焊接技術(shù)培訓(xùn)-鋼材的基礎(chǔ)知識(shí)1

1、焊接技術(shù)培訓(xùn)焊接技術(shù)培訓(xùn)質(zhì)量部質(zhì)量部 焊接室焊接室COSCO NANTONG SHIPYARD CO.,LTD.COSCO NANTONG SHIPYARD CO.,LTD.南通中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司南通中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司之鋼材的鋼材的基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)質(zhì)量部質(zhì)量部 焊接室焊接室 鋼材的定義 鋼材的種類 鋼材的分類方法 常用鋼材在DNV 和AWS中的分類及其 評(píng)定規(guī)則 船用鋼材的化學(xué)成份和力學(xué)性能比較 合金元素在鋼材中的作用 我公司使用過的鋼材的種類及其焊接 性能分析鋼材的定義鋼材的定義 其實(shí)簡(jiǎn)單的說，鋼材就是含碳量大于其實(shí)簡(jiǎn)單的說，鋼材就是含碳量大于0.0218%,0.0218%,小于小于2.

2、11%2.11%的鐵碳合金。的鐵碳合金。鐵是大自然賞賜給人內(nèi)的恩物，將開采的鐵礦石放入高爐中冶煉后即鐵是大自然賞賜給人內(nèi)的恩物，將開采的鐵礦石放入高爐中冶煉后即得到生鐵，生鐵按不同冶煉工藝和用途可分為煉鋼生鐵和鑄造生鐵。得到生鐵，生鐵按不同冶煉工藝和用途可分為煉鋼生鐵和鑄造生鐵。煉鋼生鐵是一種含碳量煉鋼生鐵是一種含碳量2%2%的鐵碳合金，同時(shí)也含有少量的硅，錳，的鐵碳合金，同時(shí)也含有少量的硅，錳，硫，磷等元素，其中硅和錳是有利元素，按一定比例存在于鋼鐵中可硫，磷等元素，其中硅和錳是有利元素，按一定比例存在于鋼鐵中可以顯著提高材料的強(qiáng)度以顯著提高材料的強(qiáng)度. .硬度和耐腐耐磨性，而硫和磷則有害，

3、會(huì)分硬度和耐腐耐磨性，而硫和磷則有害，會(huì)分別造成鋼鐵的熱脆性和冷脆性，降低材料性能。別造成鋼鐵的熱脆性和冷脆性，降低材料性能。 把煉鋼用生鐵放入煉鋼爐中按一定比例熔煉，將得到的鋼液澆鑄成型，把煉鋼用生鐵放入煉鋼爐中按一定比例熔煉，將得到的鋼液澆鑄成型，冷卻后即得到鋼錠或鑄坯，供軋制成各種型材，為了獲得不同性能的冷卻后即得到鋼錠或鑄坯，供軋制成各種型材，為了獲得不同性能的鋼材，還會(huì)在熔煉過程中加入鉻鋼材，還會(huì)在熔煉過程中加入鉻. .鎳鎳. .鉬鉬. .鎢鎢. .釩等微量元素，而這些化釩等微量元素，而這些化學(xué)成分決定了鋼材的不同特性。其中學(xué)成分決定了鋼材的不同特性。其中“鉻鉻”可以增加鋼材的耐腐蝕

4、性，可以增加鋼材的耐腐蝕性，通常國際上把含鉻量大于通常國際上把含鉻量大于13%13%的鋼材稱為不銹鋼。鎳可以增加鋼材的的鋼材稱為不銹鋼。鎳可以增加鋼材的強(qiáng)度和韌性，鉬可以防止鋼材變脆，鎢可增加鋼材的耐磨損性，釩可強(qiáng)度和韌性，鉬可以防止鋼材變脆，鎢可增加鋼材的耐磨損性，釩可增加鋼材的抗磨損性和延展性。增加鋼材的抗磨損性和延展性。 您知道鋼與鐵的區(qū)別嗎？您知道鋼與鐵的區(qū)別嗎？型鋼類型鋼類 型鋼品種很多，是一種具有一定截面形狀和尺寸的實(shí)心長條鋼材。按型鋼品種很多，是一種具有一定截面形狀和尺寸的實(shí)心長條鋼材。按其斷面形狀不同又分簡(jiǎn)單和復(fù)雜斷面兩種。前者包括圓鋼、方鋼、扁鋼、其斷面形狀不同又分簡(jiǎn)單和復(fù)雜

5、斷面兩種。前者包括圓鋼、方鋼、扁鋼、 六角鋼和角鋼；后者包括鋼軌、工字鋼、槽鋼、窗框鋼和異型鋼等。直六角鋼和角鋼；后者包括鋼軌、工字鋼、槽鋼、窗框鋼和異型鋼等。直徑在徑在6.5-9.0mm6.5-9.0mm的小圓鋼稱線材。的小圓鋼稱線材。 鋼板類鋼板類 是一種寬厚比和表面積都很大的扁平鋼材。按厚度不同分薄板（厚度是一種寬厚比和表面積都很大的扁平鋼材。按厚度不同分薄板（厚度4mm25mm25mm）三種。鋼帶包括在）三種。鋼帶包括在鋼板類內(nèi)。鋼板類內(nèi)。鋼管類鋼管類 是一種中空截面的長條鋼材。按其截面形狀不同可分圓管、方形管、是一種中空截面的長條鋼材。按其截面形狀不同可分圓管、方形管、六角形管和各種

6、異形截面鋼管。按加工工藝不同又可分無縫鋼管和焊接六角形管和各種異形截面鋼管。按加工工藝不同又可分無縫鋼管和焊接鋼管兩大類。鋼管兩大類。鋼絲類鋼絲類 鋼絲是線材的再一次冷加工產(chǎn)品。按形狀不同分圓鋼絲、扁形鋼絲和鋼絲是線材的再一次冷加工產(chǎn)品。按形狀不同分圓鋼絲、扁形鋼絲和三角形鋼絲等。鋼絲除直接使用外，還用于生產(chǎn)鋼絲繩、鋼紋線和其他三角形鋼絲等。鋼絲除直接使用外，還用于生產(chǎn)鋼絲繩、鋼紋線和其他制制 品。品。鋼材的種類鋼材的種類鋼是含碳量在鋼是含碳量在0.0218%-2.11%0.0218%-2.11%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性，之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過含碳量

7、一般不超過1.7%1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：磷等。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種： 1 1、鋼材按品質(zhì)分類、鋼材按品質(zhì)分類 (1) (1) 普通鋼（普通鋼（P0.045%P0.045%，S0.050%S0.050%） (2) (2) 優(yōu)質(zhì)鋼（優(yōu)質(zhì)鋼（P P、S S均均0.035%0.035%） (3) (3) 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P0.035%P0.035%，S0.030%S0.030%） 2 2、按化學(xué)成份分類、按化學(xué)成份分類 (1) (1) 碳素鋼：鋼材碳素鋼

8、：鋼材a.a.低碳鋼（低碳鋼（C0.25%C0.25%）；）；b.b.中碳鋼（中碳鋼（C0.250.60%C0.250.60%）；）；c.c.高碳鋼（高碳鋼（C0.60%C0.60%）。）。 (2) (2) 合金鋼：合金鋼：a.a.低合金鋼（合金元素總含量低合金鋼（合金元素總含量5%5%）；）；b.b.中合金鋼（合金元中合金鋼（合金元素總含量素總含量510%510%）；）；c.c.高合金鋼（合金元素總含量高合金鋼（合金元素總含量10%10%）。）。 3 3、鋼材按成形方法分類：、鋼材按成形方法分類：(1) (1) 鍛鋼；鍛鋼；(2) (2) 鑄鋼；鑄鋼；(3) (3) 熱軋鋼；熱軋鋼；(4)

