【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)晶裂紋的。 冷裂紋 鋼材冷裂紋主要取決于鋼材的淬硬傾向，而剛才的淬硬傾向又主要取決于它的化學(xué)成分。熱軋鋼由于含有少量合金元素，其碳當(dāng)量比低碳鋼碳當(dāng)量略高些，所以這種鋼淬硬傾向比低碳鋼要大些，而且隨鋼材強(qiáng)度級別的提高，合金元素的增加，它的淬硬傾向逐漸增大，應(yīng)根據(jù)接頭形 式和鋼材厚度來調(diào)整線能量、預(yù)熱和后熱溫度，以控制熱影響區(qū)的冷卻速度，同時(shí)降低焊縫金屬的含氫量等措施，防止冷裂紋的產(chǎn)生。 13 再熱裂紋：從鋼材的化學(xué)成分考慮，由于熱軋鋼中不含強(qiáng)碳化物形成元素，因此對再熱裂紋不敏感，而且還可以通過提高預(yù)熱溫度和焊后立即后熱等措施來防止再熱裂紋的產(chǎn)生。 二． 脆化問題 （ 1） 過熱區(qū)脆化：熱軋鋼焊接時(shí)近縫區(qū)中被加熱到 100℃ 以上粗晶區(qū)，易產(chǎn)生晶粒長大現(xiàn)象，是焊接接頭中塑性最差的部位，往往會承受不住應(yīng)力的作用而破壞。防止過熱區(qū)脆化的措施是提高冷卻速度，尤其是提高奧氏體最小 穩(wěn)定性范圍內(nèi)的冷卻速度，縮短在這一溫度區(qū)間停留時(shí)間，減少或防止奧氏體組織的出現(xiàn)，以提高鋼的沖擊韌度，而且為防止過熱區(qū)粗晶脆化，也不宜采用過大線能量。 （ 2） 熱應(yīng)變脆化：熱應(yīng)變脆化是由于焊接過程中熱應(yīng)力產(chǎn)生塑性變形使位錯(cuò)增殖，同時(shí)誘發(fā)氮碳原子快速擴(kuò)散聚集在位錯(cuò)區(qū)，出現(xiàn)熱應(yīng)變脆化。 16Mn 和 15MnV 這兩類鋼具有一定得熱應(yīng)變脆化傾向，焊接時(shí)消除熱應(yīng)變脆化的有效措施是焊后退火處理。 低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接工藝 第三章、 焊接工藝 焊接材料的選用 由于 Q345 剛的冷裂紋傾向較大，應(yīng)選用低氫型的焊接 材料，同時(shí)考慮到焊接接頭應(yīng)與母材等強(qiáng)度的原則，選用 E5015 型電焊條。焊條按說明書的要求烘焙后，放入保溫桶內(nèi)，隨用隨取。酸性焊條與堿性焊條不準(zhǔn)混雜使用。 14 焊條化學(xué)成分見表（ %）： 元素 C MN SI S P GR MO V TI 含量 1 9 6 ： （ 1）焊接坡口形式的設(shè)計(jì)應(yīng)避免采用焊不透或局部焊透的坡口，還要盡量減少焊縫的橫截面積，以降低接頭的殘余應(yīng)力，同時(shí)也可減少焊接材料的消耗量。 （ 2）坡口加工采用熱切 割時(shí)應(yīng)注意防止母材邊緣會形成一定深度的淬硬層，這種低塑性的淬硬層往往成為冷加工的開裂源。 （ 3）焊前必須消除焊接區(qū)鋼板表面的水分，坡口表面的氧化皮、銹斑、油脂以及其他污物。 （ 4）焊接材料在使用前應(yīng)按生產(chǎn)廠推薦的規(guī)范進(jìn)行烘干。 （ 5）裝配定位焊縫必須采用與正式焊縫同一類型的焊條。 ：線能量的參數(shù)是指焊接電流、電弧電壓和焊接速度。低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)，線能量參數(shù)除要保證接頭的熔透性和焊縫成型外，還要考慮其對接頭性能的影響。焊接含碳量低的熱軋鋼以及含碳量偏下限的 16Mn 鋼時(shí)，對焊接線能量沒有嚴(yán)格 的限制，但 為了避免焊縫組織粗大，造成沖擊韌性下降，必須采用小規(guī)范焊接。具體措施為：選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道的焊接工藝。焊道的寬度不大于焊條的 3 倍，焊層厚度不大于 5mm。第一層至第三層采用直徑 的焊條，焊接電流 100130A；第四層至第六層采用直徑 的焊條。焊接電流 120180A。 當(dāng)焊接含碳量偏高的 16Mn鋼時(shí)，為降低淬硬傾向，防止冷裂紋產(chǎn)生，焊接時(shí)線能量應(yīng)偏大些。 