低合金高強(qiáng)鋼的案例
低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)焊條選用
低合金高強(qiáng)鋼按照強(qiáng)度級(jí)別和熱處理狀態(tài)可分為熱軋鋼、正火鋼、低碳調(diào)質(zhì)鋼、中碳調(diào)質(zhì)鋼。低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，所選用的焊條對(duì)焊縫金屬的性能有非常重要的影響。
低合金高強(qiáng)鋼焊條選用
低合金高強(qiáng)鋼焊接也是根據(jù)鋼材的強(qiáng)度等級(jí)來(lái)選用焊條的，同時(shí)結(jié)合母材的可焊性、焊接結(jié)構(gòu)尺寸、坡口形狀、受力情況等因素綜合考慮選用焊條。
在環(huán)境溫度低，冷卻速度快，焊接接頭容易產(chǎn)生裂紋的情況下，選用比母材強(qiáng)度低一級(jí)的焊條。
主要依據(jù)是保證焊后金屬的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性等力學(xué)性能與母材匹配，而不要求焊縫金屬的化學(xué)成分與母材一致。
焊接厚大件，為防止出現(xiàn)焊接冷裂紋，可采用《低強(qiáng)匹配》原則，選用焊縫金屬?gòu)?qiáng)度低于母材強(qiáng)度的焊條。
選用焊條如:J606、J607、J707等。
②低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接選用焊條
低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)產(chǎn)生冷裂紋傾向比較大，因此嚴(yán)格控制焊縫金屬中的氫特別重要。所以低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接要選用低氫或超低氫焊條。
如:JXXXH、JXXXRH
③中碳調(diào)質(zhì)鋼焊接選用焊條
中碳調(diào)質(zhì)鋼含碳量較高，為確保焊縫金屬的塑性、沖擊韌性和強(qiáng)度，提高焊縫金屬的抗裂性，應(yīng)選用低碳合金系統(tǒng)的焊條，盡量降低焊縫金屬中的硫、磷雜質(zhì)含量。
對(duì)于焊后需要進(jìn)行熱處理的構(gòu)件，還要考慮焊縫金屬化學(xué)成分要與母材相近。
展開(kāi) 金屬材料的焊接性能
正是由于低合金高強(qiáng)鋼含有一定量的合金元素，使其焊接性能與碳鋼有一定差別，其焊接特點(diǎn)表現(xiàn)在：
（1）焊接接頭的焊接裂紋
冷裂紋 低合金高強(qiáng)鋼由于含使鋼材強(qiáng)化的C、Mn、V、Nb等元素，在焊接時(shí)易淬硬，這些硬化組織很敏感，因此，在剛性較大或拘束應(yīng)力高的情況下，若焊接工藝不當(dāng)，很容易產(chǎn)生冷裂紋。而且這類(lèi)裂紋有一定的延遲性，其危害極大。
再熱（SR）裂紋 再熱裂紋是焊接接頭在焊后消除應(yīng)力熱處理過(guò)程或長(zhǎng)期處于高溫運(yùn)行中發(fā)生在靠近熔合線粗晶區(qū)的沿晶開(kāi)裂。一般認(rèn)為，其產(chǎn)生是由于焊接高溫使HAZ附近的V、Nb、Cr、Mo等碳化物固溶于奧氏體中，焊后冷卻時(shí)來(lái)不及析出，而在PWHT時(shí)呈彌散析出，從而強(qiáng)化了晶內(nèi)，使應(yīng)力松弛時(shí)的蠕變變形集中于晶界。
低合金高強(qiáng)鋼焊接接頭一般不易產(chǎn)生再熱裂紋，如16MnR、15MnVR等。但對(duì)于Mn-Mo-Nb和Mn-Mo-V系低合金高強(qiáng)鋼，如07MnCrMoVR，由于Nb、V、Mo是促使再熱裂紋敏感性較強(qiáng)的元素，因此這一類(lèi)鋼在焊后熱處理時(shí)應(yīng)注意避開(kāi)再熱裂紋的敏感溫度區(qū)，防止再熱裂紋的發(fā)生。