9、(4) 冷拉鋼。冷拉鋼。 4 4、鋼材按金相組織分類、鋼材按金相組織分類 (1) (1) 退火狀態(tài)的：退火狀態(tài)的：a.a.亞共析鋼（鐵素體亞共析鋼（鐵素體+ +珠光體）；珠光體）；b.b.共共析鋼（珠光體）；析鋼（珠光體）；c.c.過共鋼材析鋼（珠光體過共鋼材析鋼（珠光體+ +滲碳體）；滲碳體）；d.d.萊氏體鋼（珠光體萊氏體鋼（珠光體+ +滲碳體）。滲碳體）。 (2) (2) 正火狀態(tài)的：正火狀態(tài)的：a.a.珠光體鋼；珠光體鋼；b.b.貝氏體鋼；貝氏體鋼；c.c.馬氏體鋼；馬氏體鋼；d.d.奧氏體鋼。奧氏體鋼。 (3) (3) 無相變或部分發(fā)生相變的鋼材無相變或部分發(fā)生相變的鋼材 (1) (

10、1) 建筑及工程用鋼：建筑及工程用鋼：a.a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；b.b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.c.鋼筋鋼筋 鋼。鋼。 (2) (2) 鋼材結(jié)構(gòu)鋼鋼材結(jié)構(gòu)鋼 a.a.機(jī)械制造用鋼：機(jī)械制造用鋼：(a)(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；表面淬火用鋼；(c)(c)易切結(jié)構(gòu)鋼；易切結(jié)構(gòu)鋼；(d)(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。用鋼。 b.b.彈簧鋼彈簧鋼 c.c.軸承鋼軸承鋼 (3) (3) 工具鋼：工具鋼：a.a.碳素工具鋼；碳素工

11、具鋼；b.b.合金工具鋼；合金工具鋼；c.c.高速工具鋼。高速工具鋼。 (4) (4) 特殊性能鋼：特殊性能鋼：a.a.不銹耐酸鋼；不銹耐酸鋼；b.b.耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼；耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼；c.c.電熱合金鋼；電熱合金鋼；d.d.耐磨鋼；耐磨鋼；e.e.低溫用鋼；低溫用鋼；f.f.電工用鋼。電工用鋼。 (5) (5) 專業(yè)用鋼專業(yè)用鋼如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。鋼等。 5、按用途分類、按用途分類 6 6、綜合分類、綜合分類 (1)(1)普通鋼普通鋼 a. a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：碳素

12、結(jié)構(gòu)鋼：(a) Q195(a) Q195；(b) Q215(A(b) Q215(A、B)B)；(c) Q235(A(c) Q235(A、B B、C)C)；(d) (d) Q255(AQ255(A、B)B)；(e) Q275(e) Q275。 b.b.低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼 c.c.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼 (2) (2)優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼） a. a.鋼材結(jié)構(gòu)鋼：鋼材結(jié)構(gòu)鋼：(a)(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；(b)(b)合金結(jié)構(gòu)鋼；合金結(jié)構(gòu)鋼；(c)(c)彈簧鋼；彈簧鋼；(d)(d)易切鋼；易切鋼；(e)(e)軸承鋼；軸承鋼；(f)(f)

13、特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。 b.b.工具鋼：工具鋼：(a)(a)碳素工具鋼；碳素工具鋼；(b)(b)合金工具鋼；合金工具鋼；(c)(c)高速工具鋼。高速工具鋼。 c.c.特殊性能鋼：特殊性能鋼：(a)(a)不銹耐酸鋼；不銹耐酸鋼；(b)(b)耐熱鋼；耐熱鋼；(c)(c)電熱合金鋼；電熱合金鋼；(d)(d)電工電工用鋼；用鋼；(e)(e)高錳耐磨鋼。高錳耐磨鋼。 7 7、按冶煉方法分類、按冶煉方法分類 (1) (1) 按爐種分按爐種分 a.a.平爐鋼：平爐鋼：(a)(a)酸性平爐鋼；酸性平爐鋼；(b)(b)堿性平爐鋼。堿性平爐鋼。 b.b.轉(zhuǎn)爐鋼：轉(zhuǎn)爐鋼：(a)(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼；酸

14、性轉(zhuǎn)爐鋼；(b)(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼?；驂A性轉(zhuǎn)爐鋼?；?(a)(a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼；底吹轉(zhuǎn)爐鋼；(b)(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；(c)(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。 c. c. 電爐鋼：電爐鋼：(a)(a)電弧爐鋼；電弧爐鋼；(b)(b)電渣爐鋼；電渣爐鋼；(c)(c)感應(yīng)爐鋼；感應(yīng)爐鋼；(d)(d)真空自耗真空自耗爐鋼；爐鋼；(e)(e)電子束爐鋼。電子束爐鋼。 (2) (2)鋼材按脫氧程度和澆注制度分鋼材按脫氧程度和澆注制度分 a.a.沸騰鋼；沸騰鋼；b.b.半鎮(zhèn)靜鋼；半鎮(zhèn)靜鋼；c.c.鎮(zhèn)靜鋼；鎮(zhèn)靜鋼；d.d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。特殊鎮(zhèn)靜鋼。AWSAWS中的常用鋼材表列較多。按照表中的常用鋼材表列較多

15、。按照表3.13.1，材料被分成，材料被分成 共共4 4組，材料的屈服強(qiáng)度級(jí)別依次遞增。如果一定要與組，材料的屈服強(qiáng)度級(jí)別依次遞增。如果一定要與DNVDNV對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的話，大致可以這樣比較：話，大致可以這樣比較：NSNS，HSHS， EHSEHS。表。表3.13.1中包括了美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（中包括了美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTMASTM）、美國石油工程協(xié)會(huì)）、美國石油工程協(xié)會(huì)（APIAPI）和美國船檢局（）和美國船檢局（ABSABS）的材料。表）的材料。表4.94.9（是表（是表3.13.1的補(bǔ)充）的補(bǔ)充）中是中是ASTMASTM中超高強(qiáng)鋼材。在中超高強(qiáng)鋼材。在AWSAWS中，材料被基本化分成

16、表中，材料被基本化分成表3.13.1，表，表4.94.9和表列以外三種情況，而在表和表列以外三種情況，而在表4.84.8中闡述了這些材料的焊接工中闡述了這些材料的焊接工藝評(píng)定規(guī)則。藝評(píng)定規(guī)則。AR As rolled condition AR As rolled condition 熱軋供貨狀態(tài)熱軋供貨狀態(tài)CR Controlled rolled CR Controlled rolled 熱控軋供貨狀態(tài)熱控軋供貨狀態(tài)N Normalised N Normalised 正火供貨狀態(tài)正火供貨狀態(tài)QT Quenched and tempered QT Quenched and tempered 調(diào)質(zhì)

