性等力学性能与母材相匹配，而不要求塑性和韧性等力学性能与母材相匹配，而不要求与母材成分一样，因此选择焊接资料应思索以下与母材成分一样，因此选择焊接资料应思索以下问题：问题：n1根据母材的强度级别选用相应的焊接资料n按照焊缝与母材等强匹配的原那么选择焊接资料，普通要求焊缝与母材强度相等或略低于母材。n例如适用于焊接Q42015MnVN的焊条E5515，其中C、Mn的含量都比母材低，且其中不含沉淀强化元素V，但用它焊接的焊缝金属的抗拉强度可达549608MPa，同时还具有高的塑性和韧性。n2思索熔合比和冷却速度的影响n焊缝的力学性能取决于它的化学成分和组织形状。焊缝化学成分不只取决于焊接资料，而且与母材的熔入量即熔合比有很大关系；而焊缝组织那么与冷却速度有很大关系。n2思索熔合比和冷却速度的影响n采用同样焊接资料，在熔合比和冷却速度不同时，所得焊缝的性能也会有很大差别。n选择焊条或焊丝时应思索到板厚和坡口方式的影响，焊接薄板时因熔合比较大，应选用强度较低的焊接资料，焊接厚板时那么相反。n3思索焊后热处置对焊缝力学性能的影响n焊后热处置如消除应力退火会使焊缝的强度有所降低，当焊缝强度余量不大时，焊后热处置后焊缝强度能够低于母材，因此，对于焊后要求正火处置的焊缝，应选择强度高一些的焊接资料。n3思索焊后热处置对焊缝力学性能的影响n此外，假设对焊缝金属的运用性能有特殊要求，应同时加以思索。例如，在焊接16MnCu时，要求焊缝金属与母材具有一样的耐蚀性能，那么需选用含铜的焊条。n四焊接参数四焊接参数n1 1焊接热输入焊接热输入n确定焊接热输入主要思索热影响区的脆化和冷裂两个要确定焊接热输入主要思索热影响区的脆化和冷裂两个要素。素。n各类钢材的脆化倾向和冷裂倾向是不同的，因此对热输各类钢材的脆化倾向和冷裂倾向是不同的，因此对热输入的要求也不同。入的要求也不同。n四焊接参数四焊接参数n在焊接碳当量在焊接碳当量CeqCeq小于小于0.4%0.4%热轧及正火钢时，如热轧及正火钢时，如Q295Q295和和Q345Q345，对热输入没有严厉限制。，对热输入没有严厉限制。n焊接碳当量为焊接碳当量为0.4%0.4%0.6%0.6%的热轧及正火钢时，热输入应偏大的热轧及正火钢时，热输入应偏大一些比较好。一些比较好。n但最好是采用小热输入但最好是采用小热输入+ +预热。恰当控制预热温度，既能防预热。恰当控制预热温度，既能防止产生裂纹，又能防止晶粒过热。止产生裂纹，又能防止晶粒过热。n2预热温度n预热的目的是为了防止裂纹，同时还有一定的改善组织和性能的作用。预热温度与钢材的淬硬性、板厚、拘谨度、环境温度等要素有关，工程中必需结合详细情况经实验后才干确定，引荐的一些预热温度只能作为参考。多层焊时应保证道间温度不低于预热温度，但也要防止道间温度过高产生的不利影响，如韧性下降等。n常用热轧及正火钢引荐的预热温度见表3-5表表3-5 3-5 几种常用热轧及正火钢的预热温度和焊后热处置参数几种常用热轧及正火钢的预热温度和焊后热处置参数钢号号预热温度温度焊后后热处置置规范范型号型号牌号牌号电弧弧焊电渣渣焊Q29509Mn209MnNb09MnV不不预热一般供一般供给的的板厚板厚16mm不不热处置置-Q34516Mn14MnNb10015030mm600650退火退火900930正火正火600650回火回火Q39015MnV15MnTi16MnNb10015028mm550或或650退火退火950980正火正火550或或650回火回火Q42015MnVN14MnVTiRE10015025mm950正火正火650回火回火14MnMoV18MnMoNb200600650退火退火950980正火正火600650回火回火n3焊后热处置n热轧及正火钢普通不需求焊后热处置；但对要求抗应力腐蚀的焊接构造、低温下运用的焊接构造和厚壁高压容器等，焊后需求进展消除应力的高温回火550650。确定回火温度的原那么是：n3焊后热处置n1不超越母材原来的回火温度，以免影响母材本身的性能。2对有回火脆性的资料，要避开呈现回火脆性的温度区间。例如，对含V或V+Mo的低合金钢，在回火时要防止在600左右的温度区间停留较长时间，以防因V的二次碳化物析出而构成脆化，如Q42015MnVN的消除应力回火的温度为55025。n另外，对于抗拉强度大于490MPa的高强度钢，由于产生延迟裂纹的倾向较大，为了在消除应力的同时起到消氢处置的作用，要求焊后立刻进展回火处置。如焊后不能及时进展热处置，应立刻在250350保温26h，以便焊接区的氢逸出。n四、典型四、典型钢种种Q345Q345的的焊接工接工艺要点要点n1 1焊前前预备n气割或碳弧气刨下料和加工坡口，切口可直接气割或碳弧气刨下料和加工坡口，切口可直接进展展焊接接nQ345Q345钢可以可以顺利利进展冷弯和机械切割。筒展冷弯和机械切割。筒节冷弯冷弯当板厚与直径之比大于当板厚与直径之比大于1/401/40时，成形后，成形后应进展展600600650650的消除的消除应力回火，以消除冷作硬化。力回火，以消除冷作硬化。n四、典型四、典型钢种种Q345Q345的的焊接工接工艺要点要点nQ345Q345钢加加热到到850850以上可以以上可以进展各种展各种热压成形，成形，经热压后力学性能无明后力学性能无明显变化，普通不需再化，普通不需再进展展热处置。置。Q345Q345钢也可采用加也可采用加热矫正正变形。形。阅历阐明，火焰明，火焰矫正的加正的加热温度温度应控制在控制在700700800800之之间，不宜超越，不宜超越900900。n2预热nQ345钢的焊接性较好，但当构造刚度较大或在低温条件下焊接时，应进展预热。板厚板厚/mm/mm预 热 温温 度度1616不低于不低于-10-10不不预热，-10-10以下以下预热10010015015016162424不低于不低于-5-5不不预热，-5-5以下以下预热10010015015025254040不低于不低于00不不预热，00以下以下预热1001001501504040均均预热100100150150表表3-6 Q3453-6 Q345钢在不同环境温度下的预热温度钢在不同环境温度下的预热温度n3焊条电弧焊工艺n可采用I形、V形或X 形坡口。n普通选用E50型的焊条。n重要构造如压力容器应选用碱性焊条E5016、5015；n对厚度小、坡口角度小或强度要求不高的产品也可选用E43型的焊条E4316、E4315。n焊条应严厉按要求进展烘干：如碱性焊条必需经350400烘干2h。焊接参数见表3-7。 