（2）焊接接頭的脆化和軟化
應(yīng)變時(shí)效脆化 焊接接頭在焊接前需經(jīng)受各種冷加工(下料剪切、筒體卷圓等)，鋼材會(huì)產(chǎn)生塑性變形，如果該區(qū)再經(jīng)200～450℃的熱作用就會(huì)引起應(yīng)變時(shí)效。應(yīng)變時(shí)效脆化會(huì)使鋼材塑性降低，脆性轉(zhuǎn)變溫度提高，從而導(dǎo)致設(shè)備脆斷。焊后熱處理可消除焊接結(jié)構(gòu)這類(lèi)應(yīng)變時(shí)效，使韌性恢復(fù)。
焊縫和熱影響區(qū)脆化 焊接是不均勻的加熱和冷卻過(guò)程，從而形成不均勻組織。焊縫(WM)和熱影響區(qū)(HAZ)的脆性轉(zhuǎn)變溫度比母材高，是接頭中的薄弱環(huán)節(jié)。焊接線能量對(duì)低合金高強(qiáng)鋼WM和HAZ性能有重要影響，低合金高強(qiáng)鋼易淬硬，線能量過(guò)小，HAZ會(huì)出現(xiàn)馬氏體引起裂紋；線能量過(guò)大，WM和HAZ的晶粒粗大會(huì)造成接頭脆化。
展開(kāi) 教你如何選購(gòu)焊絲
藥芯焊絲可用于焊接各種類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)，包括低碳鋼、低合金高強(qiáng)鋼、低溫鋼、耐熱鋼、不銹鋼及耐磨堆焊等。所采用的保護(hù)氣體有CO2和Ar+CO2兩種，前者用于普通結(jié)構(gòu)，后者用于重要結(jié)構(gòu)。藥芯焊絲適于自動(dòng)或半自動(dòng)焊接，直流或交流電流均可。
1、低碳鋼及高強(qiáng)鋼用藥芯焊絲
低碳鋼及高強(qiáng)鋼用藥芯焊絲的品種多、用量大，大多數(shù)為鈦型渣系，焊接工藝性好，焊接生產(chǎn)率高，主要用于造船、橋梁、建筑、車(chē)輛制造等部門(mén)。低碳鋼及低合金高強(qiáng)鋼用藥芯，焊絲品種較多，從焊縫強(qiáng)度級(jí)別上看，490MPa級(jí)和590MPa級(jí)的藥芯焊絲已普遍適用；從性能上看，有的側(cè)重于工藝性能，有的側(cè)重于焊縫力學(xué)性能和抗裂性能，有的適用于包括向下立焊在內(nèi)的全位置焊，也有的專用于角焊縫。
2、不銹鋼用藥芯焊絲
不銹鋼藥芯焊絲具有工藝性能好、力學(xué)性能穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，國(guó)外近年來(lái)應(yīng)用于石化、壓力容器、造船和工程機(jī)械等行業(yè)。目前不銹鋼藥芯焊絲的品種已有20余種，除鉻鎳系不銹鋼藥芯焊絲外，還有鉻系不銹鋼藥芯焊絲。焊絲直徑有0.8mm、1.2mm、1.6mm等，可滿足不銹鋼薄扳、中板及厚板的焊接需要。所采用的保護(hù)氣體多數(shù)為CO2，也可采用Ar+(20%-50%)
CO2的混合氣體。
3、耐磨堆焊用藥芯焊絲
為了增加耐磨性或使金屬表面獲得某些特殊性能，需要從焊絲中過(guò)渡一定量的合金元素。隨著藥芯焊絲的問(wèn)世，這些合金元素可加入藥芯中，且加工制造方便，故采用藥芯焊絲進(jìn)行埋弧堆焊耐磨表面是種常用的方法，并已得到廣泛應(yīng)用。
展開(kāi) 低溫鋼的焊接工藝要點(diǎn)
焊接低合金高強(qiáng)鋼時(shí)，在保證焊縫具有足夠韌性的前提下還要考慮到與母材等強(qiáng)度，因此焊接材料中除了含有ωNi為1%~3%以外，一般還有ωMo為0.2%~0.5%，有時(shí)還含少量的鉻。