17、供貨狀態(tài)（淬火回火）調(diào)質(zhì)供貨狀態(tài)（淬火回火）TMCP Thermo-mechanically controlled processTMCP Thermo-mechanically controlled process熱機(jī)械控軋工藝熱機(jī)械控軋工藝NS Normal strength steel NS Normal strength steel 普通強(qiáng)度鋼普通強(qiáng)度鋼HS High strength steel HS High strength steel 高強(qiáng)度鋼高強(qiáng)度鋼EHS Extra high strength steelEHS Extra high strength steel超高強(qiáng)度鋼超

18、高強(qiáng)度鋼NV Designation of a steel grade according to DNV offshoreNV Designation of a steel grade according to DNV offshore standards standards 表示這種鋼的等級(jí)符合表示這種鋼的等級(jí)符合DNVDNV海工標(biāo)準(zhǔn)海工標(biāo)準(zhǔn) NV E36-Z25/35 Z25NV E36-Z25/35 Z25和和Z35Z35表示鋼板厚度方向的斷面表示鋼板厚度方向的斷面 收縮率分別為收縮率分別為2525和和3535，是為應(yīng)力復(fù)雜區(qū)域使用而開發(fā)的鋼板。，是為應(yīng)力復(fù)雜區(qū)域使用而開發(fā)的鋼板。碳（碳

19、（C C）：鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和）：鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量沖擊性降低，當(dāng)碳量0.23%0.23%超過時(shí)，鋼的焊接性能變壞，因此用超過時(shí)，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過0.20%0.20%。碳量高還會(huì)。碳量高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場(chǎng)的高碳鋼就易銹蝕；此外，降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場(chǎng)的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。 20#,25#,35#,45#,ZG270, ZG20CrMoNi20

20、#,25#,35#,45#,ZG270, ZG20CrMoNi，Q235A(B,C),ASTM A53, ASTM Q235A(B,C),ASTM A53, ASTM A36,ASTM A106B,API 5L Gr.BA36,ASTM A106B,API 5L Gr.B及及ABSABS和和DNVDNV中的中的A A、B B、D D、E E級(jí)別的船板級(jí)別的船板等，是造船行業(yè)中常見的碳素結(jié)構(gòu)鋼。等，是造船行業(yè)中常見的碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳鋼是以鐵元素為基礎(chǔ)的，鐵碳合金，碳為合金元素，其碳的質(zhì)量分碳鋼是以鐵元素為基礎(chǔ)的，鐵碳合金，碳為合金元素，其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過數(shù)不超過1%1%，此外，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過

21、，此外，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過1.2%1.2%，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過0.5%0.5%，后兩者皆不作為合金元素。其它元素如，后兩者皆不作為合金元素。其它元素如NiNi、CrCr、CuCu等均控制在等均控制在殘余量的限度以內(nèi)，更不作為合金元素。雜質(zhì)元素如殘余量的限度以內(nèi)，更不作為合金元素。雜質(zhì)元素如S S、P P、O O、N N等，等，根據(jù)鋼材品種和等級(jí)的不同，均有嚴(yán)格限制。因此，碳鋼的焊接性主根據(jù)鋼材品種和等級(jí)的不同，均有嚴(yán)格限制。因此，碳鋼的焊接性主要取決于含碳量，隨著含碳量的增加，焊接性逐漸變差，其中以低碳要取決于含碳量，隨著含碳量的增加，焊接性逐漸變差，其中以低碳鋼的焊接性最

22、好。鋼的焊接性最好。把鋼中合金元素（包括碳）的含量按其作用換自成碳的相當(dāng)含量，稱把鋼中合金元素（包括碳）的含量按其作用換自成碳的相當(dāng)含量，稱為該種鋼材的碳當(dāng)量，可作為評(píng)定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)。隨著為該種鋼材的碳當(dāng)量，可作為評(píng)定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)。隨著碳當(dāng)量值的增加，鋼材的焊接性會(huì)變差。當(dāng)碳當(dāng)量值的增加，鋼材的焊接性會(huì)變差。當(dāng)CECE值大于值大于0.4%0.4%0.6%0.6%時(shí)，時(shí)，冷裂紋的敏感性將增大，焊接時(shí)需要采取預(yù)熱、后熱及用低氫型焊接冷裂紋的敏感性將增大，焊接時(shí)需要采取預(yù)熱、后熱及用低氫型焊接材料施焊等一系列工藝措施。材料施焊等一系列工藝措施。碳當(dāng)量值只能在一定范圍內(nèi)，對(duì)鋼材

23、概括地、相對(duì)地評(píng)價(jià)其焊接性，碳當(dāng)量值只能在一定范圍內(nèi)，對(duì)鋼材概括地、相對(duì)地評(píng)價(jià)其焊接性，這是因?yàn)椋哼@是因?yàn)椋? 1）如果兩種鋼材的碳當(dāng)量值相等，但是含碳量不等，含碳量較高的）如果兩種鋼材的碳當(dāng)量值相等，但是含碳量不等，含碳量較高的鋼材在施焊過程中容易產(chǎn)生淬硬組織，其裂紋傾向顯然比含碳量較低鋼材在施焊過程中容易產(chǎn)生淬硬組織，其裂紋傾向顯然比含碳量較低的鋼材來得大，焊接性較差。因此，當(dāng)鋼材的碳當(dāng)量值相等時(shí)，不能的鋼材來得大，焊接性較差。因此，當(dāng)鋼材的碳當(dāng)量值相等時(shí)，不能看成焊接性就完全相同。看成焊接性就完全相同。2 2）碳當(dāng)量計(jì)算值只表達(dá)了化學(xué)成分對(duì)焊接性的影響，沒有考慮到冷）碳當(dāng)量計(jì)算值只表達(dá)了

24、化學(xué)成分對(duì)焊接性的影響，沒有考慮到冷卻速度不同，可以得到不同的組織，冷卻速度快時(shí)，容易產(chǎn)生淬硬組卻速度不同，可以得到不同的組織，冷卻速度快時(shí)，容易產(chǎn)生淬硬組織，焊接性就會(huì)變差?？?，焊接性就會(huì)變差。3 3）影響焊縫金屬組織從而影響焊接性的因素，除了化學(xué)成分和冷卻）影響焊縫金屬組織從而影響焊接性的因素，除了化學(xué)成分和冷卻速度外，還有焊接循環(huán)中的最高加熱溫度和在高溫停留時(shí)間等參數(shù)，速度外，還有焊接循環(huán)中的最高加熱溫度和在高溫停留時(shí)間等參數(shù)，在碳當(dāng)量值計(jì)算公式中均沒有表示出來。在碳當(dāng)量值計(jì)算公式中均沒有表示出來。 因此，碳當(dāng)量值的計(jì)算公式只能在一定的鋼種范圍內(nèi)，概因此，碳當(dāng)量值的計(jì)算公式只能在一定的鋼

25、種范圍內(nèi)，概括地、相對(duì)地評(píng)價(jià)鋼材的焊接性，不能作為準(zhǔn)確的評(píng)定指標(biāo)。括地、相對(duì)地評(píng)價(jià)鋼材的焊接性，不能作為準(zhǔn)確的評(píng)定指標(biāo)。由于低碳鋼含碳量低，錳、硅含量也少，所以，通常情況下不會(huì)因焊接由于低碳鋼含碳量低，錳、硅含量也少，所以，通常情況下不會(huì)因焊接而產(chǎn)生嚴(yán)重硬化組織或淬火組織。低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良而產(chǎn)生嚴(yán)重硬化組織或淬火組織。低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好，焊接時(shí)，一般不需預(yù)熱、控制層間溫度和后熱，對(duì)焊接線能量不敏好，焊接時(shí)，一般不需預(yù)熱、控制層間溫度和后熱，對(duì)焊接線能量不敏感，焊后也不必采用熱處理改善組織，整個(gè)焊接過程不必采取特殊的工感，焊后也不必采用熱處理改善組織，整個(gè)焊接過程

