分享低合金高強度鋼的螺柱焊接特點
低合金高強鋼的含碳量一般不超過0.20%,合金元素總量一般不超過5%。正是由于低合金高強鋼中含有一定量的合金元素,其焊接性能與碳鋼不同。其螺柱焊接特點如下:
1、焊接接頭的焊接裂紋
(1)冷裂紋:低合金高強度鋼中含有C、Mn、V、Nb等對鋼有強化作用的元素。焊接時容易硬化。這些硬化結(jié)構(gòu)非常敏感。因此,在剛性或約束應(yīng)力較高的情況下,如果焊接工藝不當(dāng),很容易產(chǎn)生冷裂紋。而且這種破解有一定的延遲,危害極大。
(2)再加熱(SR)裂紋:再加熱裂紋是在焊接后或長期高溫作業(yè)的去應(yīng)力熱處理過程中,在熔合線附近的粗晶區(qū)產(chǎn)生的晶間裂紋。的焊接接頭。一般認為其發(fā)生是由于焊接溫度高導(dǎo)致HAZ附近的V、Nb、Cr、Mo等碳化物溶解在奧氏體中,焊后冷卻時來不及析出,但在 PWHT 過程中分散和沉淀,從而強化晶體。在內(nèi)部,應(yīng)力松弛期間的蠕變變形集中在晶界上。
低合金高強鋼焊接接頭一般不易產(chǎn)生再熱裂紋,如16MnR、15MnVR等。但對于Mn-Mo-Nb和Mn-Mo-V系列低合金高-強度鋼,如07MnCrMoVR,由于Nb、V、Mo是促進再熱裂紋敏感性的元素,這類鋼應(yīng)在焊后進行熱處理。應(yīng)注意避開再熱裂紋的敏感溫度區(qū),防止再熱裂紋的發(fā)生。
2、螺柱焊接接頭脆化軟化
(1)應(yīng)變時效脆化:焊接接頭需要經(jīng)過各種冷加工(切割、剪切、滾圓等),鋼材會發(fā)生塑性變形。如果該區(qū)域在200~450℃下受熱,會引起應(yīng)變時效。應(yīng)變時效脆化會降低鋼的塑性,提高脆性轉(zhuǎn)變溫度,從而導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生脆性斷裂。焊后熱處理可以消除焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時效,恢復(fù)韌性。
(2)焊縫及熱影響區(qū)脆化:焊接是一個加熱和冷卻不均勻的過程,導(dǎo)致組織不均勻。焊縫(WM)和熱影響區(qū)(HAZ)的脆性轉(zhuǎn)變溫度高于母材,是接頭中的薄弱環(huán)節(jié)。焊接熱輸入對低合金高強鋼 WM 和 HAZ 的性能有重要影響。低合金高強度鋼容易硬化。如果熱輸入過小,HAZ中會出現(xiàn)馬氏體,引起裂紋;如果熱輸入過大,WM和HAZ的晶粒會變粗。會導(dǎo)致關(guān)節(jié)變脆。與熱軋和正火鋼相比,低碳調(diào)質(zhì)鋼有更嚴(yán)重的熱輸入引起熱影響區(qū)脆化的傾向。因此,焊接時應(yīng)將熱輸入限制在一定范圍內(nèi)。
(3)焊接接頭熱影響區(qū)軟化:由于焊接熱,低碳調(diào)質(zhì)鋼的熱影響區(qū)(HAZ)外側(cè)被加熱到以上回火溫度,特別是靠近Ac1的區(qū)域,產(chǎn)生強度降低的軟化區(qū)。 HAZ區(qū)組織的軟化隨焊接熱輸入的增加和預(yù)熱溫度的升高而增加,但一般軟化區(qū)的抗拉強度仍高于母材標(biāo)準(zhǔn)值的下限,所以這類鋼的熱影響區(qū)軟化,只要工藝得當(dāng),接頭的性能不會受到影響。