焊工职业资格培训-低合金结构钢焊接.ppt

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低合金结构钢的焊接,知识点1：

影响焊接性的因素,知识点1：

影响焊接性的因素,影响焊接性的因素有四个：

金属材料的种类、焊接方法、构件类型、使用要求。

材料的种类及化学成分是主要的影响因素。

知识点2：

碳当量计算公式的使用钢,碳当量就是把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量。

可作为评定钢材焊接性的一种参考指示，对于碳钢和低合金结构钢的碳当量，采用国际焊接学会推荐的计算公式：

CE=（C+Mn/6+Cr+Mo+V/5Ni+Cu/15）此公式主要适用于中高强度的非调质低合金高强度钢（抗拉强度=500900MPa）。

知识点3：

碳当量和焊接性的关系,经验表明：

当CE060时，钢材的淬硬冷裂倾向强，属于较难焊接的钢材，需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施。

知识点4：

碳当量的局限性,碳当量只考虑了化学成分对焊接性的影响，没有考虑到焊接方法、构件类型、结构刚度、板厚、扩散氢含量和构件使用要求等因素的影响。

因此，碳当量只是一个近似的焊接性间接估算方法。

知识点5：

低合金高强度刚的强度等级,低合金高强度结构钢按屈服点等级分类分为Q295、Q345、Q420、Q460五种。

按质量等级分为A、B、c、D、E、五级，A级没有冲击韧度指示的要求，SP均0045；B，c，D，E级有冲击韧度指示的要求叫（s）（P）均0040O025。

知识点6：

低合金结构钢的焊接性,低合金高强度结构钢焊接时的主要问题是裂纹和脆化。

（1）焊接裂纹普通低合金高强度结构钢焊接时容易产生的裂纹是冷裂纹。

冷裂纹主要发生在强度级别较高的厚板钢材结构。

（2）粗晶区脆化热轧、正火钢焊接时，热影响区中被加热到1100度以上的粗晶区，是焊接接头的薄弱区，冲击韧度也最低，即所谓脆化区。

重点内容：

碳当量就是把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量。

可作为评定钢材焊接性的一种参考指示，对于碳钢和低合金结构,知识点7、有淬硬倾向的低合金结构钢的焊接工艺特点,低合金结构钢的焊接工艺及特点如下：

低碳钢中碳的含量低，碳当量约为035，焊接性优良，故在整个焊接过程中不需要特殊的工艺措施。

只有刚度大的结构件在低温条件下才可能出现裂纹，才需要预热。

普通低合金钢焊接时淬硬性比低碳钢大一些，焊接性比低碳钢差，因此在焊接工艺上有较高的要求。

（1）预热焊前预热能降低焊后冷却速度，避免出现淬硬组织，减少焊接应力，是防止裂纹的有效措施，也有助于改善接头组织号性能，是低合金结构钢焊接时常用的工艺措施。

（2）控制热输入当焊接含碳量偏高的Q345（16Mn）钢时，为降低淬硬倾向，防止冷裂纹的产生，热输入应偏大一些。

对于强度级别较高的低合金结构钢，淬硬倾向增大，应选择较大的热输入，但热输入不能过大，以免增大粗晶区脆化倾向。

如果为防止裂纹而采取预热时，可采用小热输入焊接。

小热输入可防止粗晶区脆化，并能减少焊接应力。

（3）采取降低含氢量的工艺措施对于有淬硬倾向的钢种，要严格采取降低焊缝含氢量的措施：

采用低氢型碱性焊条，严格按规范烘干焊条，清除焊丝表面和坡口两侧的锈、水、油污等。