26、不必采取特殊的工藝措施，焊接性優(yōu)良藝措施，焊接性優(yōu)良 。但在少數(shù)情況下，焊接時(shí)也會(huì)出現(xiàn)困難：但在少數(shù)情況下，焊接時(shí)也會(huì)出現(xiàn)困難：1 1）采用舊冶煉方法生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐鋼含氮量高，雜質(zhì)含量多，從而冷脆性）采用舊冶煉方法生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐鋼含氮量高，雜質(zhì)含量多，從而冷脆性大，時(shí)效敏感性增加，焊接接頭質(zhì)量降低，焊接性變差。大，時(shí)效敏感性增加，焊接接頭質(zhì)量降低，焊接性變差。2 2）沸騰鋼脫氧不完全，含氧量較高，）沸騰鋼脫氧不完全，含氧量較高，P P等雜質(zhì)分布不均，局部地區(qū)含量等雜質(zhì)分布不均，局部地區(qū)含量會(huì)超標(biāo)，時(shí)效敏感性及冷脆敏感性大，熱裂紋傾向也增大。會(huì)超標(biāo)，時(shí)效敏感性及冷脆敏感性大，熱裂紋傾向也增大。3 3）采

27、用質(zhì)量不符合要求的焊條，使焊縫金屬中的碳、硫含量過高，會(huì)）采用質(zhì)量不符合要求的焊條，使焊縫金屬中的碳、硫含量過高，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。如某廠采用酸性焊條焊接導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。如某廠采用酸性焊條焊接Q235Q235A A鋼時(shí)，因焊條藥皮中鋼時(shí)，因焊條藥皮中錳鐵的含碳量過高，會(huì)引起焊縫產(chǎn)生熱裂紋。錳鐵的含碳量過高，會(huì)引起焊縫產(chǎn)生熱裂紋。4 4）某些焊接方法會(huì)降低低碳鋼焊接接頭的質(zhì)量。如電渣焊，由于線能）某些焊接方法會(huì)降低低碳鋼焊接接頭的質(zhì)量。如電渣焊，由于線能量大，會(huì)使焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)晶粒長得十分粗大，引起沖擊韌度的量大，會(huì)使焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)晶粒長得十分粗大，引起沖擊韌度的嚴(yán)重下降，焊后必需進(jìn)行細(xì)

28、化晶粒的正火處理，以提高沖擊韌度。嚴(yán)重下降，焊后必需進(jìn)行細(xì)化晶粒的正火處理，以提高沖擊韌度。 總之，低碳鋼是屬于焊接性最好、最容易焊接的鋼種，所有總之，低碳鋼是屬于焊接性最好、最容易焊接的鋼種，所有焊接方法都能適用于低碳鋼的焊接。焊接方法都能適用于低碳鋼的焊接。手弧焊焊條的選用手弧焊焊條的選用 常用低碳鋼的屈服強(qiáng)度平均值為常用低碳鋼的屈服強(qiáng)度平均值為235MPa235MPa，抗拉強(qiáng)度平均值為，抗拉強(qiáng)度平均值為415MPa415MPa以下，根據(jù)等強(qiáng)度原則，與之匹配的焊條應(yīng)為以下，根據(jù)等強(qiáng)度原則，與之匹配的焊條應(yīng)為E43E43系列。在我們系列。在我們公司，經(jīng)常選用的是公司，經(jīng)常選用的是E50E50

29、系，屬于高匹配，從規(guī)范焊材種類的角度出發(fā)，系，屬于高匹配，從規(guī)范焊材種類的角度出發(fā)，也是可以的。也是可以的。埋弧焊焊絲和焊劑的匹配選用埋弧焊焊絲和焊劑的匹配選用 經(jīng)常選用的焊絲（匹配的焊劑）為經(jīng)常選用的焊絲（匹配的焊劑）為H08AH08A（HJ431HJ431或或SJ101SJ101，我，我公司選用的牌號(hào)為大西洋的公司選用的牌號(hào)為大西洋的CHF431CHF431和錦泰的和錦泰的SJ101SJ101），），H08MnAH08MnA（HJ431HJ431或或SJ101 SJ101 ），），H10M2 H10M2 （SJ101SJ101），和），和H10MnSi H10MnSi （SJ101SJ10

30、1） COCO2 2焊絲的選用焊絲的選用 實(shí)芯焊絲選用牌號(hào)為實(shí)芯焊絲選用牌號(hào)為H08Mn2SiH08Mn2Si和和H08Mn2SiAH08Mn2SiA兩種，焊后熔敷金兩種，焊后熔敷金屬強(qiáng)度偏高。藥芯焊絲選用牌號(hào)為屬強(qiáng)度偏高。藥芯焊絲選用牌號(hào)為YJ502-1,YJ506-2,YJ506-3,YJ506-4YJ502-1,YJ506-2,YJ506-3,YJ506-4。我公司選用的是藥芯焊絲，是我公司選用的是藥芯焊絲，是JQ YJ501JQ YJ5011 1，AT YJ502AT YJ502（Q Q），也使用過），也使用過SQJ501SQJ501中碳鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為中碳鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25

31、%0.25%0.60%,0.60%,如如ZG270ZG270，ZG340ZG340，3535，4545鋼，當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近鋼，當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近0.25%0.25%而含錳量不高時(shí)，焊接性良好。隨著含而含錳量不高時(shí)，焊接性良好。隨著含碳量的增加，焊接性逐漸變差。如果碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為碳量的增加，焊接性逐漸變差。如果碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%0.45%左右而仍按左右而仍按焊接低碳鋼常用的工藝施焊時(shí)，在熱影響區(qū)可能會(huì)產(chǎn)生硬脆的馬氏體組焊接低碳鋼常用的工藝施焊時(shí)，在熱影響區(qū)可能會(huì)產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，易于開裂，即形成冷裂紋?？棧子陂_裂，即形成冷裂紋。焊接時(shí)，相當(dāng)數(shù)量的母材被熔化進(jìn)入焊縫，使焊縫的含碳量增

32、高，促使焊接時(shí)，相當(dāng)數(shù)量的母材被熔化進(jìn)入焊縫，使焊縫的含碳量增高，促使在焊縫中產(chǎn)生熱裂紋，特別是當(dāng)硫的雜質(zhì)控制不嚴(yán)時(shí)，更易出現(xiàn)。這種在焊縫中產(chǎn)生熱裂紋，特別是當(dāng)硫的雜質(zhì)控制不嚴(yán)時(shí)，更易出現(xiàn)。這種裂紋在弧坑處更為敏感，分布在焊縫中的熱裂紋于是與焊縫的魚鱗狀波裂紋在弧坑處更為敏感，分布在焊縫中的熱裂紋于是與焊縫的魚鱗狀波紋線相垂直。紋線相垂直。中碳鋼的焊接目前大都采用手弧焊。為提高焊接接頭的抗裂性，應(yīng)選用中碳鋼的焊接目前大都采用手弧焊。為提高焊接接頭的抗裂性，應(yīng)選用低氫型焊條。低氫型焊條。特殊情況下，中碳鋼焊接時(shí)可采用鉻鎳不銹鋼焊條，如特殊情況下，中碳鋼焊接時(shí)可采用鉻鎳不銹鋼焊條，如E0-19-1