表表3-7 Q3453-7 Q345钢平对接焊条电弧焊工艺参数钢平对接焊条电弧焊工艺参数坡口坡口形式形式焊件厚度件厚度或或焊脚尺寸脚尺寸/mm/mm第一第一层焊缝其他各其他各层焊缝封底封底焊缝焊条直径条直径/mm/mm焊接接电流流/A/A焊条直径条直径/mm/mm焊接接电流流/A/A焊条直径条直径/mm/mm焊接接电流流/A/AI I形形2 22.52.550506060- - -2.52.5555560602.52.54 43.23.29090120120- - -3.23.290901201204 45 53.23.2100100130130- - -3.23.21001001301304 4160160200200- - -4 4160160120120V V形形5 56 63.23.2100100130130- - -3.23.21001001301304 4160160210210- - -4 4180180210210663.23.21001001301304 41601602102104 41801802102104 41601602102105 52202202802805 5220220260260X X形形12124 41601602102104 4160160210210- - -5 5220220280280- - -n5CO2气体维护焊的工艺参数nCO2气体维护焊焊丝按表3-4选用，目前运用较多的是H08Mn2SiA。nQ345钢CO2气体维护焊的工艺参数焊接接焊丝直径直径/mm/mm维护气体气体气体流量气体流量/Lmin/Lmin-1-1预热或道或道间温度温度/焊接参数接参数焊接接电流流/A/A焊接接电压/V/V焊接速度接速度/cmmin/cmmin-1-1单焊道道1.21.2COCO2 28 81515不不预热或或1001001001001501502121242412121818多多焊道道8 815151601602402402222262614142222单焊道道1.61.6COCO2 2101018183003003603603333353520202626多多焊道道101018182802803403403030323218182424第三模块第三模块 低碳调质钢的焊接低碳调质钢的焊接 n屈服点大于490MPa的高强钢必需采用调质处置，经过组织强化获得很高的综合力学性能。n低碳调质钢属于热处置强化钢。n这类钢既有较高的强度，又有良好的塑性和韧性，在工程构造中的运用日益广泛。n一、低碳一、低碳调质钢的成分与性能的成分与性能n 为了保了保证良好的良好的综合性能和合性能和焊接性，接性，低碳低碳调质钢要求要求钢中碳的中碳的质量分数不量分数不大于大于0.22%0.22%实践上普通践上普通wc0.18%wc0.18%，此外添加一些合金元素如此外添加一些合金元素如MnMn、CrCr、NiNi、MoMo、V V、NbNb、B B、CuCu等，目的是等，目的是为了提了提高高钢的淬透性和的淬透性和马氏体的回火氏体的回火稳定性。定性。这类钢由于含碳量低，淬火后得到低由于含碳量低，淬火后得到低碳碳马氏体，而且会氏体，而且会发生生“自回火，脆自回火，脆性小，具有良好的性小，具有良好的焊接性。接性。n抗拉强度600Mpa、700MPa的低碳调质钢HQ60、HQ70这类钢可在调质形状下焊接，焊后不再进展调质处置，必要时进展消除应力处置。主要用于工程机械、动力设备、交通运输机械和桥梁等.n抗拉强度800MPa的低碳调质钢如14MnMoNbB、HQ80和HQ80C也在工程中获得广泛运用。n焊接无裂纹钢简称CF钢，为了改善野外施工焊接条件和提上下温韧性而开发的一种含碳极低wc0.09%的调质钢；焊接时采用超低氢焊材，在板厚50mm以下或在0都可焊前不预热。n二、低碳调质钢的焊接性二、低碳调质钢的焊接性n低碳调质钢主要是作为高强度的焊接构造用钢，低碳调质钢主要是作为高强度的焊接构造用钢，因此其中碳的质量分数限制得较低，在合金成分因此其中碳的质量分数限制得较低，在合金成分的设计上也思索了焊接性的要求。的设计上也思索了焊接性的要求。n低碳调质钢是热处置强化钢，是经过调质处置获低碳调质钢是热处置强化钢，是经过调质处置获得强化效果的，因此焊接时在热影响区内除会发得强化效果的，因此焊接时在热影响区内除会发生脆化外还有软化问题，在选择焊接资料时应着生脆化外还有软化问题，在选择焊接资料时应着重思索。重思索。n一焊接裂纹一焊接裂纹n1 1焊接热裂纹焊接热裂纹n低碳调质钢普通含碳量都较低，而含低碳调质钢普通含碳量都较低，而含MnMn量量较高，且对较高，且对S S、P P的限制也较严厉，因此焊的限制也较严厉，因此焊缝金属的结晶裂纹倾向较小。但对一些高缝金属的结晶裂纹倾向较小。但对一些高NiNi低低MnMn类型的低合金高强钢来讲，由于类型的低合金高强钢来讲，由于NiNi的作用会添加结晶裂纹倾向，但只需选择的作用会添加结晶裂纹倾向，但只需选择适宜的焊接资料，提高焊缝金属的含适宜的焊接资料，提高焊缝金属的含MnMn量，量，就可以防止产生这种裂纹。就可以防止产生这种裂纹。n2焊接冷裂纹n低碳调质钢在严厉控制焊缝分散氢含量的情况下，对冷裂纹不敏感。n普通焊缝组织为马氏体或贝氏体。n马氏体虽然属于淬火组织，但由于含碳量低，仍坚持了较高的韧性；n这类钢的Ms点比较高400，假设焊接时控制在Ms点附近的冷却速度比较低，马氏体构成后可以进展一次“自回火过程，使韧性得到改善，因此可以防止产生冷裂纹。n3消除应力裂纹n低碳调质钢中大都含有Cr、Ni、Mo、V、Nb、B等提高消除应力裂纹敏感性的元素，其中影响最大的是V，其次是Mo，二者共存时情况更严重。普通以为Mo-V系的钢，特别是Cr-Mo-V系的钢对消除应力裂纹最敏感；Mo-B和Cr-Mo系的钢也有一定的敏感性。但不同成分的钢对该裂纹的敏感温度范围有所差别，焊接时可经过一定的工艺措施，如控制预热和后热温度、降低消除应力退火温度等，来防止消除应力裂纹的发生。二热影响区性能变化二热影响区性能变化1、热影响区脆化、热影响区脆化低碳调质钢热影响区脆化的缘由和低碳调质钢热影响区脆化的缘由和规律与热轧及正火钢都不同。这类规律与热轧及正火钢都不同。这类钢经调质处置后的组织是低碳马氏钢经调质处置后的组织是低碳马氏体或下贝氏体，都有较高的韧性，体或下贝氏体，都有较高的韧性，因此产生正常的淬火组织不是引起因此产生正常的淬火组织不是引起脆化的缘由。脆化的缘由。图图3-2 典型低碳调质钢延续冷却曲线典型低碳调质钢延续冷却曲线n2热影响区软化n热影响区软化是指其强度和硬度下降的景象，是焊接调质钢时普遍存在的问题。热影响区内凡是加热温度高于母材回火温度至Ac1的区域，由于组织转变及碳化物的沉淀和聚集长大引起软化，而且温度越接近Ac1的区域，软化越严重，如以下图。n钢材的强度级别越高，焊前母材强化程度越大母材调质处置的回火温度越低，焊后热影响区的软化越严重。n低碳调质钢热影响区的软化是由母材的强化特性决议的，只能经过一定的工艺措施来防止。软化区的宽度和软化程度与焊接方法和热输入有很大关系，低碳调质钢焊接时不宜采用大的焊接热输入和较高的预热温度。图图3-3 调质钢热影响区的硬度分布调质钢热影响区的硬度分布A-焊前淬火焊前淬火+低温回火低温回火 B-焊前淬火焊前淬火+高温回火高温回火 C-焊前焊前退火退火1-淬火区淬火区 2-部分淬火区部分淬火区 3-回火区回火区n三、低碳三、低碳调质钢的的焊接工接工艺要点要点n低碳低碳调质钢焊接接时要留意两个根本要留意两个根本问题：一是要求在一是要求在马氏体氏体转变时的速度不能太快，的速度不能太快，使使马氏体可以氏体可以发生生“自回火自回火过程，以免程，以免产生冷裂生冷裂纹；n二是要使二是要使热影响区在影响区在800800500500之之间的冷的冷却速度大于却速度大于产生脆性混合生脆性混合组织的的临界冷却界冷却速度。