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关于不锈钢焊条和堆焊淬火+回火焊接低合金高强钢的研究
作者:管理员    发布于:2010-05-13 16:58:13    文字:【】【】【
低合金高强钢中调质钢是近几十年来发展最迅速、最有活力的钢种之一,由于其具有较高的强度,良好的塑韧性以及焊的均匀性和组织稳定性等优势占据着主流市场,世界各国高强钢标准中以调质状态交货的占据了一半以上[1-3]。

  低合金高强钢的种类可分为非调质钢和调质钢。一般非调质钢是指常温抗拉强度600MPa以下的钢材,调质钢则为机械、压力容器及潜艇制造;屈服强度达到880~1176MPa主要是中碳调质钢,常用于强度要求很高的产品或部件,接性,在桥梁位。文献[9]研究焊接热输入量对调质态HQ130钢(屈服强度1313MPa)的HAZ韧性及组织的影响, 试验结果表明,随着焊接热输入量从9.2kJ/cm增加到26.4kJ/cm,HQ130钢HAZ 的冲击韧性逐渐降低,因此为保、建筑、船舶、高压容器、工程机械及车辆等领域被广泛应用。低合金调质高强钢在重复加热、变形、冷却等任何复杂的条件下,组织都相对稳定,对钢板的最终使用性能有较好的保证。调质型高强钢即同时具有较高的强度和塑韧性[4,5]。由于性能优异和经济效益显着,调质钢在工程焊接结构中的应用日益广泛, 对如何获得性能优异的调质钢焊接结构件一直是研究者的重点研究目标。

  1    工程机械机械行业中大量使用调质钢,工程机械用低合金高强度钢板广泛应用于煤矿液压支架、挖掘机、吊车、自卸载重车、球磨机、港口机械等各个方面。从性能要求上可分为强度型和硬度型,后者也称高耐磨钢板[6]。

  随着国内综合采煤机械化水平的不断提升,高端液压支架需求量不断增大,为实现支架高强度和高可靠性要求,同时又尽量等高强度钢板。对于强度级别较高的高强钢,如Q690, 一般选用调质钢。舞钢开发的新型调质高强钢WH80Q(屈服强度,采用MEGAFIL1100M焊丝混合气体保护焊焊接20mm厚SHT900D钢,为防止焊接冷裂纹的产生,预热温度不低于125℃, 焊接热输入量控制在1.04kJ/mm左右,焊道间温度控制在150℃左右。采用试验研究所确定≥685MPa), 已应用于郑煤机、北煤机为神华集团生产的液压支架项目。

  2    压力容器及管道近年来,我国生产的压力容器钢在强度、韧性及耐压性上有很大提高, 但焊接性、耐腐蚀性与先进国家的钢种相比,还有一定差距。由于压力容器是一种具有潜在危险性的特殊设备, 所以对钢板的焊接过程
  高有进等[7]对郑州煤矿机械集团有限公司高端液压支架上使用的SHT900D 调质钢(屈服强度925MPa)焊接的焊接工艺及接头性能进行了试验与评定。试验结果表明,SHT900D钢焊接热影响区(HAZ)有较强的淬硬倾向的焊接工艺,可获得综合力学性能良好的焊接接头,满足液压支架的设计及使用要求。焊接工艺参数对焊接接头力学性能的影响如表1所示。

  文献[8]对液压支架用调制态HG980D 钢(屈服强度945MPa)焊接氢致裂纹进行研究,结果表明,当t8/3≤150s时, HG980D钢HAZ会出现马氏体组织,淬硬倾向增大,不同冷却时间下HG980D 钢HAZ组织及显微硬度结果见表2;当接头含氢量较低时,较大的接头拘束应力才会导致氢致裂纹的产生,而当含氢量较高时,仅较小的拘束应力就会导致氢致裂纹,因此焊接HG980D钢需选择超低氢焊材。

  我国从80年代先后开发了HG系列钢(如HG70钢、HG80钢),HQ系列钢(HQ70钢、HQ80钢、HQ100钢)代替从日本进口的WEL-TEN钢,此类钢适用于起重机构件、压力容器、挖掘机铲斗、自卸车车厢高强耐磨部位等工程机械耐磨部证接头韧性,应严格控制焊接热输入量小于20kJ/cm,焊接热输入量对HQ130钢HAZ韧性的影响结果如表3所示;HQ130 钢HAZ组织为马氏体和贝氏体的混合组织,板条马氏体内存在大量位错。

  FZQ1380型附着自升式塔机采用调质态H80高强钢管作为起重臂主弦杆,每节起重臂之间采用调质态D80材质的锻件构成销轴连接。H80/D80钢连接焊缝作为起重臂的连接点和受力集中点,其焊接质量是该起重臂制作中的关键。文献[10]中对800MPa级H80/ D80高强钢采用焊条电弧焊方法,按“等强原则”选用焊接材料,焊接热输入量应控制在25kJ/cm以下。道间温度小于150℃,并采用焊后热处理,满足并达到了设计使用要求。
脚注信息

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