33、0-16E0-19-10-16（A102A102）、）、E0-19-10-5E0-19-10-5（A107A107）、）、E1-23-13-16E1-23-13-16（A302A302）、）、E1-23-13-15E1-23-13-15（A307A307）、）、E2-26-21-16E2-26-21-16（A402A402）、）、E2-26-21-15E2-26-21-15（A407A407）等，因奧氏體）等，因奧氏體焊縫金屬的塑性良好，可以減小焊接接頭應(yīng)力，即使焊件焊前不預(yù)熱，焊縫金屬的塑性良好，可以減小焊接接頭應(yīng)力，即使焊件焊前不預(yù)熱，也可避免熱影響區(qū)產(chǎn)生冷裂紋。也可避免熱影響區(qū)產(chǎn)生冷裂紋

34、。預(yù)熱預(yù)熱 預(yù)熱有利于減低中碳鋼熱影響區(qū)的最高硬度，防止產(chǎn)生預(yù)熱有利于減低中碳鋼熱影響區(qū)的最高硬度，防止產(chǎn)生冷裂紋，這是焊接中碳鋼的主要工藝措施，預(yù)熱還能改善接頭塑冷裂紋，這是焊接中碳鋼的主要工藝措施，預(yù)熱還能改善接頭塑性，減小焊后殘余應(yīng)力。通常，性，減小焊后殘余應(yīng)力。通常，3535和和4545鋼的預(yù)熱溫度為鋼的預(yù)熱溫度為150150250250含碳量再高或者因厚度和剛度很大，裂紋傾向大時(shí)，可將含碳量再高或者因厚度和剛度很大，裂紋傾向大時(shí)，可將預(yù)熱溫度提高至預(yù)熱溫度提高至250250400400。若焊件太大，整體預(yù)熱有困難時(shí)，可進(jìn)行局部預(yù)熱，局部預(yù)熱的若焊件太大，整體預(yù)熱有困難時(shí)，可進(jìn)行局部預(yù)

35、熱，局部預(yù)熱的加熱范圍為焊口兩側(cè)各加熱范圍為焊口兩側(cè)各150150200mm200mm。焊條焊條 選用堿性焊條。選用堿性焊條。坡口形式坡口形式 將焊件盡量開成將焊件盡量開成V V形坡口式進(jìn)行焊接。如果是鑄件形坡口式進(jìn)行焊接。如果是鑄件缺陷，鏟挖出的坡口外形應(yīng)圓滑，其目的是減少母材熔入焊縫金缺陷，鏟挖出的坡口外形應(yīng)圓滑，其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例，以降低焊縫中的含碳量，防止裂紋產(chǎn)生。屬中的比例，以降低焊縫中的含碳量，防止裂紋產(chǎn)生。焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù) 由于母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高由于母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達(dá)達(dá)30%30%左右，所以第一層焊縫焊接時(shí)，應(yīng)盡量采

36、用小電流、慢焊左右，所以第一層焊縫焊接時(shí)，應(yīng)盡量采用小電流、慢焊接速度，以減小母材的熔深。接速度，以減小母材的熔深。焊后熱處理焊后熱處理 焊后最好對(duì)焊件立即進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，特別焊后最好對(duì)焊件立即進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，特別是對(duì)于大厚度焊件、高剛性結(jié)構(gòu)件以及嚴(yán)厲條件下（動(dòng)載荷或沖是對(duì)于大厚度焊件、高剛性結(jié)構(gòu)件以及嚴(yán)厲條件下（動(dòng)載荷或沖擊載荷）工作的焊件更應(yīng)如此。消除應(yīng)力的回火溫度為擊載荷）工作的焊件更應(yīng)如此。消除應(yīng)力的回火溫度為600600650650。若焊后不能進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，應(yīng)立即進(jìn)行后熱處理（即消氫若焊后不能進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，應(yīng)立即進(jìn)行后熱處理（即消氫處理）。處理）。焊接性焊接性 當(dāng)

37、高碳鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于當(dāng)高碳鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.60%0.60%時(shí)，焊后的硬化、時(shí)，焊后的硬化、裂紋敏感傾向更大，因此焊接性極差，不能用于制造焊接結(jié)構(gòu)。裂紋敏感傾向更大，因此焊接性極差，不能用于制造焊接結(jié)構(gòu)。常用于制造需要更硬度或耐磨的部件和零件，其焊接工作主要是常用于制造需要更硬度或耐磨的部件和零件，其焊接工作主要是焊補(bǔ)修復(fù)。焊補(bǔ)修復(fù)。焊條選用焊條選用 由于高碳鋼的抗拉強(qiáng)度大都在由于高碳鋼的抗拉強(qiáng)度大都在675MPa675MPa以上，所以常以上，所以常用的焊條型號(hào)為用的焊條型號(hào)為E7015E7015、E6015E6015，對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)要求不高時(shí)可選用，對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)要求不高時(shí)可選用E5016

38、E5016、E5015E5015焊條。此外，亦可采用鉻鎳奧氏體鋼焊條進(jìn)行焊接。焊條。此外，亦可采用鉻鎳奧氏體鋼焊條進(jìn)行焊接。焊接工藝焊接工藝1 1）由于高碳鋼零件為了獲得高硬度和耐磨性，材料本身都需經(jīng)）由于高碳鋼零件為了獲得高硬度和耐磨性，材料本身都需經(jīng)過熱處理，所以焊前應(yīng)先進(jìn)行退火，才能進(jìn)行焊接。過熱處理，所以焊前應(yīng)先進(jìn)行退火，才能進(jìn)行焊接。2 2）焊件焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般為）焊件焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般為250250350350以上，焊以上，焊接過程中必需保持層間溫度不低于預(yù)熱溫度。接過程中必需保持層間溫度不低于預(yù)熱溫度。3 3）焊后焊件必需保溫緩冷，現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí)，應(yīng)立即在）

39、焊后焊件必需保溫緩冷，現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí)，應(yīng)立即在640640左左右溫度進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。右溫度進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。API 2Y,2H,2W, API 5L X52, ASTM A131/ABS/DNVAPI 2Y,2H,2W, API 5L X52, ASTM A131/ABS/DNV標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的A AF F級(jí)的級(jí)的屈服強(qiáng)度在屈服強(qiáng)度在315315（A32A32）以上的船板）以上的船板,16Mn,Q345,16Mn,Q345等，均為普通低合等，均為普通低合金高強(qiáng)度金高強(qiáng)度C-MnC-Mn鋼。鋼。強(qiáng)度級(jí)別較低的低合金高強(qiáng)鋼強(qiáng)度級(jí)別較低的低合金高強(qiáng)鋼( (屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度235-270MPa)23

