1. WELDOX系列板材性能特點
1.1 化學成分(指標由廠家提供,見表1)
1.2 焊接性能
WELDOX高強度結構鋼板的合金含量低,碳當量低,從而可
用任何普通的電弧焊方法,就可將其焊在普通結構鋼板上。在
焊接WELDOX板時,其目標是:在焊接接頭處獲得適當的強度和
良好的韌性。
根據國際焊接學會推薦的碳當量公式
CE(IIW)=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5(質量分
數)(%)
隨著碳當量的增加,鋼材的焊接性回變差,當CE值大於0.4%
~0.6%時,冷裂紋的敏感性將增大,焊接時需採取預熱、後熱等
系列工藝措施.當焊接結構鋼時,儘量減少冷卻裂紋出現(氫裂
或延期裂紋)至關重要。產生裂紋出現的主要原因是在有應力
出現的焊口處有氫氣存在。
1.3 機械性能值(指標由廠家提供,見表2)
1.4 焊縫強韌性匹配
工程機械的工作工況大多需要承受動載荷及重載荷,對焊
縫的要求除強度指標外,還要求有較高的韌性。對於焊縫強度
的選擇問題,長期以來其高強鋼的焊接大多採用“等強度匹配
”,但對與諸如WELDOX系列鋼板,σb≥800MPa高強鋼,除考慮
強度外,還必須考慮焊接區的韌性和裂紋敏感性。就焊縫金屬
而言,強度越高,可達到的韌性水平往往越低,甚至低於母材
的韌性水平。因此,在特殊情況下,對焊縫金屬強度要求可低於
母材,或剛度很大的焊接結構,為了減少焊接冷裂紋傾向,可選擇
比母材強度低一些的焊接材料.
2 焊接工藝方法
2.1預熱
預熱對平頭焊縫和根部焊道最為重要。焊接過程中和焊接
後的溫度越高,則氫越容易逸出;鋼板越厚,預熱的必要性越
大,以補償厚板更快的冷卻速度,而且厚板的碳當量值更高;
環境溫度低於5℃、周圍濕度偏高時更應預熱;對被剛性固定的
工件焊接時,預熱也是必須的;對不同鋼種的鋼焊接在一起時
或焊接材料的碳當量比母材高,預熱溫度由碳當量最高的母材
或焊接材料決定。表3列出了不同板厚的材料推薦的預熱溫度。
說明∶推薦的預熱溫度基於如下條件:
接接金屬的氫含量不超過5ml/100g;
(1)預熱溫度的測量點為距焊縫75mm的點域,如圖1所示
。
(2)鋼板總厚度Σt= t1+t2+t3,其中ti為距焊接金屬
75mm內的平均厚度,如右圖所示。
(3)格控制焊接線能量 大約為17KJ/cm。若焊料碳當量高
於鋼板,焊料的碳當量決定預熱溫度。在此焊接極限熱量以下
的焊接可以在熱影響區獲得滿意的韌性、強度和硬度(註:輸入
熱量按公式可進行計算,其中η為焊弧效率因素,當用手工電弧
焊時η=0.8-0.9,氣焊(MIG/MAG)時η=0.85,埋弧焊時
η=1.0,鎢極惰性氣體保護焊時η=0.65;V為焊接速度
(mm/min)。);
(4)焊接層間溫度控制推薦下表的溫度值;當板厚大於
8mm時,必須分多層焊接,第一層用ER49-1進行打底焊,第二層
焊滿,焊接層間溫度控制在150~175℃之間,焊接速度30~
36cm/min,電流220~260A,電壓22~28V,送絲速度為7~
9m/min。
焊接層間溫度控制的溫度值表如表4:
2.2預處理
所有焊縫焊前必須保證焊道乾燥、清潔,除掉其中表面的
油、水、銹和防鏽漆,預熱後必須用鋼刷清理焊縫區域以清除
積碳。焊絲.坡口及坡口周圍10~20mm範圍內必須清理乾淨,不
得有影響焊接質量的鐵鏽.油污.水和塗料等異物。對於重要焊
縫,在焊縫兩端應設定尺寸合適的引弧板和引出板。在不能使
用引弧板和引出板時,應注意防止在引弧處和收弧處產生焊接
缺陷。
2.3 焊後熱處理
WELDOX只有在設計規則有特殊要求時方應進行焊後熱處理
。
避免裂紋出現的辦法有:焊前預熱母體材料;確保焊接面
的清潔與乾燥;選擇含氫小的焊料;通過良好的焊接順序與工
作的合理匹配減少收縮內應力。