焊工職業(yè)資格培訓(xùn)-低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接

1、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接 知識(shí)點(diǎn)1：影響焊接性的因素 知識(shí)點(diǎn)1：影響焊接性的因素n影響焊接性的因素有四個(gè)：金屬材料的種類、焊接方法、構(gòu)件類型、使用要求。材料的種類及化學(xué)成分是主要的影響因素。 知識(shí)點(diǎn)2：碳當(dāng)量計(jì)算公式的使用鋼n碳當(dāng)量就是把鋼中合金元素(包括碳)的含量按其作用換算成n碳的相當(dāng)含量?？勺鳛樵u(píng)定鋼材焊接性的一種參考指示，對(duì)于碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)n鋼的碳當(dāng)量，采用國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的計(jì)算公式：nCE=(C+Mn/6+ Cr+Mo+V/5 Ni+Cu/15 )此公式主要適用于中高強(qiáng)度的非調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)度鋼(抗拉強(qiáng)度=500900MPa)。 知識(shí)點(diǎn)3：碳當(dāng)量和焊接性的關(guān)系n經(jīng)驗(yàn)表明：當(dāng)CE060時(shí)，鋼

2、材的淬硬冷裂傾向強(qiáng)，屬于較難焊接的鋼材，需要采取較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工藝措施。 知識(shí)點(diǎn)4：碳當(dāng)量的局限性n碳當(dāng)量只考慮了化學(xué)成分對(duì)焊接性的影響，沒有考慮到焊接方法、構(gòu)件類型、結(jié)構(gòu)剛度、板厚、擴(kuò)散氫含量和構(gòu)件使用要求等因素的影響。因此，碳當(dāng)量只是一個(gè)近似的焊接性間接估算方法。 知識(shí)點(diǎn)5：低合金高強(qiáng)度剛的強(qiáng)度等級(jí)n低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼按屈服點(diǎn)等級(jí)分類 分為Q295、Q345、Q420、Q460五種。按質(zhì)量等級(jí)分為A、B、c、D、E、五級(jí)，A級(jí)沒有沖擊韌度指示的要求，S P均0045；B，c，D，E級(jí)有沖擊韌度指示的要求叫(s) (P)均0040O025。 知識(shí)點(diǎn)6：低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性n低合金高強(qiáng)

3、度結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)的主要問題是裂紋和脆化。n (1)焊接裂紋普通低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)容易產(chǎn)生的裂紋是冷裂紋。冷裂紋主要發(fā)生在強(qiáng)度級(jí)別較高的厚板鋼材結(jié)構(gòu)。n (2)粗晶區(qū)脆化熱軋、正火鋼焊接時(shí)，熱影響區(qū)中被加熱到1100度以上的粗晶區(qū)，是焊接接頭的薄弱區(qū)，沖擊韌度也最低，即所謂脆化區(qū)。重點(diǎn)內(nèi)容：碳當(dāng)量就是把鋼中合金元素(包括碳)的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量?？勺鳛樵u(píng)定鋼材焊接性的一種參考指示，對(duì)于碳鋼和低合金結(jié)構(gòu) 知識(shí)點(diǎn)7、有淬硬傾向的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接工藝特點(diǎn)n低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接工藝及特點(diǎn)如下：n 低碳鋼中碳的含量低，碳當(dāng)量約為035，焊接性優(yōu)良，故在整個(gè)焊接過程中不需要特殊的工藝措施。只

4、有剛度大的結(jié)構(gòu)件在低溫條件下才可能出現(xiàn)裂紋，才需要預(yù)熱。普通低合金鋼焊接時(shí)淬硬性比低碳鋼大一些，焊接性比低碳鋼差，因此在焊接工藝上有較高的要求。n (1)預(yù)熱焊前預(yù)熱能降低焊后冷卻速度，避免出現(xiàn)淬硬組織，減少焊接應(yīng)力，是防止裂紋的有效措施，也有助于改善接頭組織號(hào)性能，是低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)常用的工藝措施。n (2)控制熱輸入當(dāng)焊接含碳量偏高的Q345(16Mn)鋼時(shí)，為降低淬硬傾向，防止冷裂紋的產(chǎn)生，熱輸入應(yīng)偏大一些。對(duì)于強(qiáng)度級(jí)別較高的低合金結(jié)構(gòu)鋼，淬硬傾向增大，應(yīng)選擇較大的熱輸入，但熱輸入不能過大，以免增大粗晶區(qū)脆化傾向。如果為防止裂紋而采取預(yù)熱時(shí)，可采用小熱輸入焊接。小熱輸入可防止粗晶區(qū)脆化