焊接低鎳低溫鋼時(shí)，所用的焊接材料的含鎳量應(yīng)與母材相同或高于母材，同時(shí)應(yīng)盡量降低焊縫中含碳量和硫、磷雜質(zhì)含量，并應(yīng)對(duì)錳、硅加以限制。
焊接9Ni鋼時(shí)，通常采用三類(lèi)奧氏體焊接材料：①ωNi在60%以上的Inconel型的Ni-Cr-Mo系合金；②ωNi在40%的Fe-Ni-Cr系合金；③含13Ni -16Cr-Mn-W的奧氏體不銹鋼。
3、焊接熱輸入
為防止在焊縫和近縫區(qū)產(chǎn)生能導(dǎo)致接頭低溫脆化的粗大的鐵素體或上貝氏體和M-A組元，宜選擇偏小的焊接熱輸入和無(wú)擺動(dòng)的快速多層焊工藝。
4、焊前預(yù)熱和層間溫度
由于低溫鋼一般都具有良好的焊接性，焊前通常都不需要預(yù)熱，但是如果焊件剛性比較大，也需要采取預(yù)熱措施，但溫度不能太高，一般應(yīng)控制在100~150℃，層間溫度大于等于300℃。
5、焊后熱處理
對(duì)于鐵素體類(lèi)低溫鋼，當(dāng)焊件板厚>15mm時(shí)，焊后多采用消除應(yīng)力熱處理。但是對(duì)于具有回火脆性的含鎳低溫鋼，應(yīng)注意回避回火脆化溫度。
9Ni鋼由于焊接性優(yōu)于一般的低合金高強(qiáng)鋼，當(dāng)板厚<50mm時(shí)，焊后可不進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。
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制造工藝前沿
展開(kāi) 
哈工程Scripta、MSEA：基于晶界偏聚和位錯(cuò)調(diào)控開(kāi)發(fā)低合金高強(qiáng)塑鎂合金！
然而，高強(qiáng)度和高塑性難以協(xié)調(diào)一直是限制鎂合金廣泛應(yīng)用的主要阻礙。目前，開(kāi)發(fā)的典型高強(qiáng)/超高強(qiáng)鎂合金是高稀土含量的時(shí)效型變形鎂合金，合金的強(qiáng)化主要源于納米沉淀、細(xì)晶結(jié)構(gòu)以及強(qiáng)織構(gòu)。這類(lèi)合金的高強(qiáng)度通常伴隨著低塑性，此外高稀土含量也意味著高成本和高密度。因此，在低合金化條件下制備高強(qiáng)塑性鎂合金逐漸成為研究的熱點(diǎn)。
近期，哈爾濱工程大學(xué)的張景懷課題組綜合利用晶界偏聚和位錯(cuò)調(diào)控開(kāi)發(fā)出低合金化高強(qiáng)塑性細(xì)晶鎂合金。相關(guān)論文分別以“Developing a low-alloyed fine-grained Mg alloy with high strength-ductility based on dislocation evolution and grain boundary segregation”和“Significantly enhanced grain boundary Zn and Ca co-segregation of dilute Mg alloy via trace Sm addition”為題發(fā)表于Scripta Materialia和Materials Science & Engineering A。
展開(kāi) 焊接熱裂紋、再熱裂紋、冷裂紋、層狀撕裂，這些你都了解嗎？
02
再熱裂紋
通常發(fā)生于某些含有沉淀強(qiáng)化元素的鋼種和高溫合金（包括低合金高強(qiáng)鋼、珠光體耐熱鋼、沉淀強(qiáng)化高溫合金，以及某些奧氏體不銹鋼），他們焊后并未發(fā)現(xiàn)裂紋，而是在熱處理過(guò)程中產(chǎn)生了裂紋。再熱裂紋產(chǎn)生在焊接熱影響區(qū)的過(guò)熱粗晶部位，其走向是沿熔合線的奧氏體粗晶晶界擴(kuò)展。
