热轧正火钢的焊接性是怎样的?
发布时间: 2019-11-06作者：baile100浏览量：
热轧正火钢的焊接性是怎样的?
答：热轧钢是屈服点为295-390MPa的低合金高强度钢，主要通过合金元素的固溶强化获得高强度。为保证这类钢有较好的焊接性和缺口韧性，在热轧状态下使用时一般都控制o,在340MPa的水平。热轧正火钢是一种非热处理强化钢，一般在热轧、控轧、正火、正火加回火状态下供货，使用时不进行热处理 热轧正火钢焊接性的主要问题是热影响区的脆化和产生各种裂纹。
(1)热影响区脆化
1)过热区脆化过热区是指热影响区熔合线附近母材 被加热到1100℃以上的区域，又叫粗晶区。过热区脆化既与 钢材的类型、合金系统有关，又与焊接热输入有关。
导致热轧钢过热区脆化的主要原因是焊接热输入偏高，使该区的奥氏体品粒严重长大，形成魏氏体组织及其他塑性 低的混合组织，从而使过热区脆化。因此，Q345(16Mn)等 溶强化的热轧钢焊接时，宜采用适当低的热输入等工艺施 来抑制过热区奥氏体晶粒长大及魏氏体组织的出现。这是防止过热区脆化的关键。
正火钢过热区脆化与热轧钢不同，其热过敏性比热轧大，这是因为两者合金化方式不同。这类钢焊接时，如果在100℃以上的热影响区内停留时间较长(如用大线能量),就会使原来在正火状态下弥散分布沉淀强化相的细晶组织溶解到奥氏体中，在冷却过程中削弱了抑制奥氏体晶粒长大及细化晶粒的作用，又因降低了Ti-V的扩散能力，导致铁素体硬度升高、韧性降低。这便是造成正火钢过热区的主要原因，所以采用小的热输入焊接正火钢是避免过热区脆化的有效措施。如果为了提高正火钢焊接生产率而采用大热输入焊接在这种情况下，焊后需要采用800~100℃的正火热处理来改善接头韧性。
2)热应变脆化指钢在200-A温度范围内，受到较 大的塑性变形(5%~10%)后出现断裂韧性明显下降脆性转变温度明显上升的现象。
热应变脆化是由焊接时的热循环及热应变循环引起的 特别是在焊接接头中预先存在裂纹或类裂纹平面缺陷时，受 后续焊道热及应变循环同时作用后，裂纹尖端的断裂韧性显 著降低，脆性转变温度显著提高，导致整体结构发生脆性 断裂。
要消除热应变脆化的有效措施是进行焊后退火处理，经 600℃左右的消除应力退火后，材料的韧性基本上能恢复到原 来水平。
(2)裂纹
1)焊缝金属的热裂纹热轧正火钢一般在正常情况下不会出现热裂纹；但若当材料碳含量偏高，Mn/S比值偏低 时，也会产生热裂纹。因此，有效控制母材与焊接材料中的C、S、P含量，减少熔合比，增大焊缝成形系数等，可有效地防止热裂纹。
2)冷裂纹导致该类钢材产生冷裂纹的三个主要因素是钢材的淬硬倾向、焊缝的扩散氢含量和接头的拘束应力，其中淬硬倾向是决定性的。从 SHCCT曲线可知，热轧钢的淬硬倾向比低碳钢大，而正火钢的淬硬倾向又比热轧钢大。说明随着合金元素含量的增加、强度级别的增大，淬硬及冷裂倾向也随之增大。
3)再热裂纹在正火钢中如14 MnMov和18 MnMonb钢有轻微的再热裂纹敏感性。试验表明，适当提高预热温度或焊后立即后热，可有效地防止再热裂的产生。
4)层状撕裂由于冶炼条件的限制，在热轧与正火钢的厚板结构中，都具有不同程度的层状撕裂倾向，只有经过精炼的Z向钢(断面收缩率很高，v≥35%)才具有优异的抗层状撕裂性能。为此，在设计上应避免或减轻Z向应力，在满足产品使用要求的前提下选用强度级别较低的焊接材料或把堆焊低强度焊缝作过渡层。
