高强钢的焊接研究现状概况_毕业论文

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高强钢的焊接研究现状概况

与普通钢材在元素成分方面作比较,高强钢中加入了更多的合金元素,因此其在生产,热处理以及使用的过程中发生的组织结构的变化更为复杂,这也许会导致钢材的多种力学性能发生了较大的变化,从而改变钢材的焊接性能,特别是影响焊缝的质量。在以前的研究中,高强钢焊接性能普遍比较差,主要原因体现在以下几个方面:(1)高强钢在强度越来越高、板的厚度越来越大,这将会导致焊后淬硬性变大,并使焊缝有具一定的冷裂纹倾向;(2)当高强钢材料被用作焊接时,其热影响区可能会形成局部脆化区域,因而会降低产生裂纹所需的能量;(3)高强钢的部分高温度在高温下可以释放,这样就会形成硬度低于母材金属的软化区[2]。同时,焊接是一个多物理场耦合相互作用的过程,焊件会被迅速加热到熔点,然后快速的不均匀的冷却会使焊件产生较大的焊接残余应力和变形。就从焊缝的力学性能来说,当高强钢被用作为焊接材料时,可能会产生平面应力状态变为平面应变状态,从而导致拉伸方向上会产生较大的拘束应力以及不能恢复的变形,同时还可能导致材料的层状撕裂和热影响区的脆化的产生。在工业制造中,传统的手工电弧焊不适用于厚板的焊接,这是因为手工电弧焊受操作人员水平高低的影响很大,因此对厚板的焊接方法基本上采用的是多层多道焊接技术,由于焊接时间过长或者是焊道会被重复加热,所以这下原因将会加深熔敷金属中氢元素的扩散,由于氢元素的增加会使金属产生冷裂纹的倾向增加,从而便会影响焊接构件的使用寿命。与此之外,由于在多层多道焊接中焊缝会被不断的循环加热,这样热影响区极有可能产生晶体变粗以及组织的脆化[3]。因此对高强钢厚大构件的焊接操作等是具有一定的难度,而在工业生产中厚大构件也是必不可少的,如果操作人员选取合适的焊接方法以及适当的焊接工艺参数,便会有可能产生优质良好的焊接接头,从而提高焊接的质量以及焊接的效率。因而,在进行多层多道焊时需要焊前预热,焊接过程中应该严格控制热输入及层间温度,保障良好的焊接顺序,使用含氢量较少的焊丝,同时保持焊件的干净,在焊后恒温缓慢冷却并及时进行除氢及消应力热处理,这样才能得到力学性能较好的焊接接头,便会减少焊接的残余应力[4]。对于所选择的焊接材料,其首先条件是要确保焊缝金属的强度、塑性以及韧性等力学性能和母材的力学性能相差不大,并且能够达到国家工业生产的使用标准,不但可以让其具备良好的抗裂性和韧性,同时还可以优化焊接工艺以达到提高焊接生产的效率的目的。对于高强钢厚大构件的焊接而言,它对焊缝中扩散氢的含量具有较高的要求,所以在焊接应用中应选用含氢量较低的焊接材料,这样可以减小焊缝的冷裂敏感性,从而有效的降低层状撕裂敏感性。 87769

根据现阶段的经验以及研究文献总结表明,对高强钢厚大构件焊接方式的选择时,研究人员大多采区焊接热输入密度集中、效率高、熔池保护和脱氢效果良好、焊接变形小的CO2焊或富氩混合气体保护焊[5]。当前对我国大型工厂中的超高强钢厚板焊接结构而言,我们仍然会采用手工电弧焊,半自动焊和埋弧焊这几种焊接办法,虽然这些焊接应用广泛,人们也具有良好的实践经验,但是它们的工艺水平低级,人为影响因素较多,同时需要的劳动力多,生产效率地下,同时工作环境比较苛刻,在这么多的因素影响下,会导致大量明显的焊接缺陷出现。总的来说,每种焊接方法都会有各自的优缺点和使用情况,但最终要求应该基本保证焊缝成型的美观,焊接接头没有裂纹,质量的合格,和焊接过程的高效经济论文网就高强钢厚大构件的焊接而言,除了使用气体保焊、手工电弧焊以及埋弧焊之外,其他先进的焊接方法应用的还是很少。对于厚大构件来说,焊接方法的方法更加单一,基本上都采用多层多道焊。根据相关文献得知,如果高强钢焊接热输入量过大时,会发生焊缝晶粒变粗,热影响区变宽,同时焊缝的强度以及热影响区的韧性将会明显的降低;如果焊接热输入量过小,会导致焊接头冷却速度过快,这便是局部的淬火,将会导致热影响区产生淬硬组织以及冷裂纹的发生。因此对于高强钢厚大构件的焊接而言,如果输入适当小的线能量时,不仅能有效预防熔敷金属以及热影响区出现的脆化现象,同时也可以有利于降低层状撕裂倾向,但必须在不产生冷裂为前提[6]。因为高强钢厚大构件在重工业生产中作为结构用件,因而在汽车、船舶、石油化工、机械工程等多种行业,多层多道焊被广泛使用的焊接方法。 (责任编辑:qin)