聊城市环通达金属材料有限公司
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为了降低结构自重、提高承载能力,低合金高强度钢在工矿机械上的应用越来越受重视。近年来屈服强度> 800MPa超高强度钢在国内的工程机械上被普遍采用,以满足工程机械向大型化、轻量化、高效能化方向发展的需求。由于超高强钢合金系统复杂、淬硬性较大,焊接时容易产生冷裂纹;此外超高强钢强度级别高,焊接过程中容易导致包括焊接热影响区在内的焊接接头脆化。因此防止焊接冷裂纹产生、确保焊接接头具有优良的力学性能是该系列钢材的焊接技术关键。
焊接材料的选择和匹配
超高强度钢由于强度提高,钢材塑性、韧性相应下降。如果仍采用等强原则,选用高组配的焊接接头,焊缝的韧性不容易保证,将可能导致由于焊缝金属韧性不足引起低应力脆性破坏。因此高强钢焊接应采用等韧性原则,选择焊缝韧性不低于基体金属的低组配焊接接头比较合理。采用低强的焊缝金属并不总是意味着焊接接头的强度一定低于母材。根据多年来的焊接接头力学性能试验经验,只要焊缝金属的强度不低于母材的87%,仍可保证接头与母材等强。
当焊接较厚的超高强度钢板材时,在焊缝的不同部位应匹配不同强度级别的焊接材料。即:根部焊道采用低强度焊材打底、填充与盖面焊道采用高强度焊材;对角焊而言通常采用低强焊材。选用低强焊接材料比选择高强焊接材料的优点在于,焊缝金属的塑韧性储备大、焊接接头延伸性能好,使接头产生裂纹的可能性减小。
超高强钢焊接时应选用超低氢焊接材料,熔敷金属的含氢量应不超过5 ml/100 g(水银法),以尽量减少焊接过程中由焊接材料带入焊接接头的氢含量。同时为了避免吸潮,焊接材料应根据规定进行储存,使用前按要求重新烘焙。
预热温度的确定
实际焊接过程中应特别重视对超高强度钢对接焊缝和根部焊道的预热。钢板越厚,预热的必要性越大。预热温度与钢板的当量板厚相关,此外,预热温度应根据实际情况进行相应调整:
(1)如果环境湿度大或温度低于5℃ ,则预热温度应再增加25℃ ;如果工件属刚性固定,预热温度也应相应增加;
(2)在当量板厚小于极限值,工件温度低于5℃或空气湿度大于65%时,应将工件预热至50~ 80℃。