Q420低合金高強(qiáng)鋼無(wú)縫鋼管焊接接頭組織性能-遼寧大連合金管資訊
新一代細(xì)晶鋼鐵材料在考慮經(jīng)濟(jì)性的條件下,無(wú)縫鋼管通過(guò)控扎控冷成型,具有超細(xì)晶粒,超潔凈度以及超均勻度的特征,其強(qiáng)度、韌度明顯尤于傳統(tǒng)鋼材,其使用壽命可以增加一倍。細(xì)晶Q420低合金高強(qiáng)鋼作為新一代細(xì)晶鋼鐵材料的一種,通過(guò)組織細(xì)化和相變控制技術(shù),獲得極細(xì)的晶粒組織,因此具有良好的強(qiáng)度同韌性匹配,被廣泛應(yīng)用于輸電鐵塔制造、工程機(jī)械、橋梁建筑、車輛船舶等領(lǐng)域。焊接是鋼結(jié)構(gòu)制造中最為重要的加工方式之一,而焊接接頭的性能直接影響整體構(gòu)件的使用性能。CO2氣體保護(hù)焊是一種高效、低氫焊接方法,而且設(shè)備成本低,其電弧能量密度相對(duì)集中,是近年來(lái)制造領(lǐng)域快速發(fā)展的焊接技術(shù),也獲得了極為廣泛的應(yīng)用。
因此對(duì)CO2氣體保護(hù)焊條件下獲得的細(xì)晶Q420高強(qiáng)鋼焊接接頭組織與性能進(jìn)行研究具有重要的工程價(jià)值。本文對(duì)細(xì)晶Q420低合金高強(qiáng)鋼進(jìn)行了CO2氣體保護(hù)焊焊接,分析表征了焊接接頭的顯微組織,并對(duì)接頭拉伸、彎曲、沖擊性能進(jìn)行了研究,以期對(duì)細(xì)晶高強(qiáng)鋼的焊接應(yīng)用提供參考。
實(shí)驗(yàn)用Q420鋼板為控扎控冷工藝制造。根據(jù)等強(qiáng)匹配原則,選擇了φ1.2mm的ER55-G焊絲進(jìn)行焊接。實(shí)驗(yàn)用鋼和焊絲熔敷金屬的化學(xué)成分見(jiàn)表1。試板尺寸為300mm×150mm×14mm,接頭形式采用V形坡口,單邊坡口角度為30°,坡口采用機(jī)械加工。試板焊接采用CO2氣體保護(hù)焊,焊接電流為130A,電弧電壓為22V,試板焊前不預(yù)熱,在室溫環(huán)境下施焊(20℃),焊接位置選擇仰焊。
表1 Q420鋼和ER55-G焊絲熔覆金屬化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)
材料 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Nb |
Ti |
Q420 |
0.08 |
0.21 |
1.4 |
0.011 |
0.004 |
0.04 |
- |
ER55-G |
0.07 |
0.58 |
1.06 |
0.013 |
0.002 |
- |
0.12 |
控扎控冷制備的細(xì)晶Q420低合金高強(qiáng)鋼主要由晶粒細(xì)小的鐵素體同少量珠光體組成,鐵素體晶粒尺寸約為7μm。焊接接頭熱影響區(qū)粗晶區(qū)由于受熱循環(huán)作用發(fā)生晶粒長(zhǎng)大,組織主要為鐵素體和貝氏體。采用CO2氣體保護(hù)焊焊接細(xì)晶Q420低合金高強(qiáng)鋼,選擇ER55-G焊絲所得焊接接頭焊縫金屬具有比母材更高的強(qiáng)度,焊接接頭經(jīng)180°冷彎后無(wú)裂紋等缺陷產(chǎn)生。細(xì)晶Q420低合金高強(qiáng)鋼焊縫和熱影響區(qū)斷口均為韌窩狀延性斷裂,相比較焊縫金屬由于細(xì)晶Q420鋼極高的潔凈度和組織均勻性,以及較小的焊接線能量選擇,其焊接接頭熱影響區(qū)具有更好的沖擊性能。