（4）后热后热是焊接后立即对焊件的全部（或局部）加热到150250度或保温，使其缓冷的工艺措施，这是防止淬硬裂纹工艺措施。

在低合金结构钢焊接时，后热主要用作消氢处理。

消氢处理是焊后立即将焊接区加热到250350，保温26h，使焊缝中的扩散氢逸出焊缝表面的一种工艺措施，其消氢效果比低温后热更好。

焊后及时热处理及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。

（1）预热焊前预热能降低焊后冷却速度，避免出现淬硬组织，减少焊接应力，是防止裂纹的有效措施，也有助于改善接头组织号性能，是低合金结构钢焊接时常用的工艺措施。

（2）控制热输入当焊接含碳量偏高的Q345（16Mn）钢时，为降低淬硬倾向，防止冷裂纹的产生，热输入应偏大一些。

对于强度级别较高的低合金结构钢，淬硬倾向增大，应选择较大的热输入，但热输入不能过大，以免增大粗晶区脆化倾向。

如果为防止裂纹而采取预热时，可采用小热输入焊接。

小热输入可防止粗晶区脆化，并能减少焊接应力。

（3）采取降低含氢量的工艺措施对于有淬硬倾向的钢种，要严格采取降低焊缝含氢量的措施：

采用低氢型碱性焊条，严格按规范烘干焊条，清除焊丝表面和坡口两侧的锈、水、油污等。

（4）后热后热是焊接后立即对焊件的全部（或局部）加热到150250度或保温，使其缓冷的工艺措施，这是防止淬硬裂纹工艺措施。

在低合金结构钢焊接时，后热主要用作消氢处理。

消氢处理是焊后立即将焊接区加热到250350，保温26h，使焊缝中的扩散氢逸出焊缝表面的一种工艺措施，其消氢效果比低温后热更好。

焊后及时热处理及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。

知识点8：

决定预热温度的因素,屈服点在390MPa以下的低合金结构钢焊接时，一般可以不预热。

只有在厚板、刚度大的结构且环境温度低的条件下，需预热至100150。

屈服点在390MPa以上的低合金结构钢焊接时，一般不需要预热。

知识点9：

低合金结构钢焊前预热的应用范围,对于高碳钢梁、柱、构架等结构，在板厚为5070mm，环境温度不低于0时可以不预热，低于O度时需预热至100150度。

预热温度决定于钢材的化学成分、板厚、焊件结构形状以及环境温度等0、随着碳当量、板厚、结构拘束度的增加和环境温度的降低，焊前预热温度要相应提高。

采用局部预热时，预热范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍，不小于100MM。

知识点10：

低合金结构钢的焊后热处理,重点内容：

Q295Q460这类热轧、正火钢一般焊后不进行热处理。

只有在某些特殊情况下，才采用焊后热处理。

如电渣焊焊缝及粗晶区晶粒粗大，焊后必须进行正火处理以细化晶粒，提高冲击韧度。

对于压力容器壁厚达到规定厚度（16MnR厚度大于30mm，15MnVR大于28mm。

任意厚度的15MnVNR和18MnMoNbR）时，图样注明有应力腐蚀的容器以及要求尺寸稳定性的结构产品，焊后要进行消除应力热处理并改善组织性能。

知识点11：

窄间隙焊的优点,重点内容：

20世纪70年代后期发展应用的窄间隙焊，焊接厚板具有生产率高，焊接材料和能源消耗低的优点，而且由于热输入小，热影响区窄，更宜用于焊接性较差的低合金结构钢，如压力容器、锅炉水冷壁联箱及汽轮转子等低合金钢厚板结构。