40、5-270MPa)，由于鋼中合金元素含量，由于鋼中合金元素含量較少，其焊接性良好，接近于低碳鋼。隨著鋼中合金元素的增加，強(qiáng)度級(jí)別提較少，其焊接性良好，接近于低碳鋼。隨著鋼中合金元素的增加，強(qiáng)度級(jí)別提高高 ( (屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度315MPa)315MPa)，鋼的焊接性也逐漸變差，出現(xiàn)的主要問題是：，鋼的焊接性也逐漸變差，出現(xiàn)的主要問題是：熱影響區(qū)的淬硬傾向熱影響區(qū)的淬硬傾向 含碳量較少、強(qiáng)度級(jí)別較低的鋼種，如含碳量較少、強(qiáng)度級(jí)別較低的鋼種，如A27A27鋼等，淬鋼等，淬硬傾向很小。隨著強(qiáng)度級(jí)別的提高，淬硬傾向也開始加大，如硬傾向很小。隨著強(qiáng)度級(jí)別的提高，淬硬傾向也開始加大，如16Mn16Mn、A

41、36A36以上以上鋼焊接時(shí)，快速度冷卻會(huì)導(dǎo)致在熱影響區(qū)出現(xiàn)馬氏體組織。鋼焊接時(shí)，快速度冷卻會(huì)導(dǎo)致在熱影響區(qū)出現(xiàn)馬氏體組織。冷裂紋冷裂紋 低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，熱影響區(qū)的冷裂紋傾向加大，并且這種冷裂低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，熱影響區(qū)的冷裂紋傾向加大，并且這種冷裂紋往往具有延遲的性質(zhì)，危害性很大。例如，某公司材料為紋往往具有延遲的性質(zhì)，危害性很大。例如，某公司材料為EH36EH36鋼，壁厚鋼，壁厚88.9mm88.9mm的一導(dǎo)管架鋼樁結(jié)構(gòu)，由于預(yù)熱溫度不夠，焊后在熱影響區(qū)形成大量冷的一導(dǎo)管架鋼樁結(jié)構(gòu)，由于預(yù)熱溫度不夠，焊后在熱影響區(qū)形成大量冷裂紋。裂紋。低合金高強(qiáng)鋼的定位焊縫很容易開裂，其原因是由于焊縫尺

42、寸小、長度短、冷低合金高強(qiáng)鋼的定位焊縫很容易開裂，其原因是由于焊縫尺寸小、長度短、冷卻速度快，這種開裂屬于冷裂紋性質(zhì)。卻速度快，這種開裂屬于冷裂紋性質(zhì)。熱裂紋熱裂紋 一般情況下，屈服強(qiáng)度等級(jí)為一般情況下，屈服強(qiáng)度等級(jí)為315315400MPa400MPa的熱軋、正火鋼，熱裂的熱軋、正火鋼，熱裂傾向較小，但在厚壁板材的高稀釋率焊道（如根部焊道或靠近坡口邊緣的多層傾向較小，但在厚壁板材的高稀釋率焊道（如根部焊道或靠近坡口邊緣的多層埋弧焊焊道）中也會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。電渣焊時(shí)，若母材的含碳量偏高并含鎳時(shí)，埋弧焊焊道）中也會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。電渣焊時(shí)，若母材的含碳量偏高并含鎳時(shí)，電渣焊縫中可能會(huì)出現(xiàn)呈八字形分布的

43、熱裂紋。電渣焊縫中可能會(huì)出現(xiàn)呈八字形分布的熱裂紋。屈服強(qiáng)度等級(jí)為屈服強(qiáng)度等級(jí)為420420690MPa690MPa的中碳調(diào)質(zhì)鋼，焊接時(shí)熱裂的敏感性較大。因此，的中碳調(diào)質(zhì)鋼，焊接時(shí)熱裂的敏感性較大。因此，海工標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)此類鋼焊接時(shí)的線能量要求更嚴(yán)格。如海工標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)此類鋼焊接時(shí)的線能量要求更嚴(yán)格。如EQ56,EQ-70,A514 Gr. Q, EQ56,EQ-70,A514 Gr. Q, P460NL1,EH42,NV E420NV E690P460NL1,EH42,NV E420NV E690等。等。粗晶區(qū)脆化粗晶區(qū)脆化 熱影響區(qū)中被加熱至熱影響區(qū)中被加熱至11001100以上的粗晶區(qū)，當(dāng)焊接線能

44、量過大以上的粗晶區(qū)，當(dāng)焊接線能量過大時(shí)，粗晶區(qū)的晶粒將迅速長大或出現(xiàn)魏氏組織而使韌性下降，出現(xiàn)脆化段。時(shí)，粗晶區(qū)的晶粒將迅速長大或出現(xiàn)魏氏組織而使韌性下降，出現(xiàn)脆化段。預(yù)熱預(yù)熱 預(yù)熱是防止裂紋的有效措施，并且還有助于改善接頭性能。預(yù)熱是防止裂紋的有效措施，并且還有助于改善接頭性能。但預(yù)熱會(huì)惡化勞動(dòng)條件，使生產(chǎn)工藝復(fù)雜化，過高的預(yù)熱溫度還會(huì)降但預(yù)熱會(huì)惡化勞動(dòng)條件，使生產(chǎn)工藝復(fù)雜化，過高的預(yù)熱溫度還會(huì)降低接頭韌性。因此，焊前是否需要預(yù)熱以及預(yù)熱溫度的確定應(yīng)根據(jù)鋼低接頭韌性。因此，焊前是否需要預(yù)熱以及預(yù)熱溫度的確定應(yīng)根據(jù)鋼材的成分（碳當(dāng)量）、板厚、結(jié)構(gòu)形狀、剛度大小以及環(huán)境溫度等決材的成分（碳當(dāng)量）

45、、板厚、結(jié)構(gòu)形狀、剛度大小以及環(huán)境溫度等決定。定。焊接線能量的選擇焊接線能量的選擇 含碳低的熱軋鋼焊接時(shí)，因?yàn)檫@些鋼的冷裂淬含碳低的熱軋鋼焊接時(shí)，因?yàn)檫@些鋼的冷裂淬硬、脆化等傾向小，所以對(duì)焊接線能量沒有嚴(yán)格的限制。焊接含硬、脆化等傾向小，所以對(duì)焊接線能量沒有嚴(yán)格的限制。焊接含V V、NbNb、TiTi的鋼種，為降低熱影響區(qū)粗晶脆化所造成的不利影響，應(yīng)選擇的鋼種，為降低熱影響區(qū)粗晶脆化所造成的不利影響，應(yīng)選擇較小的焊接線能量。如較小的焊接線能量。如AF32AF32到到AF40AF40鋼的焊接線能量應(yīng)控制在鋼的焊接線能量應(yīng)控制在35kJ/cm35kJ/cm以下。以下。后熱及焊后熱處理后熱及焊后熱處

46、理 后熱是指焊接結(jié)束或焊完一條焊縫后，將焊件后熱是指焊接結(jié)束或焊完一條焊縫后，將焊件立即加熱至立即加熱至200200250250范圍內(nèi)，并保溫一段時(shí)間，使接頭中的氫擴(kuò)散范圍內(nèi)，并保溫一段時(shí)間，使接頭中的氫擴(kuò)散逸出，防止延遲裂紋產(chǎn)生。對(duì)于厚板及應(yīng)力復(fù)雜區(qū)域的高強(qiáng)鋼板，焊逸出，防止延遲裂紋產(chǎn)生。對(duì)于厚板及應(yīng)力復(fù)雜區(qū)域的高強(qiáng)鋼板，焊后應(yīng)采取后熱工藝措施或覆上足夠厚的保溫棉（氈）進(jìn)行緩冷。后應(yīng)采取后熱工藝措施或覆上足夠厚的保溫棉（氈）進(jìn)行緩冷。對(duì)于厚板、高剛性的焊接結(jié)構(gòu)以及一些在低溫、耐蝕條件下工作的構(gòu)對(duì)于厚板、高剛性的焊接結(jié)構(gòu)以及一些在低溫、耐蝕條件下工作的構(gòu)件，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí)，焊后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行消除

