合金钢焊接工程的焊材选型、焊接工艺和参数、焊后热处理及检测

    一、焊材的选择

    最重要的选材原则：确保焊缝的金属力学性能，使之满足产品的技术要求保证产品在使用中正常运行。

    热轧及正火钢主要用于制造受力结构，要求焊接接头有足够的强度适当的屈强比足够的韧性和较低的时效敏感性。

    低碳调质钢焊接时，焊接材料的选用原则依母材的热处理状态的不同而异。

    中碳调质钢焊接时，焊接材料应保证熔敷金属的成分与母材基本一致。

    二、焊接方法的选择

    目前低合金钢的焊接方法可分为两类：

    1)焊接热输入大的焊接法

    2)焊接热输入小的焊接法

    热轧及正火钢可以用各种方法进行焊接，一般焊接方法对产品质量无显著影响。

    低碳调质钢状态下焊接，为了使回火区的软化降到最低程度应采用比较集中的热源δs<980Mpa的钢，可用焊条电弧焊、埋弧焊、钨极或熔化极气体保护焊δs>980Mpa的钢必须用钨极氩弧焊或电子束焊。

    中碳调质钢在焊接方法选择上，由于不强调热输入对接头性能的影响，所以一般焊接方法都可以采用。

    三、焊前准备

    1、接头形式及坡口备制

    在设计坡口时，首先应避免采用易产生未焊透的坡口形式因为焊缝根部缺口往往是各种裂纹的起源区，其次应尽量减少焊缝的横截面积，以降低接头的残余应力，同时也可以减少焊接材料的消耗量，提高生产效率。

    应根据因坡口形式和接头形式而改变的熔合比和冷却速度的变化来选择相应的焊接材料，才能获得综合力学性能优良的焊缝与接头。

    合金结构钢在坡口时，为了防止产生切割裂纹，屈强点超过500Mpa或合金总的质量分数大于3%的低合金结构钢，当板厚δ>50mm时，切割前应将钢板切割区预热到100度以上，切割后，采用磁粉探伤对切割表面裂纹检查。低合金结构钢接头坡口背面采用碳弧气刨清根时，气刨前应对工件进行预热。

    2、焊接区的清理

    合金结构钢接头焊接区的清理是为了建立低氢环境的主要环节之一，钢的脆硬倾向越大，对焊接区清理的要求更高。

    焊条电弧焊接头的打磨区要求每侧为20mm，埋弧焊为30mm，电渣焊为40mm。

    3、焊接材料的焊前处理P120(书)表9-8

    常用低合金钢焊条和焊剂烘干温度

    四、焊接工艺参数的选择

    五、焊后热处理

    1)消除应力退火处理

    焊后是否需要热处理，要根据钢板的化学成分、厚度、结构性能、焊接方法及使用条件等因素进行考虑，

    在下列情况下，要求合金结构钢进行消除应力退火处理。

    1、母材屈服点≥490Mpa，为了防止延迟裂纹，焊后进行退火处理。

    2、对厚壁压力容器，为防止三局应力场所造成的脆性破坏，焊后应进行退火处理。

    3、对可能发生应力腐蚀开裂或要求尺寸稳定的产品，焊后进行退火处理，低碳调质钢一般不必进行退火处理，只有属于下列情况之一者，才需要进行退火处理。1>钢材在焊后或冷变形加工后，韧性达不到要求。2>结构要求尺寸稳定。3>钢材对应力腐蚀敏感。

    2)正火+回火热处理

    合金结构钢厚板，在电渣焊之后，或者热校，热变形之后需作正火热畜力，以细化电渣焊接头晶粒，调整高温热成形的母材和焊缝金属性能。

    合金成分较高的合金结构钢正火处理后，只有经过回火处理后才能达到符合要求的综合性能，回火处理的目的是改善钢材和接头的组织和性能

    3)淬火+回火热处理

    当钢材的屈服点δs≥50MPs时，在正火状态下的韧性会出现不稳定，采用淬火+回火热处理的方法，可以提高钢材的强度，同时改善性能。

    6焊后检验

    合金钢的焊接接头的焊后检验比普通的碳钢接头要严格。在低合金结构钢焊后检验时，应考虑这种刚的焊接特点，制定合理的检查规程。对于具有延迟裂纹倾向的焊接接头，应规定在焊接工作全部结束后48h后再进行焊缝无损探伤。由于表面裂纹对结构的安全构成极大威胁，故在低合金结构钢焊缝及热影响区表面都应作表面磁粉探伤。低合金结构钢的接头的强度越高，裂纹敏感性越大，无损检测，包括磁粉探伤的检查几率也应相应提高。

网架加工焊接球焊缝展示