但窄间隙气体保护电弧焊有难以完全消除坡口侧壁的未焊透、未熔合和夹渣等缺点。

知识点12：

我国窄间隙埋弧焊的优点,重点内容：

窄间隙埋弧焊经过发展，一般采用直径为3mm粗焊丝，间隙宽度为1535mm，克服了窄问隙气电焊的缺点。

我国自行研制的双丝窄间隙埋弧焊，可用双丝或单丝，适应性较广，焊接钢板最大厚度可达250mm。

板厚100mm时，双丝窄问隙埋弧焊的效率比一般埋弧焊提高一倍。

知识点13、Q345（16Mn）钢的成分和性能,重点内容：

Q345（16Mn）钢碳的质量分数为0120200A，锰的质量分数120160；屈服点为345MPa，抗拉强度为470630MPa。

它比Q235多加入质量分数约l的锰，屈服点提高40左右，而且冶炼、加工性能和焊接性能都比较好，是我国目前产量最大、应用最广的低合金钢。

知识点14：

Q345（16Mn）钢的焊条电弧焊和埋弧焊焊接材料的选用,1）焊条电弧焊时，采用强度等级为E50系列的结构钢焊条。

应用最多的是碱性焊条E5015（J507）和E5016（J506）；对于要求不高的构件，也可采用酸性焊条：

E5003（J502）。

2）埋弧焊不开坡口时，可以采用t08MnA焊丝配合It143l；开坡口时应采用H10Mn2焊丝配合Itj431。

3）co2气体保护焊时，采用焊丝牌号为H08Mn2SiA。

用c0：

气体保护焊焊接Q345（16Mn）钢时，焊缝含氢量低，抗裂性能好。

4）电渣焊时，焊丝采用H08MnMoA，焊剂采用HJ431。

5）氩弧焊时，焊丝采用H10MnSi。

由于Q345（16Mn）钢在冶炼过程中是采用铝、钛等元素脱氧的细晶粒钢，在不预热时，可选用较大的热输入进行焊接，避免出现淬硬组织。

知识点15、Q345（16Mn）钢的焊前预热,重点内容：

Q345（16Mn）钢焊接前一般不必预热。

厚度大的、刚度大的结构在低温下焊接时，需要预热，见表34。

表3-4Q345（16Mn）钢的焊前预热温度板厚I不同气温下的焊前预热温度16mm以下J不低于一IOC不预热，10预热1001501624mmI不低于一5不预热，一5以下预热100150C2540mmf不低于0不预热，o以下预热100150C40mm以上l均预热100150C,知识点16、Q390（15MnV）钢的成分和性能,重点内容：

Q390（15MnV）和Q390（15MnTi）属于Q390A钢。

他们分别是在Q345（16Mn）钢的基础上加入质量分数为004012的v和质量分数为012020的Ti。

钒和钛的加入，提高了钢的强度，同时又细化晶粒，减小钢的过热倾向。

Q390（15MnV）和Q390（15MnTi）钢碳的质量分数的上限比Q390（16Mn）低002，所以具有良好的焊接性。

当板厚小于32ram，在0C以上焊接时，原则上可不预热。

当板厚大于32ram或在0以下施焊时，应预热到100150C，焊后进行550560的回火热处理。

知识点17、Q390（15MnV）钢埋弧焊焊接材料的选用,重点内容：

常用的焊接方法都可用于Q390（15MnV）和Q390（15MnTi）钢的焊接。

1）焊条电弧焊时，对于厚度不大、坡口不深的结构，可采用E5015（J507）焊条；厚度较大的结构应采用E5515一G（J557）焊条。

对于不重要的结构，也可以采用E5003（J502）焊条。

2）埋弧焊时，对于厚度较小、焊后不用回火的焊件，可采用H08MnA的焊丝配合HJ431；对于厚度较大或坡口较深的焊缝，应采用H10Mn2或H08Mn2SiA焊丝配合HJ431或HJ350；对于特大厚度深坡口的焊缝，应采用H08MnM。

A焊丝配合HJ431或HJ350。

3）氩弧焊时，焊丝采用H08Mn2SiA。

4）电渣焊时，焊丝采用H08Mn2MoVA，焊剂采用HJ431。

知识点18：

18MnMoNb钢焊后热处理的工艺,重点内容：

18MnMoNb钢焊后一般要进行热处理。

电渣焊后进行950980C正火，63067012回火。

焊条电弧焊或埋弧焊后，进行回火或消除应力热处理，其加热温度为600640C。

知识点19、低合金结构钢按热处理状态分类：

1）热轧、正火钢屈服点为295490MPa的低合金高强度钢，都在热轧或正火状态下使用，属于非热处理强化钢。

2）低碳调质钢。

此类钢的屈服点为490980MPa，在调质状态下供货使用，属于热处理强化钢。

3）中碳调质钢。

此类钢的屈服点一般在8801176MPa，钢中碳的质量分数较高，在02505之间。

知识点20、低合金结构钢按用途分类,低合金结构钢按拥堵分为耐蚀钢、低温钢和珠光体耐热钢,知识点21：

18MnMoNb钢的成分性能和使用温度,重点内容：

18MnMoNb钢碳的质量分数为017023，锰的质量分数为135165。

钼的质量分数为045065，Nb的质量分数分数为00250050：

屈服点不小=：

490MPa，抗拉强度不小于635MPa，是中温层厚壁压力容器和锅炉用钢，可工作于450C以下的各种温度。

知识点22、18MnMoNb钢的使用状态,重点内容：

18MnMoNb钢的使用状态为正火加回火（950980CiE），保温时间152minmm；600650C回火，保温时间5-7minmm），对于板厚特别大的，为保证综合力学性能，可在调质状态使用。