防治再熱裂紋從選材方面，可以選用細(xì)晶粒鋼。在工藝方面，選用較小的線能量，選用較高的預(yù)熱溫度并配合以后熱措施，選用低匹配的焊接材料，避免應(yīng)力集中。
03
冷裂紋
主要發(fā)生在高、中碳鋼、低、中合金鋼的焊接熱影響區(qū)，但有些金屬，如某些超高強(qiáng)鋼、鈦及鈦合金等有時(shí)冷裂紋也發(fā)生在焊縫中。一般情況下，鋼種的淬硬傾向、焊接接頭含氫量及分布，以及接頭所承受的拘束應(yīng)力狀態(tài)是高強(qiáng)鋼焊接時(shí)產(chǎn)生冷裂紋的三大主要因素。焊后形成的馬氏體組織在氫元素的作用下，配合以拉應(yīng)力，便形成了冷裂紋。他的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂紋一般分為焊趾裂紋、焊道下裂紋、根部裂紋。
防治冷裂紋可以從工件的化學(xué)成分、焊接材料的選擇和工藝措施三方面入手。應(yīng)盡量選用碳當(dāng)量較低的材料；焊材應(yīng)選用低氫焊條，焊縫應(yīng)用低強(qiáng)度匹配，對(duì)于高冷裂傾向的材料也可選用奧氏體焊材；合理控制線能量、預(yù)熱和后熱處理是防治冷裂的工藝措施。
在焊接生產(chǎn)中由于采用的鋼種、焊接材料不同，結(jié)構(gòu)的類(lèi)型、鋼度，以及施工的具體條件不同，可能出現(xiàn)各種形態(tài)的冷裂紋。然而在生產(chǎn)上經(jīng)常遇到的主要是延遲裂紋。
延遲裂紋有以下三種形式：
（1）焊趾裂紋——這種裂紋起源于母材與焊縫交界處，并有明顯應(yīng)力集中部位。裂紋的走向經(jīng)常與焊道平行，一般由焊趾表面開(kāi)始向母材的深處擴(kuò)展。
展開(kāi) 一種后懸掛固定座的創(chuàng)新工藝設(shè)計(jì)
此種材料是低合金高強(qiáng)鋼，低合金高強(qiáng)鋼是在低碳鋼中，通過(guò)添加單一或復(fù)合微合金元素，比如鈮、鈦、釩等，在金屬組織中形成碳氮化合物粒子析出強(qiáng)化，同時(shí)通過(guò)微合金的細(xì)化晶粒作用，獲得較高強(qiáng)度。
此種鋼板力學(xué)性能如下：屈服強(qiáng)度大于260 MPa，抗拉強(qiáng)度大于350MPa，延伸率大于26%。由于此種鋼板屈服強(qiáng)度不高，在拉延過(guò)程中變形容易，同時(shí)延伸率也比較適當(dāng)，因此這種鋼板可用于生產(chǎn)形狀比較復(fù)雜的零件。
產(chǎn)品形狀分析
后懸掛固定座產(chǎn)品形狀及斷面如圖1 所示。此零件有三個(gè)凸包，斷面呈馬鞍形，中間凸包高度55mm，凸包兩側(cè)立壁較陡，拔模角很小，其中左邊立壁B 處拔模角為9°，右邊立壁C 處拔模角為25°。馬鞍形寬度很窄，底面L 約為35mm。兩側(cè)向上拱起的凸包形狀側(cè)壁拔模角也很小，左側(cè)立壁E 處拔模角為25°，右側(cè)立壁F 處拔模角為10°。通過(guò)產(chǎn)品形狀參數(shù)分析，此件中間凸包高且拔模角小，中間凸包兩側(cè)的凹槽既深又窄，材料無(wú)法從外側(cè)進(jìn)入內(nèi)部，因此該件無(wú)法直接拉延成形，必須通過(guò)整形成形。
圖1 后懸掛固定座產(chǎn)品形狀及斷面
產(chǎn)品匹配分析
后懸掛固定座在車(chē)身上的裝配關(guān)系如圖2 所示。由于輪罩內(nèi)板和輪罩外板厚度都為0.7mm，厚度較薄，零件強(qiáng)度弱，后懸掛固定座作為加強(qiáng)件與輪罩內(nèi)板和輪罩外板搭接，因此焊點(diǎn)較多，凡可見(jiàn)無(wú)形狀的面上都有焊點(diǎn)，要求零件型面上不能有皺，必須平整，以保證形狀服貼，匹配間隙小從而滿足焊接質(zhì)量；法蘭邊夾在輪罩內(nèi)板和輪罩外板之間，要求法蘭邊不能有皺，尺寸精度高，從而滿足與兩個(gè)零件的搭接要求。中間凸起的包上有沖孔，沖孔上有焊接螺母，安裝懸掛使用，因而孔面要求平整，不能有皺，孔尺寸精度要求高。
