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低合金3个厚30mn钢板焊接性的改善措施有哪些?

作者: 发布于:2019/3/4 13:18:40 点击量:

低合金3个厚30mn钢板是一类可焊接的低碳工程结构用钢。其含碳量通常小于0.25%,比普通碳素结构钢有较高的屈服点σs或屈服强度σ0.2(30~80kgf/mm2)和屈强比σs/σb(0.65~0.95),较好的冷热加工成型性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性,以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。

另外,其合金元素含量较低,一般在2.5%以下,在热轧状态或经简单的热处理后使用;因3个厚30mn钢板的能大量生产、广泛使用。各发达工业国家的低合金3个厚30mn钢板产量约占钢产量的10%。但它的焊接经常会出现冷裂纹、热裂纹等问题。

1、冷裂纹

由于低合金3个厚30mn钢板中合金元素的含量较低,造成其碳当量处于一个较高水平,使得其具有比较高的淬硬性倾向,在焊接热影响区极易产生冷裂纹。

研究表明,产生冷裂纹的三个主要因素有:一是焊缝金属或热影响区硬组织、裂缝金属内残留的扩散氢、焊接残余应力;二是随着低合金3个厚30mn钢板强度等级的增高;三是焊接接头冷裂纹倾向增大。焊接低合金3个厚30mn钢板时,由于杂质而产生的氢来不及逸出,会残留在焊缝内。另外,随合金元素含量增多、强度等级的提高,热影响区有较大的淬硬倾向。

为了解决冷裂纹的问题,焊前除了严格按照说明书的规定操作外,通过提高材料的焊接性和强度,将冷裂纹的产生位置从热影响区转移到焊缝。残余应力值及其产生的时间也是影响因素之一,如果残余应力产生较早,冷裂纹会产生在焊缝处,从而降低热影响区的冷裂纹。

2、热裂纹

热裂纹是由于焊缝金属中硫元素、碳含量偏高而产生的,它会形成低熔点共晶物,在焊接应力的作用下,结晶的液态金属沿晶界开裂,形成热裂纹。

低合金3个厚30mn钢板焊接时,3个厚30mn钢板和焊接材料的含碳量也相当关键。例如,由于钢中硫元素与锰元素的存在,而形成硫化锰化合物,高熔点的硫化锰会增加钢的抗裂纹性。另外,减小焊接结构的刚性与控制焊缝成形系数等,对减少热裂纹的产生也很重要。


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