47、應(yīng)力的高溫回火，其目件，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí)，焊后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行消除應(yīng)力的高溫回火，其目的是消除焊接殘余應(yīng)力，改善組織。的是消除焊接殘余應(yīng)力，改善組織。焊后立即進(jìn)行高溫回火的焊件，無需再進(jìn)行后熱處理。焊后立即進(jìn)行高溫回火的焊件，無需再進(jìn)行后熱處理。在低溫下（如冬季露天作業(yè)）或在大剛性、大厚度結(jié)構(gòu)上焊接時(shí)，為在低溫下（如冬季露天作業(yè)）或在大剛性、大厚度結(jié)構(gòu)上焊接時(shí)，為防止出現(xiàn)冷裂紋，需采取預(yù)熱措施。防止出現(xiàn)冷裂紋，需采取預(yù)熱措施。 低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，焊材的選用原則為等強(qiáng)原則低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，焊材的選用原則為等強(qiáng)原則。前面講過的很多材料，如前面講過的很多材料，如D D級(jí)以上的船板，包括級(jí)以上的船板，包

48、括16Mn16Mn材料，都具材料，都具有低溫性能，隨著行業(yè)分工的進(jìn)一步深入，鋼廠同時(shí)開發(fā)了專用有低溫性能，隨著行業(yè)分工的進(jìn)一步深入，鋼廠同時(shí)開發(fā)了專用的耐低溫材料，如的耐低溫材料，如A333A333，16MnD16MnD，09MnNiD09MnNiD，KL33KL33以及一些如以及一些如2.52.5NiNi（7070）和）和3.53.5Ni Ni （9090）鋼。）鋼。對(duì)低溫用鋼的主要要求是應(yīng)保證在使用溫度下具有足夠的塑性及對(duì)低溫用鋼的主要要求是應(yīng)保證在使用溫度下具有足夠的塑性及抵抗脆性破壞的能力。抵抗脆性破壞的能力。低溫用鋼由于含碳量低低溫用鋼由于含碳量低, ,淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接

49、性良淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接性良好。焊接時(shí)，為避免焊縫金屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低好。焊接時(shí)，為避免焊縫金屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性，要求采用小的焊接線能量，焊接電流不宜過大，宜用快溫韌性，要求采用小的焊接線能量，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重?zé)嶙饔眉?xì)化晶粒，速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重?zé)嶙饔眉?xì)化晶粒，多道焊時(shí)要控制層間溫度不得過高，層間溫度不得大于多道焊時(shí)要控制層間溫度不得過高，層間溫度不得大于250250。低溫用鋼焊后可進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，以降低焊接結(jié)構(gòu)的脆斷傾低溫用鋼焊后可進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，以降低焊接結(jié)構(gòu)的脆斷傾向。

50、向。A333A333及及KL33KL33焊接，我公司選用的焊材是焊接，我公司選用的焊材是TGSTGS1N1N和和LBLB52NS52NS。高溫下具有足夠的強(qiáng)度和抗氧化性的鋼稱為耐熱鋼，以高溫下具有足夠的強(qiáng)度和抗氧化性的鋼稱為耐熱鋼，以CrCr、MoMo為主要為主要合金元素的低合金耐熱鋼，基體組織是珠光體（或珠光體合金元素的低合金耐熱鋼，基體組織是珠光體（或珠光體+ +鐵素體）鐵素體）稱為珠光體耐熱鋼，常用鋼號(hào)有稱為珠光體耐熱鋼，常用鋼號(hào)有1.25Cr-0.5Mo, 2.25Cr-1Mo1.25Cr-0.5Mo, 2.25Cr-1Mo等，我公等，我公司海工項(xiàng)目高壓泥漿管線上使用的司海工項(xiàng)目高壓泥

51、漿管線上使用的AISI 4130AISI 4130屬于屬于1.25Cr-0.5Mo1.25Cr-0.5Mo系。系。由于珠光體耐熱鋼中含有一定量的由于珠光體耐熱鋼中含有一定量的CrCr、MoMo和其它一些合金元素，所以和其它一些合金元素，所以熱影響區(qū)會(huì)產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，低溫焊接或焊接剛性較大的結(jié)構(gòu)熱影響區(qū)會(huì)產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，低溫焊接或焊接剛性較大的結(jié)構(gòu)時(shí)，易形成冷裂紋。因此在焊接時(shí)應(yīng)采取以下幾項(xiàng)工藝措施：時(shí)，易形成冷裂紋。因此在焊接時(shí)應(yīng)采取以下幾項(xiàng)工藝措施：預(yù)熱預(yù)熱 預(yù)熱是焊接珠光體耐熱鋼的重要工藝措施。為了確保焊接質(zhì)預(yù)熱是焊接珠光體耐熱鋼的重要工藝措施。為了確保焊接質(zhì)量，不論在定位焊或

52、正式施焊過程中，焊件都應(yīng)預(yù)熱并保持為量，不論在定位焊或正式施焊過程中，焊件都應(yīng)預(yù)熱并保持為8080150150。焊后緩冷焊后緩冷 焊后應(yīng)立即用石棉布覆蓋焊縫及熱影響區(qū)，使其緩慢冷焊后應(yīng)立即用石棉布覆蓋焊縫及熱影響區(qū)，使其緩慢冷卻。卻。焊后熱處理焊后熱處理 焊后應(yīng)立即進(jìn)行高溫回火，防止產(chǎn)生延遲裂紋、消除焊后應(yīng)立即進(jìn)行高溫回火，防止產(chǎn)生延遲裂紋、消除應(yīng)力和改善組織。焊后熱處理溫度應(yīng)避免在應(yīng)力和改善組織。焊后熱處理溫度應(yīng)避免在350350500500溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行，因珠光體耐熱鋼在該溫度區(qū)間內(nèi)有強(qiáng)烈的回火脆性現(xiàn)象。行，因珠光體耐熱鋼在該溫度區(qū)間內(nèi)有強(qiáng)烈的回火脆性現(xiàn)象。當(dāng)耐熱鋼以調(diào)質(zhì)當(dāng)耐熱

53、鋼以調(diào)質(zhì)(Q+T)(Q+T)供貨時(shí)，焊后熱處理的溫度必須低于母材調(diào)質(zhì)供貨時(shí)，焊后熱處理的溫度必須低于母材調(diào)質(zhì)處理的回火溫度。處理的回火溫度。 不銹鋼是在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼。不銹不銹鋼是在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼。不銹鋼具有美觀的表面和良好的耐腐蝕性能，不必經(jīng)過鍍色等表面處理，就能發(fā)揮鋼具有美觀的表面和良好的耐腐蝕性能，不必經(jīng)過鍍色等表面處理，就能發(fā)揮所固有的表面性能。所固有的表面性能。 從金相學(xué)角度分析，因?yàn)椴讳P鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜，這個(gè)膜從金相學(xué)角度分析，因?yàn)椴讳P鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜，這個(gè)膜隔離開了介質(zhì)中的氧化物質(zhì)而使

