低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接接

低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接接頭力學(xué)性能焊接10楊業(yè)低碳調(diào)質(zhì)鋼性能較高的強(qiáng)度和良好的塑性、韌性和耐磨性，特別是裂紋敏感性低。加入適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀–r、Mo、B）還具有高淬透性。這樣的性能促使該種鋼在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域焊接過程中主要缺陷冷裂紋熱裂紋及RS裂紋熱影響區(qū)的脆化、軟化還要注意強(qiáng)度問題，涉及焊接接頭強(qiáng)度匹配980S裝載機(jī)鏟刀板與斗壁材料焊接抗裂性試驗(yàn)980S裝載機(jī)鏟千采用的HQ130鋼和QJ63鋼.都是低碳調(diào)質(zhì)鋼.HQ130目前國(guó)內(nèi)用于焊接結(jié)構(gòu)中強(qiáng)度最高的低碳調(diào)質(zhì)高合金鋼.HQ130鋼具有高的淬透性.熱處理后使用.比目前國(guó)內(nèi)裝載機(jī)常用刀刃材料的相對(duì)耐磨性人3倍以上。本文采用小鐵研異種鋼抗裂性試驗(yàn)，從宏觀和微觀兩個(gè)角度揭示這兩種鋼焊接性與裂紋傾向，為制定出合理的焊接工藝提供依據(jù)。實(shí)驗(yàn)方法斜Y坡口焊接裂紋試驗(yàn)按GB4675.1-84規(guī)定進(jìn)行采用互換坡口兩側(cè)的鋼材和增加直丫型坡口焊接裂紋試驗(yàn)。為了研究焊接線能量的影響.直丫形坡口試驗(yàn)采用大、中、小線能量施焊。試件板厚為12mm.采用于工焊、CO2氣體保護(hù)焊、Ar+C02氣體保護(hù)焊三種焊接方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在熔合線的母材側(cè)開裂后沿淬硬區(qū)粗人馬氏體組織與熔合線平行方向擴(kuò)展.個(gè)別裂紋拐向焊縫沿柱狀晶界擴(kuò)展。斷而裂紋位置見圖2.裂紋是在熔合線處開裂.先沿熔合線擴(kuò)展.然后拐向QJ6鋼熱影響區(qū)的淬火組織(馬氏體)區(qū).沿與熔合線平行的方向擴(kuò)展.其局部圖如下.圖中左端裂口上側(cè)為焊縫金屬.下側(cè)為母材熱影響區(qū).右端為裂紋離開熔合線向熱影響區(qū)內(nèi)擴(kuò)展。結(jié)果分析

在丫形坡口焊接裂紋試驗(yàn)中.焊縫根部產(chǎn)生的裂典型的延遲裂紋.屬冷裂紋。產(chǎn)生裂紋取決于三個(gè)互作用的因素:(1)鋼材有淬硬傾向:(2)有高的焊接應(yīng)力作用:(3)有擴(kuò)散氫存在。這兩種鋼本身就是高淬透性的合金結(jié)構(gòu)鋼.本試驗(yàn)所有接頭在熱影響區(qū)過熱階段(靠近熔合線處)均為淬火馬氏體組織.其硬度HQ130鋼高達(dá)HRC45,QJ63鋼高達(dá)HRC30.比母材高20%.其淬硬傾向較大。鐵研試驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)造了產(chǎn)生高拘束應(yīng)力的條件.只單道焊.根部不可能焊透.又構(gòu)成了應(yīng)力集中:若焊前坡口清理不干凈或焊接時(shí)保護(hù)不良.有氫的來(lái)源.則三個(gè)因素具備且共同作用.于是在應(yīng)力集中點(diǎn)開裂。

目前尚無(wú)統(tǒng)一評(píng)價(jià)抗裂性能的標(biāo)準(zhǔn).文獻(xiàn)121認(rèn)為當(dāng)表而裂紋率<20%用于生產(chǎn)是安全的.前提是不應(yīng)有根部裂紋。本試驗(yàn)結(jié)果是表而裂紋率為零.但有根部裂紋.其斷而裂紋率最人者為17%。我們認(rèn)為:本試驗(yàn)條件苛刻，說(shuō)明此鋼抗裂性能比較好出現(xiàn)根部裂紋又說(shuō)明該鋼種有一定冷裂紋傾向，特別對(duì)應(yīng)力集中比較敏感。如果在焊接生產(chǎn)中能控制一冷卻度.再利用低碳調(diào)質(zhì)鋼的自回火”作用.以及減少接頭的應(yīng)力集中和拘束應(yīng)力.杜絕氫的來(lái)源.裂紋是可以避免的。實(shí)際構(gòu)件焊縫(斗壁與刀板對(duì)接v形坡口)的封底焊應(yīng)清根.采用人、中、小三種焊接線能量進(jìn)行co2焊試驗(yàn)(直Y坡口).結(jié)果表明.在同樣條件下.以中等線能量(約16kJ/cm)的斷而裂紋率最小.見圖4。

結(jié)論(1)國(guó)產(chǎn)新鋼種HQ130和QJ63鋼均淬硬性較人.有一定冷裂傾向.它用于裝載機(jī)鏟斗.只要接頭設(shè)計(jì)合理.焊接工藝正確.仍可在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接.焊接方法宜采用低氫的焊接方法.焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制線能量(10~20kJ/cm)。(