答：热轧钢是屈服点为295-390MPa的低合金高强度钢，主要通过合金元素的固溶强化获得高强度。为保证这类钢有较好的焊接性和缺口韧性，在热轧状态下使用时一般都控制o,在340MPa的水平。热轧正火钢是一种非热处理强化钢，一般在热轧、控轧、正火、正火加回火状态下供货，使用时不进行热处理 热轧正火钢焊接性的主要问题是热影响区的脆化和产生各种裂纹。
(1)热影响区脆化
1)过热区脆化过热区是指热影响区熔合线附近母材 被加热到1100℃以上的区域，又叫粗晶区。过热区脆化既与 钢材的类型、合金系统有关，又与焊接热输入有关。
导致热轧钢过热区脆化的主要原因是焊接热输入偏高，使该区的奥氏体品粒严重长大，形成魏氏体组织及其他塑性 低的混合组织，从而使过热区脆化。因此，Q345(16Mn)等 溶强化的热轧钢焊接时，宜采用适当低的热输入等工艺施 来抑制过热区奥氏体晶粒长大及魏氏体组织的出现。这是防止过热区脆化的关键。
正火钢过热区脆化与热轧钢不同，其热过敏性比热轧大，这是因为两者合金化方式不同。这类钢焊接时，如果在100℃以上的热影响区内停留时间较长(如用大线能量),就会使原来在正火状态下弥散分布沉淀强化相的细晶组织溶解到奥氏体中，在冷却过程中削弱了抑制奥氏体晶粒长大及细化晶粒的作用，又因降低了Ti-V的扩散能力，导致铁素体硬度升高、韧性降低。这便是造成正火钢过热区的主要原因，所以采用小的热输入焊接正火钢是避免过热区脆化的有效措施。如果为了提高正火钢焊接生产率而采用大热输入焊接在这种情况下，焊后需要采用800~100℃的正火热处理来改善接头韧性。
2)热应变脆化指钢在200-A温度范围内，受到较 大的塑性变形(5%~10%)后出现断裂韧性明显下降脆性转变温度明显上升的现象。
热应变脆化是由焊接时的热循环及热应变循环引起的 特别是在焊接接头中预先存在裂纹或类裂纹平面缺陷时，受 后续焊道热及应变循环同时作用后，裂纹尖端的断裂韧性显 著降低，脆性转变温度显著提高，导致整体结构发生脆性 断裂。
要消除热应变脆化的有效措施是进行焊后退火处理，经 600℃左右的消除应力退火后，材料的韧性基本上能恢复到原 来水平。
(2)裂纹
1)焊缝金属的热裂纹热轧正火钢一般在正常情况下不会出现热裂纹；但若当材料碳含量偏高，Mn/S比值偏低 时，也会产生热裂纹。因此，有效控制母材与焊接材料中的C、S、P含量，减少熔合比，增大焊缝成形系数等，可有效地防止热裂纹。
2)冷裂纹导致该类钢材产生冷裂纹的三个主要因素是钢材的淬硬倾向、焊缝的扩散氢含量和接头的拘束应力，其中淬硬倾向是决定性的。从 SHCCT曲线可知，热轧钢的淬硬倾向比低碳钢大，而正火钢的淬硬倾向又比热轧钢大。说明随着合金元素含量的增加、强度级别的增大，淬硬及冷裂倾向也随之增大。
3)再热裂纹在正火钢中如14 MnMov和18 MnMonb钢有轻微的再热裂纹敏感性。试验表明，适当提高预热温度或焊后立即后热，可有效地防止再热裂的产生。
4)层状撕裂由于冶炼条件的限制，在热轧与正火钢的厚板结构中，都具有不同程度的层状撕裂倾向，只有经过精炼的Z向钢(断面收缩率很高，v≥35%)才具有优异的抗层状撕裂性能。为此，在设计上应避免或减轻Z向应力，在满足产品使用要求的前提下选用强度级别较低的焊接材料或把堆焊低强度焊缝作过渡层。
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