54、不銹鋼起到耐腐蝕的作用。隔離開了介質(zhì)中的氧化物質(zhì)而使不銹鋼起到耐腐蝕的作用。 為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，鋼必須含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)在為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，鋼必須含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)在12%12%以上的鉻。以上的鉻。 不銹鋼種類：不銹鋼種類： 不銹鋼可以按用途、化學(xué)成分及金相組織來大體分類。不銹鋼可以按用途、化學(xué)成分及金相組織來大體分類。 以奧氏體系類的鋼由以奧氏體系類的鋼由18%18%鉻鉻-8%-8%鎳為基本組成，各元素的加入量變化的不同，而鎳為基本組成，各元素的加入量變化的不同，而開發(fā)各種用途的鋼種。開發(fā)各種用途的鋼種。 以化學(xué)成分分類：以化學(xué)成分分類： CrCr系列：鐵素體系列、馬氏體系列

55、系列：鐵素體系列、馬氏體系列 Cr-NiCr-Ni系列：奧氏體系列，異常系列，析出硬化系列。系列：奧氏體系列，異常系列，析出硬化系列。 以金相組織的分類：以金相組織的分類： 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 雙相不銹鋼雙相不銹鋼 沉淀硬化不銹鋼沉淀硬化不銹鋼 不銹鋼在腐蝕介質(zhì)作用下，在晶粒之間產(chǎn)生的一種腐蝕現(xiàn)象稱為晶間不銹鋼在腐蝕介質(zhì)作用下，在晶粒之間產(chǎn)生的一種腐蝕現(xiàn)象稱為晶間腐蝕。產(chǎn)生晶間腐蝕的不銹鋼，當(dāng)受到拉應(yīng)力作用時(shí)，即會(huì)沿晶界斷腐蝕。產(chǎn)生晶間腐蝕的不銹鋼，當(dāng)受到拉應(yīng)力作用時(shí)，即會(huì)沿晶界斷裂、強(qiáng)度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險(xiǎn)的破壞形式。

56、晶間裂、強(qiáng)度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險(xiǎn)的破壞形式。晶間腐蝕可以分別產(chǎn)生在焊接接頭的熱影響區(qū)、焊縫或熔合線上，在熔合腐蝕可以分別產(chǎn)生在焊接接頭的熱影響區(qū)、焊縫或熔合線上，在熔合線上產(chǎn)生的晶間腐蝕又稱刀狀腐蝕。線上產(chǎn)生的晶間腐蝕又稱刀狀腐蝕。不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須大于不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須大于12%12%。當(dāng)溫。當(dāng)溫度升高時(shí)，碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的擴(kuò)散速度大于鉻的擴(kuò)散速度。因?yàn)槎壬邥r(shí)，碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的擴(kuò)散速度大于鉻的擴(kuò)散速度。因?yàn)槭覝貢r(shí)碳在奧氏體中的熔解度很小，約為室溫時(shí)碳在奧氏體中的熔解度很小，約為0.02%0.02%0.03%0

57、.03%，而一般奧氏，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒體不銹鋼中的含碳量均超過此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴(kuò)散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如（邊界擴(kuò)散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如（CrFeCrFe）23C823C8等。但是由于鉻的擴(kuò)散速度較小，來不及向晶界擴(kuò)散，所以在晶等。但是由于鉻的擴(kuò)散速度較小，來不及向晶界擴(kuò)散，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內(nèi)部，而是來自間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內(nèi)部，而是來自晶界附近，結(jié)果就使晶界附近的含鉻量大為減少，當(dāng)晶界的鉻的質(zhì)量晶界附近，結(jié)果就使

58、晶界附近的含鉻量大為減少，當(dāng)晶界的鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低到小于分?jǐn)?shù)低到小于12%12%時(shí)，就形成所謂的時(shí)，就形成所謂的“貧鉻區(qū)貧鉻區(qū)”，在腐蝕介質(zhì)作用下，在腐蝕介質(zhì)作用下，貧鉻區(qū)就會(huì)失去耐腐蝕能力，而產(chǎn)生晶間腐蝕。貧鉻區(qū)就會(huì)失去耐腐蝕能力，而產(chǎn)生晶間腐蝕。不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕與鋼的加熱溫度和加熱時(shí)間有關(guān)。不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕與鋼的加熱溫度和加熱時(shí)間有關(guān)。304(L)304(L)不不銹鋼的晶間腐蝕與加熱溫度和加熱時(shí)間的關(guān)系，見圖銹鋼的晶間腐蝕與加熱溫度和加熱時(shí)間的關(guān)系，見圖3 3。從圖中。從圖中可看出，當(dāng)加熱溫度小于可看出，當(dāng)加熱溫度小于450450或大于或大于850850時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生晶間腐時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生晶間

59、腐蝕。因?yàn)闇囟刃∮谖g。因?yàn)闇囟刃∮?50450時(shí)，由于溫度較低，不會(huì)形成碳化鉻化時(shí)，由于溫度較低，不會(huì)形成碳化鉻化合物；而當(dāng)溫度超過合物；而當(dāng)溫度超過850850時(shí)時(shí) ，晶粒內(nèi)的鉻擴(kuò)散能力增強(qiáng)，有足，晶粒內(nèi)的鉻擴(kuò)散能力增強(qiáng)，有足夠的鉻擴(kuò)散至晶界和碳結(jié)合，不會(huì)在晶界形成貧鉻區(qū)。所以產(chǎn)生夠的鉻擴(kuò)散至晶界和碳結(jié)合，不會(huì)在晶界形成貧鉻區(qū)。所以產(chǎn)生晶間腐蝕的加熱溫度為晶間腐蝕的加熱溫度為450450850850，這個(gè)溫度區(qū)間就稱為產(chǎn)生晶，這個(gè)溫度區(qū)間就稱為產(chǎn)生晶間腐蝕的間腐蝕的 “ “危險(xiǎn)溫度區(qū)危險(xiǎn)溫度區(qū) ” ”或稱或稱“敏化溫度區(qū)敏化溫度區(qū)”，其中尤以，其中尤以650650為最危險(xiǎn)。焊接時(shí)，焊縫兩側(cè)熱

60、影響區(qū)中處于危險(xiǎn)溫度區(qū)為最危險(xiǎn)。焊接時(shí)，焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)中處于危險(xiǎn)溫度區(qū)的地帶最易發(fā)生晶間腐蝕，即使在焊縫冷卻過程中，其溫度也要的地帶最易發(fā)生晶間腐蝕，即使在焊縫冷卻過程中，其溫度也要穿過危險(xiǎn)溫度區(qū)，所以也會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。穿過危險(xiǎn)溫度區(qū)，所以也會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。焊接接頭在危險(xiǎn)溫度區(qū)停留的時(shí)間越短，接頭的耐晶間腐蝕能力焊接接頭在危險(xiǎn)溫度區(qū)停留的時(shí)間越短，接頭的耐晶間腐蝕能力越強(qiáng)，所以不銹鋼焊接時(shí)，快速冷卻是提高接頭耐腐蝕能力的有越強(qiáng)，所以不銹鋼焊接時(shí)，快速冷卻是提高接頭耐腐蝕能力的有效措施。由于奧氏體不銹鋼冷卻過程中沒有馬氏體的轉(zhuǎn)變過程，效措施。由于奧氏體不銹鋼冷卻過程中沒有馬氏體的轉(zhuǎn)變過程，所以