速度。n这两个两个问题是制定低碳是制定低碳调质钢焊接工接工艺的的主要根据。主要根据。n1 1焊前前预备n对于屈服点大于于屈服点大于600MPa600MPa的低碳的低碳调质钢，接，接头方式方式尽量采用尽量采用对接接接接头，坡口以，坡口以U U形或形或V V形形为好好, ,为减小减小应力力还可采用双可采用双U U形或双形或双V V形坡口。形坡口。n低碳低碳调质钢可以用气割方法切割坡口，但割可以用气割方法切割坡口，但割缝边缘有硬化有硬化层，应经过加加热或机械加工消除。板厚或机械加工消除。板厚小于小于100mm100mm时，切割前不需，切割前不需预热；板厚大于；板厚大于100mm100mm时，应进展展100100150150的的预热。强度度级别较高的高的钢，应尽量采用机械切割或等离子切割方法，以尽量采用机械切割或等离子切割方法，以减小硬化减小硬化层。n2焊接方法n低碳调质钢在焊接时需求处置的问题：一是防止裂纹；n二是在保证获得高强度的同时，提高焊缝金属和热影响区的韧性。n屈服点s980MPa的低碳调质钢焊接时，需求采用钨极氩弧焊或真空电子束焊才干获得满足要求的焊接接头；n对于屈服点s980MPa的低碳调质钢，焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体维护焊和钨极氩弧焊等焊接方法都可以采用；n屈服点s686MPa的低碳调质钢，熔化极气体维护焊如Ar+CO2混合气体维护焊是最适宜的焊接方法。n3焊接资料n选择原那么是“等强匹配或“低强匹配，任何情况下都不可选择“超强匹配。钢种种焊条条电弧弧焊埋弧埋弧焊气体气体维护焊焊丝焊剂焊丝维护气气14MnMoVN14MnMoVNE7015-D2E7015-D2E7015-GE7015-GH08Mn2NiMoAH08Mn2NiMoAH08Mn2NiMoVAH08Mn2NiMoVAHJ250HJ250HJ350HJ350H08Mn2SiAH08Mn2SiAH08Mn2MoAH08Mn2MoACOCO2 2或或Ar+COAr+CO2 214MnMoNbB14MnMoNbBE7015-D2 E7015-D2 E7015-G E7015-G E7515-G E7515-G E8015-GE8015-GH08Mn2MoA H08Mn2MoA H08Mn2Ni2CrMH08Mn2Ni2CrMoAoAHJ350HJ350H08Mn2MoAH08Mn2MoAH08MnNi2MoH08MnNi2MoCOCO2 2或或Ar+COAr+CO2 2HQ80HQ80E8015-GE8015-GE7515-GE7515-G- - -H08MnNi2MoAH08MnNi2MoAER110ER110COCO2 2或或Ar+COAr+CO2 2 20%20%HQ100HQ100E9015-GE9015-GE1005-GE1005-G- - -H08MnNi2CrMoAH08MnNi2CrMoAAr+COAr+CO2 25%5%20%20%表表3-12不同强度级别的低碳调质钢焊接资料的选用不同强度级别的低碳调质钢焊接资料的选用n4焊接参数n1焊接热输入 n从防止热影响区脆化动身，要求冷却速度较快为好；而从防止冷裂来讲，要求冷却速度越慢越好，因此确定冷却速度应该兼顾两者的要求，选择一个适宜的范围，上限要不产生冷裂，下限要不产生引起脆化的混合组织，如图3-2中的阴影区域是既能得到良好韧性，又能保证不产生冷裂的冷却速度范围。n选择焊接热输入的原那么是：在保证不呈现裂纹和满足热影响区韧性的条件下，应选择尽能够大的焊接热输入。例如，HQ70钢焊接时的预热温度和最大焊接热输入见表3-13。钢种板厚/mm预热温度/道间温度/焊接热输入/kJcm-1焊条电弧焊气体维护焊埋弧焊HQ70613502550150251326751005050752004526501257510022048HQ80C6135050501502513267510050757510020045265012510012522048n2预热和后热温度 n低碳调质钢在板厚不大、接头拘谨度较小的情况下焊接时可以不预热。n但当焊接热输入提高到最大允许值还不能防止裂纹时，就必需采取预热措施。普通采用较低的预热温度T0200。板厚板厚/mm/mm14MnMoVN14MnMoVN14MnMoNbB14MnMoNbB1313- - -131316165050100100100100150150161619191001001501501501500000191922221001001501501501502002002222252515015020020020020025025025253535150150200200200200250250低碳调质钢焊接构造普通是在焊态下运用，正常情况下不进展焊后热处置。除非焊后接头区强度和韧性过低、构造要求耐应力腐蚀以及焊后需求进展高精度加工来保证构造尺寸等，才进展焊后热处置。为了保证资料的强度性能，焊后热处置温度必需比母材原调质处置的回火温度低30。表表3-14 3-14 两种低碳两种低碳调质钢的最低的最低预热温度和道温度和道间温度温度 单位：位：n四、典型四、典型钢WCF62WCF62的的焊接工接工艺要点要点nWCF62WCF62钢是在是在940940水淬水淬+630+630回火回火调制形制形状下状下进展加工和展加工和焊接的。接的。为了保了保证母材性母材性能在制造能在制造过程中不下降，不允程中不下降，不允许采用采用热弯、弯、热卷成形，卷成形，矫正的加正的加热温度不得超越温度不得超越焊前前回火温度。回火温度。n焊接方法普通用接方法普通用焊条条电弧弧焊、CO2CO2或或Ar+CO2Ar+CO2气体气体维护电弧弧焊。n四、典型四、典型钢WCF62WCF62的的焊接工接工艺要点要点n焊条条选用用E6015GE6015G型，如型，如J607RHJ607RH等。等。n焊条烘焙温度条烘焙温度4001h4001h，烘后，烘后应立刻放入立刻放入低温枯燥保温桶内，随用随取。低温枯燥保温桶内，随用随取。焊条在保温条在保温桶内存放的桶内存放的时间不不应超越超越4h4h。烘后。烘后焊条允条允许在大气中放置的在大气中放置的时间按消按消费厂家的厂家的规定。定。n气体气体维护焊焊丝为Mn-Si-MoMn-Si-Mo系或系或Mn-Ni-MoMn-Ni-Mo系系焊丝。维护气体的气体的纯度及含水量度及含水量应严加控制，加控制，CO2CO2气体气体应符合符合GB/T6052-1993GB/T6052-1993中中规定的定的级或或级1 1类气体的要求。气体的要求。n焊接热输入对热影响区的韧性有明显的影响，热输入上升，韧性下降。最正确热输入为1725kJ/cm，允许热输入为1040kJ/cm。n预热温度与分散氢H有关，当焊条经400烘干，H2mL/100g时可不进展预热。