展開(kāi) 大連理工《Scripta Mater》：新型輕質(zhì)高強(qiáng)、低成本共晶高熵合金！
迄今為止，廣泛用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)鎳基高溫合金的最高使用溫度已達(dá)到其熔點(diǎn)的80%。因此，這些高溫合金已無(wú)法滿足工作溫度進(jìn)一步升高而產(chǎn)生的更嚴(yán)苛的使用要求。共晶高熵合金(EHEAs)結(jié)合了高熵合金(HEAs)和共晶合金的優(yōu)點(diǎn)，并表現(xiàn)出可控的、接近平衡的微觀結(jié)構(gòu)，可以抵抗溫度變化直至共晶點(diǎn)，是高溫下應(yīng)用的絕佳候選者。EHEA具有良好的可鑄性，可以通過(guò)直接鑄造制成工業(yè)規(guī)模的鑄件。因此這種EHEA因其卓越的強(qiáng)度和延展性而受到關(guān)注。
已有報(bào)道的EHEAs中觀察到的共晶相，發(fā)現(xiàn)它們主要由面心立方(FCC)和B2相或FCC和Laves相組成。在這些相中，F(xiàn)CC相具有延展性，但強(qiáng)度較低。B2相具有較高的室溫強(qiáng)度，但在高溫下的抗蠕變性較差。Laves相有多種晶體結(jié)構(gòu)，但最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)仍不清楚。Laves相隨著溫度和外加應(yīng)力的變化而發(fā)生轉(zhuǎn)變并具有室溫脆性，使EHEAs中難以控制其微觀結(jié)構(gòu)和性能。因此，仍沒(méi)有開(kāi)發(fā)出適合高溫下應(yīng)用的EHEAs。
大連理工大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種質(zhì)輕且成本低的大塊共晶高熵合金，鑄態(tài)表現(xiàn)出更高的室溫、高溫硬度和比屈服強(qiáng)度，性能高于大多數(shù)已有報(bào)道的EHEAs、難熔HEAs和傳統(tǒng)合金。相關(guān)論文以題為“A novel bulk eutectic high-entropy alloy with outstanding as-cast specific yield strengths at elevated temperatures”發(fā)表在Scripta Materialia。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114132
研究發(fā)現(xiàn)AlCr1.3TiNi2合金由BCC和L21相組成。
展開(kāi) 焊接接頭再熱裂紋產(chǎn)生原因、措施及方法
近年來(lái)特種設(shè)備上低合金高強(qiáng)材料的應(yīng)用越來(lái)越普遍，這與鍋爐壓力容器高溫高壓的工況有關(guān)，但特種設(shè)備在制造過(guò)程中往往發(fā)現(xiàn)焊縫在熱處理后發(fā)現(xiàn)裂紋，特別如2.25Cr-1Mo，13MoNiMoR等材料，這引起了制造廠的注意。
1.焊接接頭中裂紋的種類(lèi)很多
結(jié)晶裂紋:焊接熔池凝固結(jié)晶時(shí)，在液相與固相并存的溫度區(qū)間，由于結(jié)晶偏析和收縮應(yīng)力應(yīng)變的作用，焊縫金屬沿一次結(jié)晶晶界形成的裂紋。此類(lèi)裂紋只發(fā)生在焊縫中(包括弧坑)。
液化裂紋:焊接過(guò)程中，在焊接熱循環(huán)峰值溫度作用下，在多層焊縫的層間金屬與母材近縫區(qū)金屬中，由于晶間金屬/受熱重新熔化，在一定的收縮應(yīng)力作用下，沿奧氏體晶界開(kāi)裂的現(xiàn)象，有的文獻(xiàn)稱為“熱撕裂”。