15 、后熱及熱處理 （ 1）預(yù)熱：焊接低合金結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，焊前預(yù)熱時(shí)防止接頭冷裂，改善接頭組織性能，減小焊接應(yīng)力的重要工藝 措施。焊前預(yù)熱的有利作用還在于： ① 改變了焊接過程的熱循環(huán)，降低焊接接頭各區(qū)高溫轉(zhuǎn)變和低溫轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間的冷卻速度，避免或減少了淬硬組織的形成； ② 減少焊接區(qū)的溫度梯度，降低了焊接接頭的內(nèi)應(yīng)力，并使之較均勻地分布； ③ 擴(kuò)大了焊接區(qū)的溫度場，使焊接接頭在較寬的區(qū)域內(nèi)處于塑性狀態(tài)，減弱了焊接應(yīng)力的不利影響； ④ 延長了焊接區(qū)在 100℃ 以上溫度的停留時(shí)間，有利于氫從焊縫金屬中逸出。預(yù)熱溫度的確定，隨鋼材碳當(dāng)量、板厚、結(jié)構(gòu)的拘束度的增加而增加，環(huán)境溫度的升高而降低。 （ 2）后熱及熱處理：后熱是指焊接結(jié)束后將焊件或整條焊縫立即加熱到 150~250℃ 溫度范圍內(nèi)，并保持一段時(shí)間，這種工藝簡稱后熱。其作用在于首先是降低了接頭低溫轉(zhuǎn)變區(qū)的冷卻速度，其效果比預(yù)熱更顯著，其次是延長了接頭在 100℃ 以上溫度區(qū)間的停留時(shí)間，使焊縫金屬中的氫有充分時(shí)間向外擴(kuò)散。在 焊縫金屬氫擴(kuò)散階段，從根本上消除了導(dǎo)致冷裂紋形成的力學(xué)因素。后熱的溫度和時(shí)間，取決于被焊鋼的冷 裂敏感性，焊接材料的含氫量和接頭的拘束度。后熱溫度愈高，保溫時(shí)間愈長，去氫效果愈明顯。 去氫處理是將焊件在焊后立即加熱到 300~400℃ 溫度并保溫一段時(shí)間，可加速焊接接頭氫的擴(kuò)散逸出。氫的排除程度取決于加熱溫度和時(shí)間，溫度高保溫時(shí)間可短一些，溫度低去氫時(shí)間就要加長。生產(chǎn)中消氫處理的溫度為 300~400℃ ，消氫時(shí)間為 1~2 小時(shí)。 消除應(yīng)力處理是將焊件均勻地以一定的速度加熱到 AC1 點(diǎn)以下足夠高的溫度，保溫一段 16 時(shí)間后隨爐均勻地冷卻到 300~400℃ ，最后將工件移到爐外空冷。低合金結(jié)構(gòu)鋼焊后消除應(yīng)力處理的目的有以下 幾點(diǎn)： ① 消除焊縫金屬中的氫，提高焊接接頭的抗裂性和韌性； ② 降低焊接接頭中的參與應(yīng)力；③ 改善焊縫及熱影響區(qū)組織，使淬硬組織經(jīng)受回火處理而提高接頭各區(qū)的韌性； ④ 穩(wěn)定了低合金耐熱鋼焊縫及熱影響區(qū)的碳化物，提高了接頭的高溫持久強(qiáng)度； ⑤ 降低了焊縫及熱影響區(qū)的硬度，易于切削加工 。 ： （ 1） 焊接接頭形式：對接接頭、角接接頭及 T 字形接頭、搭接接頭。 ○ 1 對接接頭 ○ 2 角接接頭 ○ 3 搭接接頭 1）對接接頭 結(jié)構(gòu)：兩個(gè)相互連接零件在接頭處的中面處于同一平面或同一弧面內(nèi)進(jìn)行焊接的接頭。 特點(diǎn)：受熱均勻，受力對稱，便于無損檢測，焊接質(zhì)量容易得到保證，應(yīng)用最廣，應(yīng)優(yōu)先選用。 應(yīng)用：最常用的焊接結(jié)構(gòu)形式。 2）角接接頭和 T 型接： 結(jié)構(gòu)：兩個(gè)相互連接零件在接頭處的中面相互垂直或相交成某一角度進(jìn)行焊接的接頭。兩 構(gòu)件成 T 字形焊接在一起的接頭，叫 T 型接頭。角接接頭和 T 字接頭都形成角焊縫。 17 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不連續(xù)，承載后受力狀態(tài)不如對接接頭，應(yīng)力集中比較嚴(yán)重，且焊接質(zhì)量也不易得到保證。角接接頭和 T 形接頭受力情況較對接接頭復(fù)雜，但接頭呈直角或一定角度時(shí)必須采用這兩種接頭形式。它們受外力時(shí)的應(yīng)力狀況相仿，可根據(jù)實(shí)際情況選用。 應(yīng)用：某些特殊部位：接管、法蘭、夾