板厚较大或母材的CE或Pcm偏高时，应进展50的预热。n普通情况下，焊后不需进展热处置。当36mm时，要求进展消除应力退火。退火温度应低于焊前回火温度，假设超越回火温度强度将明显下降。综合思索保证性能及防止消除应力裂纹，退火温度应选在550580之间，加热速度不超越120/h，保温后随炉冷至300后再出炉空冷。n为了防止消除应力裂纹，可采取以下措施：n降低消除应力退火温度。n控制母材中V、B的含量。n适当预热100。n焊后及时进展2000.51h后热。第四模块第四模块 中碳调质钢的焊接中碳调质钢的焊接 n中碳调质钢中碳和其他合金元素的含量都较高，经过调质处置获得较高的强度。其中参与合金元素的作用是保证淬透性和提高抗回火性，而其强度主要还是取决于含碳量。但随含碳量的添加，钢的焊接性明显变差，焊接时必需采取严厉的工艺措施，焊后必需经过调质处置才干到达运用要求的接头性能。n一、中碳调质钢的成分和性能n中碳调质钢都是在淬火+回火形状下运用，屈服点达8801176MPa以上，具有高的比强度和高硬度，可以用作火箭外壳和装甲钢等。n其中碳的质量分数为wc=0.25%0.5%，并参与合金元素如Mn、Si、Ni、Cr、Mo、V、Ti等，以保证钢的淬透性，消除回火脆性，再经过调质处置获得较好的综合性能。n中碳调质钢的淬硬性比低碳调质钢高得多，淬火后得到马氏体组织，再经回火得到的是片状马氏体，属于硬脆组织，因此钢的韧性较低，给焊接带来很大困难。常用的中碳调质钢的化学成分和力学性能见表3-15和3-16。 表表3-15 3-15 中碳调质钢的化学成分质量分数中碳调质钢的化学成分质量分数% %钢牌号牌号C CMnMnSiSiCrCrNiNiMoMoV VS SP P30CrMnSiA30CrMnSiA0.280.280.30.35 50.80.81.11.10.90.91.21.20.80.81.11.10.300.30- - -0.0300.0300.0350.03540CrMnSiMoVA40CrMnSiMoVA0.370.370.40.42 20.80.81.21.21.21.21.61.61.21.21.51.50.250.250.450.450.60.60 00.070.070.10.12 20.0300.0300.0250.02535CrMoA35CrMoA0.300.300.40.40 00.40.40.70.70.170.170.30.35 50.90.91.31.3- -0.20.20.30.3- -0.0300.0300.0350.03535CrMoVA35CrMoVA0.300.300.30.38 80.40.40.70.70.20.20.40.41.01.01.31.3- -0.20.20.30.30.10.10.20.20.0300.0300.0350.03534CrNi3MoA34CrNi3MoA0.30.30.40.40.50.50.80.80.270.270.30.37 70.70.71.11.12.752.753.23.25 50.250.250.40.4- -0.0300.0300.0350.03540CrNiMoA40CrNiMoA0.360.360.40.44 40.50.50.80.80.170.170.30.37 70.60.60.90.91.251.251.71.75 50.150.150.20.25 5- -0.0300.0300.0300.03030Cr3SiNiMoVA30Cr3SiNiMoVA0.320.320.700.700.960.963.103.100.910.910.700.700.110.110.0030.0030.0190.019表表3-16 3-16 中碳调质钢的力学性能中碳调质钢的力学性能钢号号热处置置规范范屈从屈从点点s/s/MPaMPa抗拉抗拉强强度度b/MPb/MPa a伸伸长率率% %断面收断面收缩率率% %冲冲击吸收吸收功功A AKVKV/J/J硬度硬度HBWHBW30CrMnSiA30CrMnSiA870870890890油淬油淬510510550550回火回火8338331078107810104040494934634636336330CrMnSiNi2A30CrMnSiNi2A890890910910油淬油淬200200300300回火回火1372137215681568994545595944444440Cr40Cr850850油淬油淬520520回火水回火水或油或油785785980980994545474720720740CrMnSiMoVA40CrMnSiMoVA890890970970油淬油淬250250270270回火，回火，空冷空冷- -18621862883535494952HRC52HRC35CrMoA35CrMoA860860880880油淬油淬560560580580回火回火49049065765715153535494919719724124135CrMoVA35CrMoVA880880900900油淬油淬640640660660回火回火68668681481413133535393925525530230234CrNi3MoA34CrNi3MoA850850870870油淬油淬580580670670回火回火83383393193112123535393928528534134140CrNiMoA40CrNiMoA840840860860油淬油淬550550650650水冷水冷或空冷或空冷833833980980121255557878269269n按照合金系统，中碳调质钢大约可以归纳为以下几种：n1 Cr钢 n40Cr是一种广泛运用的含Cr调质钢，具有良好的综合力学性能、较高的淬透性和较高的疲劳强度，用于制造较重要的在交变载荷下任务的机器零件，如齿轮和轴类。nCr能添加高温或低温的回火稳定性，但Cr 钢有回火脆性。该钢中wCr1.5%时能有效提高钢的淬透性，继续添加无实践意义；当wCr=1% 时对钢的塑性和韧性略有提高；当wCr2%时对塑性影响不大，但略使钢的冲击韧度降低。n2 2Cr-MoCr-Mo钢钢n35CrMoA35CrMoA和和35CrMoVA35CrMoVA属于属于Cr-MoCr-Mo钢系统，是在钢系统，是在CrCr钢钢根底上开展起来的中碳调质钢，具有良好的强度根底上开展起来的中碳调质钢，具有良好的强度和韧性匹配，普通在动力设备中用于制造一些接和韧性匹配，普通在动力设备中用于制造一些接受负荷较高、截面较大的重要零部件，如汽轮机受负荷较高、截面较大的重要零部件，如汽轮机叶轮、主轴和发电机转子等。叶轮、主轴和发电机转子等。nCrCr钢中参与少量钢中参与少量MoMowMo=0.15%wMo=0.15%0.25%0.25%可以消可以消除除CrCr钢的回火脆性，提高淬透性和高温强度；钢的回火脆性，提高淬透性和高温强度；V V可可以细化晶粒，提高强度、塑性和韧性，添加高温以细化晶粒，提高强度、塑性和韧性，添加高温回火稳定性。但由于钢中的含碳量较高，淬透性回火稳定性。