高溫低塑性裂紋:在液相結(jié)晶完成以后，焊接接頭金屬?gòu)牟牧系乃苄曰謴?fù)溫度開(kāi)始冷卻，對(duì)于某些特殊的材料，當(dāng)冷卻到一定的溫度范圍時(shí)，由于應(yīng)變速率和某些冶金因素的相互作用，引起塑性下降，導(dǎo)致焊接接頭金屬沿晶界開(kāi)裂。一般發(fā)生在比液化裂紋的部位距熔合線更遠(yuǎn)一些的熱影響區(qū)。
再熱裂紋:焊接后，在消除殘余應(yīng)力熱處理或不經(jīng)任何熱處理的焊件，處于一定溫度下服役的過(guò)程中，在一定條件下產(chǎn)生的沿奧氏體晶界發(fā)展的裂紋。事實(shí)上再熱裂紋是低合金高強(qiáng)鋼焊接性要解決的主要問(wèn)題之一，特別是某些含有較多碳化物形成元素如 Cr，Mo，V，并可產(chǎn)生沉淀碳化物的低合金高強(qiáng)鋼和熱強(qiáng)鋼厚板焊縫中，往往就會(huì)在焊后消除應(yīng)力熱處理過(guò)程中產(chǎn)生再熱裂紋，處理這些缺陷既費(fèi)工又費(fèi)時(shí)，對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)很大影響。下面就再熱裂紋的形成機(jī)理和制造過(guò)程中的預(yù)防措施及檢驗(yàn)方法進(jìn)行簡(jiǎn)析。
2.再熱裂紋的機(jī)理
再熱裂紋的形成，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是晶內(nèi)由于強(qiáng)化強(qiáng)度很大而晶界強(qiáng)度較弱，在焊后熱處理時(shí)，應(yīng)力松弛時(shí)的形變集中加在了晶界上，一旦晶界應(yīng)變超出了晶界的強(qiáng)度極限時(shí)，會(huì)導(dǎo)致沿晶界開(kāi)裂產(chǎn)生裂紋。
展開(kāi) 焊接大師退休留下的一份“焊絲選型大全”
1.埋弧焊焊絲
埋弧焊時(shí)焊劑對(duì)焊縫金屬起保護(hù)和冶金處理作用，焊絲主要作為填充金屬，同時(shí)向焊縫添加合金元素，并參與冶金反應(yīng)。
（1）低碳鋼和低合金鋼用焊絲 低碳鋼和低合金鋼埋弧焊常用焊絲有如下三類(lèi)。
A、低錳焊絲（如H08A）：常配合高錳焊劑用于低碳鋼及強(qiáng)度較低的低合金鋼焊接。
B、中錳焊絲（如H08MnA,H10MnS）：主要用于低合金鋼焊接，也可配合低錳焊劑用于低碳鋼焊接。
C、高錳焊絲（如H10Mn2 H08Mn2Si）：用于低合金鋼焊接
（2）高強(qiáng)鋼用絲 這類(lèi)焊絲含Mn1%以上，含Mo0.3%~0.8%，如H08MnMoA、H08Mn2MoA，用于強(qiáng)度較高的低合金高強(qiáng)鋼焊接。此外，根據(jù)高強(qiáng)鋼的成分及使用性能要求，還可在焊絲中加入NI、CR、V及Re等元素，提高焊縫性能。抗拉強(qiáng)度590Mpa級(jí)的焊縫金屬多采用MN-MO系焊絲，如H08MNMOA等。
（3）不銹鋼用焊絲 采用的焊絲成分要與被焊接的不銹鋼分成基本一致，焊接鉻不銹鋼時(shí)，采用HoCr14
H1Cr13 H1Cr17等焊絲；焊接鉻-鎳不銹鋼時(shí)，采用H0Cr19Ni9 HoCr19Ni9
HoCr19Ni9Ti等焊絲；焊接超低碳不銹鋼時(shí)，應(yīng)采用相應(yīng)的超低碳焊絲，如HOOCr19Ni9等，焊劑可采用熔煉型或燒結(jié)型，要求焊劑的氧化性小，以減少合金元素的燒損。目前國(guó)外主要采用燒結(jié)焊劑焊接不銹鋼、我國(guó)仍以熔煉焊劑為主，但正在研制和推廣使用燒結(jié)焊劑。
2.氣體保護(hù)焊用焊絲