知识点23：

18MnMoNb钢焊前预热温度,重点内容：

18MnMoNb的焊接性较差，焊接时具有一定的淬硬冷裂倾向。

因此，焊前需要预热，预热温度为180250（：

。

焊后或中断焊接时，应立即进行250350：

后热处理。

当环境温度不太低时，18MnMoNb钢可以不预热进行气割，切口具有良好的机械加工性能。

18MnMoNb钢组装定位焊前应局部预热到180以上，否则会在热影响区产生微裂纹。

知识点24、Q390（15MnTi）钢使用状态,重点内容：

Q390（15MnTi）是正火状态下使用的钢种。

n起弥散强化作用，因而对热的敏感性较大，适合采用较小的焊接热输入。

理论试题精选261（）不是影响焊接性的因素。

A金属材料的种类及其化学成分B焊接方法C构件类型D焊接操作技术262碳当量（）时，钢的淬硬冷裂倾向不大，焊接性优良。

A小于040B小于050C小于060，D小于080263国际焊接学会的碳当量计算公式只考虑了（）对焊接性的影响，而没有考虑其他因素对焊接性的影响。

A焊缝扩散氢含量B焊接方法C构件类型D。

化学成分264国际焊接学会推荐的碳当量计算公式适用于（）。

A高合金钢B奥氏体不锈钢c耐磨钢D碳钢和低合金结构钢,265碳当量（）时，钢的淬硬冷裂倾向不大，焊接性优良。

A小于0400k，B小于O55C小于065-D小于075，266低合金强度用钢按热处理状态分类，30（：

rMnSiA钢属于（）。

A正火钢B热轧钢C非热处理强化钢D中碳调质钢267（）不属于低合金专业用结构钢。

A耐蚀钢B低合金低温钢c珠光体耐热钢D马氏体不锈钢,268低合金结构钢焊接时的主要问题是（）。

A应力腐蚀和接头软化B冷裂纹和接头软化C应力腐蚀和粗晶区脆化D冷裂纹和粗晶区脆化269（）不属于有淬硬冷裂倾向的低合金结构钢焊接工艺特点。

A采取预热B要控制热输入C采取降低含氢量的工艺措施D采用酸性焊条270低合金结构钢电渣焊焊缝及粗晶区晶粒粗大，焊后必须（）以细化晶粒提高冲击韧度。

A正火处理B退火处理C回火处理D淬火处理,271（）不是厚板窄间隙焊的优点。

A生产率高B焊接材料和能源消耗低c热输入小D不易产生夹渣272我国窄间隙埋弧焊焊接钢板最大厚度可达（）mm。

A250B。

300C350D400273Q345（16Mn）钢埋弧焊对接开坡口时，可以采用（）焊丝配合tj43l焊剂。

A1_108Mn2SiABH08CrMoACI-108ADH10Mn2274板厚16ram以下的Q345（16Mn）钢焊接环境温度（）以下预热100150C。

A5B0C一5D一10275低合金高强度结构钢15MnVN属于（）。

AQ345BQ390CQ420DQ460,276低合金结构钢采取局部预热时，预热范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍，且不小于（）mm。

A100B200C300D400277焊后正火处理加热温度在（）点以上3050，保温时间按厚度每毫米12min计算。

AA，BAclCAc3DAcm27816Mn钢属于（）钢。

AQ275BQ295cQ345DQ390,27918MnMoNb钢是中温厚壁压力容器和锅炉用钢，最高工作温度可达（）。

A400B450C500D60028018MnMoNb钢焊条电弧焊或埋弧焊焊后，要进行回火或消除应力热处理，其加热温度为（）。

A400。

450B500550C600650D70075028115MnV钢属于（）钢。

AQ345BQ420CQ490DQ390,28215MnTi钢是（）状态下使用的钢种。

A热轧B退火C回火D正火28318MnMoNb钢的使用状态为（）。

A正火加回火B退火C热轧D热轧加回火28418MnMoNb钢的焊接性较差，焊前需要预热，预热温度为（）。

A100130B130150C150180D180285屈服点在（）MPa以上的低合金结构钢焊接时，一般需要预热。

A275B295C345D390,286焊后正火处理加热温度在Ac。

点以上3050，保温时间按每毫米厚度（）rain计算。

A12B23C34D45287Q345（16Mn）钢焊接时，焊条应选用（）。

AE4303BE4315CE5015DE6015一D1288用焊条E5015焊接Q345（16Mn）钢板对接时，焊机应选用BXl400或BX3300。

（）289屈服点在390MPa以下的低合金结构钢焊接时，一般仍可以不预热；只有在厚板，刚性大的结构且环境温度低的条件下，需预热100150C。

（）,290用焊条E5015焊接Q345（16Mn）钢板对接时，焊机应选用ZX5-400或ZX7一00。

（）29115MnV钢属于Q345钢。

（）292Q390（15MnTi）钢是正火状态下使用的钢种。

（）。

293金属焊接性与焊接工艺条件有关，同一种金属材料，焊接工艺条件不同时，其焊接性就可能不同。

（）294低合金高强度结构钢Q295一Q460均为低碳调质钢，属于热处理强化钢。

（）295窄间隙气体保护电弧焊有难以完全消除坡口侧壁的未焊透、未熔合和夹渣等缺点。

（）,