但由于钢中的含碳量较高，淬透性较大，因此焊接性较差，普通要求焊前预热和焊较大，因此焊接性较差，普通要求焊前预热和焊后热处置。后热处置。n3Cr-Mn-Si钢n30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A和40CrMnSiMoVA都属于Cr-Mn-Si钢系统，这类钢的显著特点是强度很高，但焊接性差，在飞机制造中运用较多。n30CrMnSiA是一种典型的Cr-Mn-Si系统的中碳调质钢，其中不含贵重的Ni，因此在我国得到广泛运用。在退火形状下，它的组织是铁素体+珠光体，调质形状下的组织为回火索氏体。Cr-Mn-Si系钢具有回火脆性的缺陷，在300450内呈现第一类回火脆性，同时还具有第二类回火脆性，因此高温回火时必需采取快速冷却的方法，否那么韧性会显著降低。n4Cr-Ni-Mo钢n40CrNiMoA和34CrNi3MoA属于Cr-Ni-Mo系统，具有良好的综合性能，如强度高、韧性好、淬透性大等优点，主要用于制造高负荷、大截面的轴类和接受冲击载荷的构件，如汽轮机、喷气涡轮机轴、喷气式客机的起落架及火箭发动机外壳等。n二、中碳调质钢的焊接性二、中碳调质钢的焊接性n1 1焊缝中的热裂纹焊缝中的热裂纹n中碳调质钢含碳量及合金元素含量都中碳调质钢含碳量及合金元素含量都较高，因此液较高，因此液- -固相温度区间大，结晶固相温度区间大，结晶时成分偏析也较严重，焊接时易产生时成分偏析也较严重，焊接时易产生结晶裂纹，具有较大的热裂纹倾向。结晶裂纹，具有较大的热裂纹倾向。n为防止热裂纹，焊接时尽量采用含碳为防止热裂纹，焊接时尽量采用含碳量低和杂质量低和杂质S S、P P含量低的焊接资料；含量低的焊接资料；在焊接工艺上应留意填满弧坑和保证在焊接工艺上应留意填满弧坑和保证良好的焊缝成形，由于热裂纹容易出良好的焊缝成形，由于热裂纹容易出如今未填满的弧坑处，尤其是多层焊如今未填满的弧坑处，尤其是多层焊的第一层焊道的弧坑中以及焊缝的凹的第一层焊道的弧坑中以及焊缝的凹陷部位。陷部位。n2焊接冷裂纹n中碳调质钢含碳量及合金元素含量都较高，尤其是参与了添加淬透性的元素，因此淬硬倾向十清楚显，焊接热影响区易呈现硬脆的马氏体组织，增大了焊接接头的冷裂纹倾向。母材含碳量越高，淬硬性越大，焊接冷裂纹倾向也越大。n同时，中碳调质钢由于Ms点较低，构成的马氏体难以产生“自回火作用，并且马氏体中的含碳量较高，形状多为片状甚至针状，使得马氏体的硬度和脆性也更大，因此中碳调质钢比低碳调质钢对冷裂纹的敏感性更大。n3热影响区脆化n中碳调质钢的淬硬倾向很大，在焊接热影响区的过热区容易产生大量的脆硬高碳马氏体组织，导致过热区脆化。生成的马氏体越多，脆化越严重。n中碳调质钢为防止过热区脆化应采用小的焊接热输入，同时采取预热、缓冷和后热等措施。n4 4热影响区软化热影响区软化n对于必需在调质形状下焊接的中碳调质钢，对于必需在调质形状下焊接的中碳调质钢，需求思索热影响区软化问题。需求思索热影响区软化问题。n钢材调质形状下被加热到该钢调质处置的钢材调质形状下被加热到该钢调质处置的回火温度以上时，焊接热影响区将呈现强回火温度以上时，焊接热影响区将呈现强度、硬度低于母材的软化区，度、硬度低于母材的软化区，n普通加热温度在普通加热温度在Ac1Ac1Ac3Ac3的部位软化最明的部位软化最明显，显，30CrMnSi30CrMnSi调质钢焊接热影响区的强度调质钢焊接热影响区的强度分布如图分布如图3-43-4所示。所示。图图3-4 30CrMnSi3-4 30CrMnSi调质钢焊调质钢焊接接接接热热影响区的影响区的影响区的影响区的强强度分布度分布度分布度分布a a焊焊条条条条电电弧弧弧弧焊焊 b b气气气气焊焊n中碳调质钢强度级别越高，软化越严重，并且软化程度和软化区的宽度与焊接热输入、焊接方法有很大关系。焊接热输入越小，加热和冷却速度越快，软化程度越小，软化区的宽度也越窄。n从图3-4可以看出，30CrMnSi采用气焊时，软化区的抗拉强度降为590685MPa，而采用焊条电弧焊时软化区强度为8801030MPa；气焊时的软化区比电弧焊时要宽得多。因此，焊接热源越集中，对减少软化越有利。n四、中碳调质钢的焊接工艺特点四、中碳调质钢的焊接工艺特点n中碳调质钢淬透性很大，焊后的淬火中碳调质钢淬透性很大，焊后的淬火组织是脆硬的高碳马氏体，不只对冷组织是脆硬的高碳马氏体，不只对冷裂敏感，而且焊后假设不经过热处置，裂敏感，而且焊后假设不经过热处置，热影响区性能达不到母材性能。热影响区性能达不到母材性能。n这类钢普通是在退火形状下焊接，焊这类钢普通是在退火形状下焊接，焊后经过整体调质处置以获得满足要求后经过整体调质处置以获得满足要求的焊接接头；但有时必需在调质形状的焊接接头；但有时必需在调质形状下进展焊接，这种情况下热影响区的下进展焊接，这种情况下热影响区的性能恶化很难处置。性能恶化很难处置。n一在退火形状下焊接一在退火形状下焊接n1 1焊接方法焊接方法n在退火或正火形状下进展焊接，焊后再进展在退火或正火形状下进展焊接，焊后再进展整体调质处置，实践上大多数中碳调质钢焊接是整体调质处置，实践上大多数中碳调质钢焊接是采用该方案。采用该方案。n焊接时的主要问题是裂纹，热影响区性能可以经焊接时的主要问题是裂纹，热影响区性能可以经过焊后调质处置来保证。因此对焊接方法几乎没过焊后调质处置来保证。因此对焊接方法几乎没有限制，常用的焊接方法有焊条电弧焊、埋弧焊有限制，常用的焊接方法有焊条电弧焊、埋弧焊和气体维护焊等。采用热量集中的脉冲氩弧焊、和气体维护焊等。采用热量集中的脉冲氩弧焊、等离子弧焊及电子束焊等，有利于减小热影响区等离子弧焊及电子束焊等，有利于减小热影响区宽度，获得细晶组织，提高接头力学性能。薄板宽度，获得细晶组织，提高接头力学性能。薄板焊接多采用气体维护焊、钨极氩弧焊和微束等离焊接多采用气体维护焊、钨极氩弧焊和微束等离子弧焊等方法。子弧焊等方法。n2焊接资料n在选择焊接资料时，除应保证焊接时不产生冷裂纹、热裂纹外，还应思索焊缝金属的主要合金系统应尽量与母材类似，并对能使焊缝金属热裂倾向添加和促使金属脆化的元素C、Si、S、P等严厉限制，以使焊缝金属在焊后经过与母材一样的调质处置规范后，性能与母材一样。n常用钢种焊接资料选用见表3-17。钢牌号牌号焊条条电弧弧焊气体气体维护焊埋弧埋弧焊维护气体气体焊丝焊丝焊剂30CrMnSiA30CrMnSiAE8515-GE8515-GE10015-GE10015-GCOCO2 2H08Mn2SiMoAH08Mn2SiMoAH08Mn2SiAH08Mn2SiAH20CrMoAH20CrMoAH18CrMoAH18CrMoAHJ431HJ431HJ260HJ260ArArH18CrMoAH18CrMoA30CrMnSiNi2A30CrMnSiNi2A- -ArArH18CrMoAH18CrMoAH18CrMoAH18CrMoAHJ350HJ350HJ260HJ26035CrMoA35CrMoAE8515-GE8515-GArArH20CrMoAH20CrMoAH20CrMoAH20CrMoAHJ260HJ26035CrMoVA35CrMoVAE8515-GE8515-GE10015-GE10015-GArArH20CrMoAH20CrMoA- - -34CrNi3MoA34CrNi3MoAE8515-GE8515-GArArH20Cr3MoNiAH20Cr3MoNiA- - -40Cr40CrE8515-G E8515-G E9015-GE9015-GE10015-GE10015-G- - - - -表表表表3-17 3-17 常用常用常用常用钢钢种种种种焊焊接接接接资资料料料料选选用用用用n3焊接参数n在焊后进展调质处置的情况下，确定焊接参数的动身点主要是保证在调质处置前不呈现裂纹，接头性能可不用思索太多。