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首頁 > 熱軋及正火鋼的焊接性
在熔焊條件下熱軋及正火鋼隨著強(qiáng)度級別的提高和合金元素含量的增加，焊接的難度增大。這類鋼焊接的主要問題是熱影響區(qū)的脆化和產(chǎn)生各種裂紋。
熱影響區(qū)脆化
1) 過熱區(qū)脆化 過熱區(qū)是指熱影響區(qū)中熔合線附近母材被除數(shù)加熱到到1100℃以上的區(qū)域，又叫粗晶區(qū)。由于該區(qū)溫度高，發(fā)生奧氏體晶粒顯著增大和一些難熔質(zhì)點(diǎn)熔入而致了性能變化。這種變化既和鋼材的類型、合金系統(tǒng)有關(guān)，又和焊接熱輸入有關(guān)，因?yàn)闊彷斎胫苯佑绊懜邷赝Ａ魰r間和冷卻速度。
熱軋鋼系固溶強(qiáng)化鋼，在熱軋狀態(tài)下使用。導(dǎo)致熱軋鋼過熱區(qū)脆化的原因是：焊接輸入偏高，使該區(qū)的奧氏體晶粒嚴(yán)重增大，穩(wěn)定性增加。使之轉(zhuǎn)變產(chǎn)物先析鐵素體和共析鐵素體的延伸發(fā)展，除沿晶界析出外還向晶內(nèi)延伸，形成魏氏體組織及其他塑性低的混合組織，從而使過熱區(qū)脆化。因此對于像Q345（16Mn）之類固熔強(qiáng)化的熱軋鋼，焊接時，采用適當(dāng)?shù)偷妮斎霟岬裙に嚧胧﹣硪种七^熱區(qū)奧氏體晶粒長大及魏氏組織的出現(xiàn)，是防止過熱區(qū)脆化的關(guān)鍵。
正火鋼過熱區(qū)脆化下熱軋鋼不同，其熱過敏性比熱鋼大，這是因?yàn)閮烧吆辖鸹绞讲煌琓i和V的15MnTi與Q420（15MnVN）鋼研究表明：隨著焊接熱輸入增大，高溫停留時間延長，Ti、V溶解得越充分，其脆化就顯著。所以用小熱輸入是避免這類正火鋼過熱區(qū)脆化的有效措施。
如果為了提高正鋼的焊接生產(chǎn)效率面采用大的熱輸入焊接，在這種情況下，焊后需采用800～1100℃的正火熱處理來改善接頭韌性。
2） 熱應(yīng)變脆化 指鋼在200℃～Ac1溫度范圍內(nèi)，受到較大的塑性變形（5％～10％）后，出現(xiàn)斷裂韌性明顯下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度明顯升高現(xiàn)象。對Q345（16Mn）和Q420（15MnVN）等鋼研究表明，這些鋼均具有一定的熱應(yīng)變脆化傾向。消除和熱應(yīng)變脆化的有效措施是焊后退火處理。經(jīng)600℃左右的消除應(yīng)力退火后，材料的韌性基本上能恢復(fù)到原來的水平。
裂紋
1) 焊縫金屬的熱裂紋 熱軋正火鋼一般含碳量都較低，而含錳量都較高，它們的w(Mn)/w(S)值比較大，因而具有較好的抗熱裂能，正常情況下焊縫不會出現(xiàn)裂紋。但是，當(dāng)材料成分不合格，或有嚴(yán)重偏析，使局部的碳、硫含量偏高，其w(Mn)/w(S)值偏低時則易產(chǎn)生裂紋?？刂颇覆暮秃附硬牧现械奶?、硫含量，減少熔合比，增大焊縫的成形系數(shù)等都有利于防止焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋。
2) 冷裂紋 導(dǎo)致鋼材產(chǎn)生焊接冷裂紋的三個主要因素是鋼材的淬硬傾向，焊縫的擴(kuò)散氫含量和接頭的拘束應(yīng)力，其中淬硬傾向是決定性的。
一般認(rèn)為碳當(dāng)量CE＜0.4％的鋼材焊接時基本上無淬硬傾向,焊接性良好。σs=295～390MPa的熱軋鋼如09Mn、O9MnNb、12Mn等基本屬這一類。除鋼板很厚、環(huán)境溫度很低的情況外，也和焊接低碳鋼一樣一般不需要焊前預(yù)熱和嚴(yán)格控制焊接熱輸入，也不會引起冷裂紋。隨著CE增加，其淬硬傾向也隨之增大，Q345（16Mn）、Q390（15MnV）等熱軋鋼的碳當(dāng)量較上述幾種鋼稍高，其淬硬傾向相應(yīng)稍大，當(dāng)冷卻速度快時，有可能產(chǎn)生馬氏體淬硬組織。在拘束應(yīng)力較大和擴(kuò)散氫含量較高的情況下，就必須采取適當(dāng)措施，防止冷裂紋的產(chǎn)生。碳當(dāng)量CE=0.4％～0.6％的鋼，基本上屬于有淬硬傾向的鋼，σs=440～490MPa的正火鋼就處于這一范圍之內(nèi)，當(dāng)CE還不超過0.5％時，淬硬尚不嚴(yán)重，焊接性尚好。但隨著板厚的增加，則須采取一定預(yù)熱措施才能避免冷裂紋的產(chǎn)生。CE在0.5％以上的鋼其淬硬傾向顯著，容易冷裂，必須控制焊接輸入和采取預(yù)熱和后熱處理等工藝措施，以防冷裂紋的產(chǎn)生。