氣體保護(hù)焊分為惰性氣體保護(hù)焊（TIG焊和MIG焊）、活性氣體保護(hù)焊（MAG焊）以及自保護(hù)焊接。TIG焊接時(shí)采用純Ar，MIG焊接時(shí)一般采用Ar+2%O2或Ar+5%CO2。MAG焊接時(shí)主要采用CO2氣體。
展開(kāi) 技術(shù) | 如何選用藥芯焊絲與實(shí)心焊絲，太全了
實(shí)心焊絲選用
（1）埋弧焊焊絲
埋弧焊時(shí)焊劑對(duì)焊縫金屬起保護(hù)和冶金處理作用，焊絲主要作為填充金屬，同時(shí)向焊縫添加合金元素，并參與冶金反應(yīng)。
1）低碳鋼和低合金鋼用焊絲 低碳鋼和低合金鋼埋弧焊常用焊絲有如下三類(lèi)。
A、低錳焊絲（如H08A）：常配合高錳焊劑用于低碳鋼及強(qiáng)度較低的低合金鋼焊接。
B、中錳焊絲（如H08MnA,H10MnS）：主要用于低合金鋼焊接，也可配合低錳焊劑用于低碳鋼焊接。
C、高錳焊絲（如H10Mn2 H08Mn2Si）：用于低合金鋼焊接
2）高強(qiáng)鋼用絲
這類(lèi)焊絲含Mn1%以上，含Mo0.3%~0.8%，如H08MnMoA、H08Mn2MoA，用于強(qiáng)度較高的低合金高強(qiáng)鋼焊接。此外，根據(jù)高強(qiáng)鋼的成分及使用性能要求，還可在焊絲中加入NI、CR、V及Re等元素，提高焊縫性能。抗拉強(qiáng)度590Mpa級(jí)的焊縫金屬多采用MN-MO系焊絲，如H08MNMOA等。
3）不銹鋼用焊絲
采用的焊絲成分要與被焊接的不銹鋼分成基本一致，焊接鉻不銹鋼時(shí)，采用HoCr14 H1Cr13 H1Cr17等焊絲；焊接鉻-鎳不銹鋼時(shí)，采用H0Cr19Ni9 HoCr19Ni9 HoCr19Ni9Ti等焊絲；焊接超低碳不銹鋼時(shí)，應(yīng)采用相應(yīng)的超低碳焊絲，如HOOCr19Ni9等，焊劑可采用熔煉型或燒結(jié)型，要求焊劑的氧化性小，以減少合金元素的燒損。目前國(guó)外主要采用燒結(jié)焊劑焊接不銹鋼、我國(guó)仍以熔煉焊劑為主，但正在研制和推廣使用燒結(jié)焊劑。
（2）氣體保護(hù)焊用焊絲
氣體保護(hù)焊分為惰性氣體保護(hù)焊（TIG焊和MIG焊）、活性氣體保護(hù)焊（MAG焊）以及自保護(hù)焊接。TIG焊接時(shí)采用純Ar，MIG焊接時(shí)一般采用Ar+2%O2或Ar+5%CO2。MAG焊接時(shí)主要采用CO2氣體。
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技術(shù) | 低合金鋼Q345的深熔TIG焊研究
摘要：針對(duì)8mm厚Q345低合金鋼的深熔TIG焊中焊接電流、焊接速度、保護(hù)氣體流量對(duì)Q345焊縫成型的影響進(jìn)行了研究，并對(duì)成型較好的焊接接頭進(jìn)行了硬度測(cè)試和金相觀察.試驗(yàn)結(jié)果表明，雖然深熔TIG焊在對(duì)低合金鋼焊接時(shí)的焊接參數(shù)不穩(wěn)定，焊接窗口較窄，不易形成良好的焊縫.但在適當(dāng)?shù)暮附訔l件下，可以實(shí)現(xiàn)深熔TIG焊對(duì)8mm厚Q345的一次性單面焊雙面成型，焊縫性能較好并且成型良好的焊縫區(qū)組織由鐵素體和少量針狀貝氏體組成，焊縫熔合區(qū)和熱影響區(qū)的硬度較母材上升了50%，無(wú)軟化現(xiàn)象.具有繼續(xù)研究深熔TIG焊應(yīng)用于低合金鋼Q345的意義。
0 引言
目前大量中厚板用于船舶的建設(shè)，而船舶建設(shè)中70%的工作量和30%-50%的成本涉及焊接，當(dāng)前常用的低碳鋼中厚板焊接方法有埋弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、多絲焊和激光一電弧復(fù)合焊等.