n普通中碳调质钢应采用尽能够小的焊接热输入，这样可以降低热影响区脆化，同时采用预热和后热等措施以提高抗冷裂性能。n常用中碳调质钢的焊接参数见表3-18。焊接接方方法法钢号号板板材材厚厚度度/mm/mm焊丝或或焊条条直径直径/mm/mm焊接参数接参数说明明焊接接电压/V/V焊接接电流流/A/A焊接接速度速度/mh/mh-1-1送送丝速度速度/ mh/ mh- -1 1焊剂或或维护气气流量流量/ Lmin/ Lmin-1-1焊条条电弧弧焊30CrMnSiA30CrMnSiA4 43.23.2202025259090110110- - - - -30CrMnSiNi30CrMnSiNi2A2A10103.23.221213232130130140140- - - -预热350350，焊后后680680回回火火4.04.0200200220220CO2CO2气气体体保保护焊30CrMnSiA30CrMnSiA2 20.80.81717191975758585- -120120150150COCO2 2 7 78 8短路短路过渡渡4 48585110110- -150150180180COCO2 2 10 101414钨极极氩弧弧焊45CrNiMoV45CrNiMoV4 41.61.69 9121210010020020060607575303052055205Ar 10Ar 102020预热260260，焊后后650650回回火火2323121214142502503003004.54.530305757Ar 14Ar 14；He He 5 5预热300300，焊后后670670回回火火表表3-18 3-18 常用中碳调质钢的焊接参数常用中碳调质钢的焊接参数n4预热和后热处置n预热和后热处置是中碳调质钢焊接时的重要工艺措施，能否预热及预热温度的上下取决于焊件构造和消费条件，除拘谨度小，构造简单的薄板构造不需预热外，普通情况下，中碳调质钢焊接时都需求预热和后热处置，预热温度普通为200350。n常用中碳调质钢的预热温度见表3-19。钢号号预热温度温度/说明明30CrMnSiA30CrMnSiA200200300300薄板可不薄板可不预热40Cr40Cr200200300300- -30CrMnSiNi2A30CrMnSiNi2A300300350350预热温度温度应不不时坚持到持到焊后后热处置置表表3-19 3-19 常用中碳调质钢的预热温度常用中碳调质钢的预热温度n对于焊后不能立刻进展调质处置的焊接构造，为了保证冷却到室温后，在调质前不呈现延迟裂纹，需求在焊后及时进展一次中间热处置，即焊后在等于或高于预热温度下保温一段时间的热处置，如低温回火或650680的高温回火。假设采用部分预热，预热的温度范围应在焊缝两侧不小于100mm。n常用中碳调质钢的焊后热处置温度见表3-20。表表3-20 3-20 常用中碳调质钢的焊后热处置温度常用中碳调质钢的焊后热处置温度钢号号焊后后处置置/说明明30CrMnSiA30CrMnSiA淬火淬火+ +回火：回火：480480700使使焊缝金属金属组织均匀化，均匀化，焊接接接接头获得最正确性能得最正确性能30CrMnSiNi2A30CrMnSiNi2A淬火淬火+ +回火：回火：20020030030CrMnSiA30CrMnSiA回火：回火：500500700消除消除焊接接应力，以便于冷加力，以便于冷加工工30CrMnSiNi2A30CrMnSiNi2An二在调质形状下焊接二在调质形状下焊接n当必需在调质形状下进展焊接时，主要问当必需在调质形状下进展焊接时，主要问题是焊接裂纹和热影响区的脆化和软化。题是焊接裂纹和热影响区的脆化和软化。n为减小热影响区软化，应尽量选择热量集为减小热影响区软化，应尽量选择热量集中、能量密度大的焊接方法，而且焊接热中、能量密度大的焊接方法，而且焊接热输入越小越好。输入越小越好。n气焊最不适宜；气体维护焊比较好，尤其气焊最不适宜；气体维护焊比较好，尤其是钨极氩弧焊，热量容易控制，焊接质量是钨极氩弧焊，热量容易控制，焊接质量容易保证；而脉冲氩弧焊、等离子弧焊和容易保证；而脉冲氩弧焊、等离子弧焊和电子束焊效果更好；但从经济性和方便性电子束焊效果更好；但从经济性和方便性思索，目前焊接这类钢还是焊条电弧焊运思索，目前焊接这类钢还是焊条电弧焊运用最多。用最多。n选择适宜的预热温度并应焊后及时进展回火处置。必需留意预热温度、道间温度和热处置温度应控制在比母材淬火后的回火温度低50。n选择焊接资料应思索的主要问题是防止冷裂，焊接时经常采用奥氏体铬镍钢焊条或镍基焊条。n例如，焊接调质形状下的30CrMnSiA，可采用镍基焊条HT-4，焊后进展250、2h或更长时间的低温回火处置。第五模块第五模块 低温钢的焊接低温钢的焊接n低温钢是指任务在-10-196温度范围的钢，低于-196直到-273的钢称为超低温钢。n主要性能特点是在低温任务条件下具有足够的强度、塑性和韧性，同时具有良好的加工性。n主要用于制造石油化工业中的低温设备，如液化石油气和液化天然气等的储存和运输的容器、管道等。n一、低温一、低温钢的分的分类、成分与性能、成分与性能n1 1低温低温钢的分的分类n1 1按运用温度等按运用温度等级分分类 n分分为-50-50-90-90、-100-100-120-120和和-196-196- -273273等等级的低温的低温钢。n2 2按合金元素含量和按合金元素含量和组织分分类 n分分为低合金低合金铁素体低温素体低温钢、中合金低温、中合金低温钢和高合金奥氏体低温和高合金奥氏体低温钢。n3 3按有无按有无NiNi、CrCr元素分元素分类 分分为无无NiNi、CrCr低温低温钢和含和含NiNi、CrCr低温低温钢。n4 4按按热处置方法分置方法分类 n分分为非非调质低温低温钢和和调质低温低温钢。常用低温钢的类型及适用温度范围见图常用低温钢的类型及适用温度范围见图3-5。图图3-5 常用低温钢的类型及适用温度范围常用低温钢的类型及适用温度范围n2低温钢的成分、组织和性能n低温钢的钢种很多，包括从低碳铝镇静钢、低合金高强度钢、低Ni钢，直到Ni含量为9%的钢。n低温钢大部分是接近铁素体型的低合金钢，其含碳量较低，主要经过参与Al、V、Nb、Ti和稀土RE等元素固溶强化和细化晶粒，再经过正火、回火处置获得晶粒细而均匀的组织，以得到良好的低温韧性。