1200MPa级HSLA钢的焊接性及焊接工艺研究

发布时间：2018-12-08 08:58

【摘要】：目前国内针对低合金高强钢的焊接研究还主要集中在1000MPa级及以下钢种。随强度级别提高,焊接过程中会面临焊缝强韧化以及热影响区性能恶化等焊接难题。本文针对屈服强度1200MPa级低合金高强钢,通过焊接热模拟试验、斜Y坡口裂纹试验以及热影响区最高硬度试验等焊接性能试验研究,对试验钢的焊接性能进行评价;并采用GHS50NS铁素体焊丝,分别在焊前预热60℃,16、20、25KJ/cm热输入,100～110、140～150℃道间温度及150、200、250℃后热温度条件下进行焊接工艺试验,研究试验钢的适宜焊接工艺。试验钢为矿山机械用耐磨钢板,焊接接头起到连接作用而非主要受力部位,其抗拉强度达到600～700MPa即能满足强度要求。传统焊接方案采用ER307Si奥氏体焊材,匹配本文试验焊丝既能提高焊接接头强度水平,又使焊接材料成本降低约40%。研究结果对该强度级别钢材的焊接性研究以及采用低强匹配的GHS50NS焊丝时焊接工艺的制定具有一定的参考价值和指导意义。本文得出的结论如下:(1)根据热模拟试验结果,获得了试验钢CGHAZ的SH-CCT曲线,当冷却速率较慢(t8/5=600～2 000 s),CGHAZ组织为粒状贝氏体;当冷速较快(t8/520 s)时,得到板条马氏体组织;在较宽冷速范围内(t8/5=100～600 s),CGHAZ为板条贝氏体与粒状贝氏体混合组织。试验钢在焊接过程中CGHAZ的硬度随t8/5冷却时间的增大而逐渐降低,最高硬度达477 HV5。t8/5为60s时CGHAZ区域产生软化现象。制定焊接规范时,应控制焊接热输入,t8/5冷却时间宜小于30 s,获得板条马氏体或板条马氏体+少量板条贝氏体组织。试验钢焊接时淬硬及冷裂纹形成倾向较为显著,宜采取焊前预热和焊后热处理措施避免热影响区产生冷裂纹。(2)焊接工艺试验结果表明:试验钢焊缝金属综合力学性能随焊接热输入增加而先增后降,随道间温度增加而增强,焊后消氢热处理温度对焊接接头组织及性能无明显影响。采用GHS50NS焊丝对试验钢进行熔化极混合气体(80%Ar+20%CO2)保护焊时,在母材焊前预热温度60℃,热输入为20KJ/cm,道间温度140～15℃以及焊后150℃×2h消氢热处理条件下,焊接接头强韧性匹配最佳,可获得结合质量良好的焊接接头。GHS50NS焊丝与试验钢的焊接匹配性能良好。
[Abstract]:At present, the welding research of low-alloy high-strength steel is mainly focused on 1000MPa grade and below. With the increase of strength level, welding process will be faced with welding problems such as weld strength and toughness and deterioration of heat affected zone properties. In this paper, the weldability of 1200MPa low alloy high strength steel with yield strength is evaluated by welding thermal simulation test, slanting Y groove crack test and maximum hardness test of heat affected zone. Using GHS50NS ferrite welding wire, the welding process tests were carried out under the preheating temperature of 60 鈩，

本文编号：2368076