其中埋弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、多絲焊需要進(jìn)行焊前處理，焊接工藝復(fù)雜且效率不高，激光一電弧復(fù)合焊需要精密的焊接條件以及復(fù)雜的焊接設(shè)備.所以很有必要對(duì)中厚板新的焊接方法進(jìn)行研究.
深熔TIG焊是一種新穎的中厚板焊接方法，它是在傳統(tǒng)TIG焊接方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)大電流(>300A)形成的較大電弧壓力與熔池液態(tài)金屬表面張力實(shí)現(xiàn)相對(duì)平衡形成小孔而實(shí)現(xiàn)深熔焊的焊接方法,具有高速、高效、低成本的優(yōu)勢(shì).
本文使用低合金鋼Q345，由于Q345系列鋼用于中厚板的焊接時(shí)間久，在中厚板的產(chǎn)量中所占比例大，涵蓋品種規(guī)格范圍最多，選用Q345的其中一種作為試驗(yàn)材料具有一定的代表性.
展開(kāi) 15CrMo，F(xiàn)12 Class2，STBA22，13CrMo4-5 低合金耐熱鋼
15CrMo屬于低合金耐熱鋼（珠光體熱強(qiáng)鋼），具有較好的高溫性能，工作溫度最高可達(dá)540℃。本鋼種最常見(jiàn)的產(chǎn)品形態(tài)是無(wú)縫管。
34CrNiMo6（1.6582），34Cr2Ni2Mo 低合金高強(qiáng)度鋼
34CrNiMo6是德標(biāo)低合金高強(qiáng)度鋼，德系項(xiàng)目較多采用，我國(guó)相同鋼號(hào)為34Cr2Ni2Mo。
有關(guān)焊接熱影響區(qū)的性能
如細(xì)晶粒鋼采用控制工藝，進(jìn)一步細(xì)化鐵素體的晶粒，也會(huì)提高材質(zhì)的韌性。冶金精煉技術(shù)可使鋼中的雜質(zhì)（S、P、O、N等）含量極低。這些措施使得鋼材的人行道為提高，從而也提高了焊接HAZ的韌性。
（4）焊接HAZ的軟化
對(duì)于焊前經(jīng)冷作硬化或熱處理強(qiáng)化的金屬或合金，在焊接熱影響區(qū)一般均會(huì)產(chǎn)生不同程度的矢強(qiáng)現(xiàn)象，最典型的是經(jīng)過(guò)調(diào)制處理的高強(qiáng)鋼和具有沉淀強(qiáng)化及彌散強(qiáng)化的合金，焊后在熱影響區(qū)產(chǎn)生的軟化或矢強(qiáng)。
焊接調(diào)質(zhì)鋼時(shí)，HAZ的軟化程度與母材焊前熱處理狀態(tài)有關(guān)。母材焊接前調(diào)質(zhì)處理的回火溫度越低，即強(qiáng)化程度越大，則焊后的軟化程度越嚴(yán)重。大量實(shí)驗(yàn)研究表明，不同焊接方法和不同焊接線能量時(shí)，HAZ中軟化最明顯的部位，是溫度處于A1-A3之間的區(qū)段。
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