假设在钢中参与Ni，可提高钢的强度，同时又可进一步改善低温韧性，但在提高Ni的同时要相应降低含碳量和严厉控制S、P含量，以充沛发扬Ni的有利作用。n1 1铁素体型低温素体型低温钢 n显微微组织为铁素体素体+ +少量珠光体少量珠光体n运用温度范运用温度范围-40-40-100-100，如，如16MnDR16MnDR、09Mn2VDR09Mn2VDR、06MnNbDR06MnNbDR、3.5Ni3.5Ni和和06MnVTi06MnVTi等等n有有“DR“DR标示的示的为低温容器公用低温容器公用钢，普通在正火形状，普通在正火形状下运用。下运用。n16MnDR 16MnDR 是制造是制造-40-40低温低温设备用的用的细晶粒晶粒钢；n09Mn2VDR09Mn2VDR也属也属细晶粒晶粒钢，主要用于制造，主要用于制造-70-70的低温的低温设备，如冷，如冷冻设备、液化气、液化气储罐、石油化工低温罐、石油化工低温设备等；等；n06MnNbDR 06MnNbDR 是具有是具有较高高强度的度的-90-90用用细晶粒晶粒钢，主要，主要用于制造用于制造-60-60-90-90的制冷的制冷设备、容器和、容器和储罐。罐。n3.5Ni3.5Ni钢普通普通经过870870正火和正火和635635、1h1h消除消除应力回力回火，其最低运用温度达火，其最低运用温度达-100-100；调质处置可提高其置可提高其强度、改善度、改善韧性和降低脆性性和降低脆性转变温度，其最低运用温温度，其最低运用温度可达度可达-129-129。n2低碳马氏体型低温钢 n含Ni较高的钢如9Ni钢，淬火后组织为低碳马氏体，正火后的组织除低碳马氏体外，还有少量铁素体和少量奥氏体，具有较高的强度高于奥氏体不锈钢、塑性和低温韧性，n能用于-196的低温，适于制造储存液化气的大型储罐。n3奥氏体型低温钢 n具有很好的低温性能，其中以18-8型铬镍奥氏体不锈钢运用最广泛，25-20型可用于超低温条件。n我国为了节约铬、镍贵重金属而研制了以铝代镍的15Mn26Al14的奥氏体不锈钢。n二、低温二、低温钢的的焊接性接性n一无一无NiNi低温低温钢的的焊接性接性n无无NiNi低温低温钢即即铁素体型低温素体型低温钢n其中其中wc=0.06%wc=0.06%0.20%0.20%，合金元素，合金元素总量量5%5%，碳当量，碳当量为0.27%0.27%0.57%0.57%，焊接性良好。接性良好。在室温下在室温下焊接不易接不易产生冷裂生冷裂纹，在板厚小，在板厚小于于25mm25mm时焊前不需前不需预热；板厚超越；板厚超越25mm25mm或或接接头刚性拘性拘谨较大大时，应预热100100150150，留意，留意预热温度不可超越温度不可超越200200过高会高会引起引起热影响区晶粒影响区晶粒长大而降低大而降低韧性。性。n二含二含NiNi低温低温钢的的焊接性接性n含含NiNi较低的低温低的低温钢如如2.5Ni2.5Ni和和3.5Ni3.5Ni钢，虽然参与然参与NiNi提高了提高了钢的淬透性，但由于含碳的淬透性，但由于含碳量限制的量限制的较低，冷裂低，冷裂倾向并不向并不严重，薄板重，薄板焊接接时可不可不预热；厚板；厚板焊接接时须进展展100100预热。n含含NiNi高的低温高的低温钢如如9Ni9Ni钢，淬硬性很大，淬硬性很大，焊接接时热影响区影响区产生生马氏体氏体组织是不可防止是不可防止的，但由于含碳量低，并采用奥氏体的，但由于含碳量低，并采用奥氏体焊接接资料，因此冷裂料，因此冷裂倾向不大。但向不大。但焊接接时应留留意以下几个意以下几个问题：n1正确选择焊接资料 n9Ni具有较大的线胀系数，选择的焊接资料必需使焊缝与母材线胀系数大致相近，以免因线胀系数差别太大而引起焊接裂纹。通常选用镍基合金焊接资料，焊后焊缝组织为奥氏体组织，低温韧性好，且线胀系数与9Ni钢接近。n2防止磁偏吹景象 n9Ni钢具有强磁性，采用直流电源焊接时会产生磁偏吹景象，影响焊接质量。防治措施是焊前防止接触强磁场；尽量选用可以采用交流电源的镍基焊条。n3焊接热裂纹 nNi能提高钢材的热裂纹倾向，焊接含Ni钢时要留意焊接热裂纹。因此应该严厉控制钢材及焊接资料中的S、P含量，以免因S、P含量偏高在焊缝结晶过程中构成低熔点共晶，而导致构成结晶裂纹。含Ni钢的另一个问题是具有回火脆性，因此应留意这类钢焊后回火的温度和控制冷却速度。n9Ni钢是典型的低碳马氏体低温钢，淬硬性较大。焊前应进展正火+高温回火或900水淬+570回火处置，其组织为低碳板条状马氏体，具有较高的低温韧性，其焊接性也优于普通低合金高强钢，板厚小于50mm的焊接构造焊接时不需预热，焊后可不进展消除应力热处置。n对这类易淬火的低温钢通常采用控制道间温度及焊后缓冷等工艺措施，以降低冷却速度，防止淬硬组织；采用较小的焊接热输入，防止热影响区晶粒过分长大，到达防止冷裂和改善热影响区低温韧性的目的。n三、低温三、低温钢的的焊接工接工艺特点特点n1 1焊接方法接方法n焊接低温接低温钢时，焊条条电弧弧焊和和氩弧弧焊运用广泛，埋弧运用广泛，埋弧焊的运用遭到限制，的运用遭到限制，而气而气焊和和电渣渣焊普通不用。普通不用。n为防止防止焊缝金属和金属和热影响区构成粗大影响区构成粗大组织而使接而使接头韧性降低，性降低，焊接接热输入入不能不能过大，多大，多层焊要控制道要控制道间温度不温度不可可过高，例如高，例如焊接接06MnNbDR06MnNbDR低温低温钢时，道道间温度不可超越温度不可超越300300。n2焊接资料n焊条电弧焊焊接低温钢时普通选用高韧性焊条，焊接含Ni的低温钢所用焊条的含Ni量应与母材相当或稍高；埋弧焊焊接低温钢普通选用中性熔炼焊剂配合Mn-Mo焊丝或碱性熔炼焊剂配合含Ni焊丝，也可采用C-Mn焊丝配合碱性非熔炼焊剂，由焊剂向焊缝过渡微量Ti、B合金元素，以保证焊缝获得良好的低温韧性。n国内研制的低温钢焊条牌号以W表示，其详细内容如下：n W n 药皮的类型与电流种类n 焊条任务的温度等级n 低温用钢焊条n常用低温钢焊接资料的选用见表3-23。表表3-23 3-23 常用低温钢焊接资料的选用常用低温钢焊接资料的选用钢号号状状态焊条条电弧弧焊埋弧埋弧焊型号型号牌号牌号焊丝焊剂16MnDR16MnDR正火正火E5016-GE5016-GE5015-GE5015-GJ506RHJ506RHJ507RHJ507RHH10Mn2AH10Mn2AYD504AYD504A09Mn2VDR09Mn2VDR正火正火E5015-GE5015-GE5515-C1E5515-C1W607AW607AW707NiW707NiH08Mn2MoVAH08Mn2MoVAHJ250HJ25006MnNbDR06MnNbDR正火正火800800900900空冷空冷E5515-C2E5515-C2W907NiW907Ni- - -15MnNiDR15MnNiDR正火正火E5015-GE5015-GW507RW507R- - -09MnNiDR09MnNiDR正火或正火或正火正火+ +回火回火E5015-GE5015-GW707RW707RH10Mn2AH10Mn2A或或含含NiNi药芯芯焊丝YD507AYD507An3低温钢焊接操作要点n为减小热输入，焊条电弧焊通常采用小直径焊条普通不大于4mm、用尽量小的焊接电流，采用多层多道焊，每一焊道焊接时采用快速不摆动的操作方法。n快速多道焊可防止焊道过热，多层焊时后续焊道对前焊道的再次加热作用可细化晶粒。n低温钢焊条电弧焊平焊时的焊接参数见表3-24。其他位置焊接时焊接电流应减小10%。n在横焊、立焊和仰焊时，为保证焊缝成形并与母材充沛熔合，可作必要的摆动，例如采用“之字形运条方法，但应控制电弧在坡口两侧的停留时间，收弧时要将弧坑填满。焊缝金属类型焊条直径/mm焊接电流/A焊接电压/V铁素体-珠光体型3.29012023 244.0140 18024 26Fe-Mn-Al奥氏体型3.280 10023 244.0100 12024 25表表3-24 低温钢焊条电弧焊平焊时的焊接参数低温钢焊条电弧焊平焊时的焊接参数n四、典型四、典型钢种的种的焊接工接工艺n板厚板厚15mm15mm的的9Ni9Ni钢大型大型储罐，任罐，任务温度温度为-190-190。n储罐平板罐平板对接的立接的立焊焊缝，采用，采用单面自面自动TIGTIG焊，且反面不清根。且反面不清根。n选用用镍基基焊丝70Ni-Mo-W70Ni-Mo-W，直径，直径为1.2mm1.2mm。n焊接接电流流200200240A240A、焊接接电压111113V13V、焊接速接速度度4.34.35cm/min5cm/min、氩气流量气流量202030L/min30L/min，焊后不后不进展消除展消除应力力热处置。置。综合训练：综合训练：一、简答题1什么是合金构造钢？从方便焊接的角度动身时如何进展分类的？2什么是高强度钢？按屈服点级别和热处置形状分为哪几种？3合金构造钢普通含有哪些合金元素？合金元素的作用如何？4热轧与正火钢的主要强化元素和强化方式有何不同？其焊接性有何差别？5 低碳调质钢的成分和性能有何特点？6低碳调质钢焊接时能够呈现什么问题？7低碳调质钢在什么情况下需求预热？为什么有最低预热温度的要求？8简述低碳调质钢的焊接工艺要点。9低合金钢强度钢焊接时，选择焊接资料的原那么是什么？10中碳调质钢焊接时容易呈现哪些问题？11低碳调质钢和中碳调质钢都属于调质钢，它们的焊接热影响区脆化机理能否一样？为什么低碳调质钢在调质形状下焊接可以保证焊接质量，而中碳调质钢普通要求焊后调质处置？12同一牌号的中碳调质钢分别在调质形状和退火形状下焊接，其工艺有什么差别？13低温钢焊接时的主要问题是什么？14影响低温钢焊接接头韧性的要素是什么？15Q345钢用于常温暖-40运用时，在焊接工艺和焊接资料选择上能否有差别？为什么？二、选择题焊工等级考试模拟题二、选择题焊工等级考试模拟题1 1低合金构造钢焊接时的主要问题是低合金构造钢焊接时的主要问题是 。A A、应力腐蚀和接头软化、应力腐蚀和接头软化 B B、冷裂纹和接头、冷裂纹和接头软化软化C C、应力腐蚀和粗晶区脆化、应力腐蚀和粗晶区脆化 D D、冷裂纹和粗晶区、冷裂纹和粗晶区脆化脆化2 2 不属于有淬硬冷裂倾向的低合金构造钢焊接工不属于有淬硬冷裂倾向的低合金构造钢焊接工艺特点。艺特点。A A、采取预热、采取预热 B B、采取降低含、采取降低含氢量的工艺措施氢量的工艺措施C C、采用酸性焊条、采用酸性焊条 D D、要控制线能晕热、要控制线能晕热输入输入 3 3屈服点在屈服点在 MPaMPa以上的低合金构造钢焊接时，普以上的低合金构造钢焊接时，普通需求预热。通需求预热。A A、275 B275 B、295 C295 C、345 D345 D、3903904低合金构造钢采取部分预热时，预热范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍，且不小于 mm。A、300 B、250 C、200 D、1005板厚16mm以下的16Mn钢焊接环境温度 以下预热100-150。A、5 B、0 C、-5 D、-106低温钢焊接时关键是要保证 。A、不产生冷裂纹 B、接头的低温强度 C、焊缝的低温耐蚀性能 D、焊缝区和粗晶区的低温韧性718MnMoNb钢的运用形状为 。A、正火+回火 B、退火 C、热轧 D、热轧+回火818MnMoNb钢是中温厚壁压力容积和锅炉用钢，最高任务温度可达 A、300 B、350 C、400 D、450918MnMoNb钢的焊接性较差，焊前需求预热，预热温度为 。A、100130 B、130150 C、150180 D、1802501018MnMoNb钢焊条电弧焊或埋弧自动焊焊后，要进展回火或消除应力热处置，其加热温度为 。A、450500 B、500550 C、550600 D、60065011低温压力容器用钢16MnDR的最低运用温度为 。A、-20 B、-40 C、-50 D、-6012低温钢9Ni钢的最低运用温度为 。A、-40 B、-70 C、-100 D、-19613低合金高强度构造钢15MnVN属于 。A、Q420 B、Q390 C、Q295 D、Q49014低合金强度用钢按热处置形状分类，30CrMnSiA钢属于 。A、正火钢 B、热轧钢 C、非热处置强化钢 D、中碳调质钢三、判三、判别题焊工等工等级考考试模模拟题1 1某些某些钢在淬火后再在淬火后再进展中温回火的延展中温回火的延续热处置工置工艺称称为“调质处置。置。2 2合金合金钢中，合金元素的中，合金元素的质量分数的量分数的总和大于和大于5 5的的钢称称为高高合金合金钢。3 3低温低温压力容器用力容器用钢16MnDR16MnDR的最低运用温度的最低运用温度为-20-20。4 4低温低温钢焊接接时，关，关键是要保是要保证焊缝区和粗晶区的低温区和粗晶区的低温强度。度。5 5低温低温钢9Ni9Ni的最低运用温度的最低运用温度为-100-100。6 6根据根据GBGBT221-2000T221-2000规定，合金构造定，合金构造钢牌号牌号头部用两位阿拉部用两位阿拉伯数字表示碳的伯数字表示碳的质量分数的平均量分数的平均值以千分之几以千分之几计。7 7根据根据GB/Tl591-94GB/Tl591-94规定，合金构造定，合金构造钢牌号由代表屈服点的字牌号由代表屈服点的字母母“Q“Q，屈服点数，屈服点数值，质量等量等级符号符号A A、B B、C C、D D、E E、三、三部分按部分按顺序序陈列。列。前往主目前往主目前往主目前往主目录录n根据C和N的总含量，铁素体不锈钢分为普通纯度和超高纯度两个系列。n1普通纯度铁素体不锈钢 其碳的质量分数wc为0.1左右，并含有少量的氮，其典型的牌号为1Cr17、1Cr17Mo等。与奥氏体不锈钢相比，缺陷是材质较脆，焊接性较差。其主要缘由是其中碳和氮的总质量分数较高、在高温加热条件下构成钢的脆性转变温度升高。n2超高纯度铁素体不锈钢 经过真空或维护气体精炼技术炼出超低碳和超低氮含量C+N总的质量分数0.0250.035的超高纯度铁素体不锈钢，其典型牌号有00Cr18Mo2和00Cr27Mo等。这类钢不论在韧性、耐蚀性还是焊接性等方面均优于普通纯度的铁素体不锈钢，并得到了广泛的运用。