5、，并能減少焊接應(yīng)力。n (3)采取降低含氫量的工藝措施對(duì)于有淬硬傾向的鋼種，要嚴(yán)格采取降低焊縫含氫量的措施：采用低氫型堿性焊條，嚴(yán)格按規(guī)范烘干焊條，清除焊絲表n面和坡口兩側(cè)的銹、水、油污等。n (4)后熱后熱是焊接后立即對(duì)焊件的全部(或局部)加熱到150250度n或保溫，使其緩冷的工藝措施，這是防止淬硬裂紋工藝措施。在低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)，后熱主要用作消氫處理。消氫處理是焊后立即將焊接區(qū)加熱到250350，保溫26h，使焊縫中的擴(kuò)散氫逸出焊縫表面的一種工藝措施，其消氫效果比低溫后熱更好。焊后及時(shí)熱處理及消氫處理是防止焊接冷裂紋的有效措施n之一。n(1)預(yù)熱焊前預(yù)熱能降低焊后冷卻速度，避免出現(xiàn)淬硬

6、組織，減少焊接應(yīng)力，是防止裂紋的有效措施，也有助于改善接頭組織號(hào)性能，是低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)常用的工藝措施。n (2)控制熱輸入當(dāng)焊接含碳量偏高的Q345(16Mn)鋼時(shí)，為降低淬硬傾向，防止冷裂紋的產(chǎn)生，熱輸入應(yīng)偏大一些。對(duì)于強(qiáng)度級(jí)別較高的低合金結(jié)構(gòu)鋼，淬硬傾向增大，應(yīng)選擇較大的熱輸入，但熱輸入不能過大，以免增大粗晶區(qū)脆化傾向。如果為防止裂紋而采取預(yù)熱時(shí)，可采用小熱輸入焊接。小熱輸入可防止粗晶區(qū)脆化，并能減少焊接應(yīng)力。n n(3)采取降低含氫量的工藝措施對(duì)于有淬硬傾向的鋼種，要嚴(yán)格采取降低焊縫含氫量的措施：采用低氫型堿性焊條，嚴(yán)格按規(guī)范烘干焊條，清除焊絲表面和坡口兩側(cè)的銹、水、油污等。n (4

7、)后熱后熱是焊接后立即對(duì)焊件的全部(或局部)加熱到150250度或保溫，使其緩冷的工藝措施，這是防止淬硬裂紋工藝措施。在低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)，后熱主要用作消氫處理。消氫處理是焊后立即將焊接區(qū)加熱到250350，保溫26h，使焊縫中的擴(kuò)散氫逸出焊縫表面的一種工藝措施，其消氫效果比低溫后熱更好。焊后及時(shí)熱處理及消氫處理是防止焊接冷裂紋的有效措施之一。 知識(shí)點(diǎn)8：決定預(yù)熱溫度的因素n屈服點(diǎn)在390MPa以下的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)，一般可以不預(yù)熱。只有在厚板、剛度大的結(jié)構(gòu)且環(huán)境溫度低的條件下，需預(yù)熱至100150。屈服點(diǎn)在390MPa以上的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)，一般不需要預(yù)熱。 知識(shí)點(diǎn)9：低合金結(jié)構(gòu)鋼焊前預(yù)

8、熱的應(yīng)用范圍n對(duì)于高碳鋼梁、柱、構(gòu)架等結(jié)構(gòu)，在板厚為5070mm，環(huán)境溫度不低于0時(shí)可以不預(yù)熱，低于O度時(shí)需預(yù)熱至100150度。預(yù)熱溫度決定于鋼材的化學(xué)成分、板厚、焊件結(jié)構(gòu)形狀以及環(huán)境溫度等0、隨著碳當(dāng)量、板厚、結(jié)構(gòu)拘束度的增加和環(huán)境溫度的降低，焊前預(yù)熱溫度要相應(yīng)提高。采用局部預(yù)熱時(shí)，預(yù)熱范圍為焊縫兩側(cè)各不小于焊件厚度的3倍，不小于100MM。n 知識(shí)點(diǎn)10：低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊后熱處理n重點(diǎn)內(nèi)容：Q295Q460這類熱軋、正火鋼一般焊后不進(jìn)行熱處理。只有在某些特殊情況下，才采用焊后熱處理。如電渣焊焊縫及粗晶區(qū)晶粒粗大，焊后必須進(jìn)行正火處理以細(xì)化晶粒，提高沖擊韌度。n 對(duì)于壓力容器壁厚達(dá)到規(guī)定厚

9、度(16MnR厚度大于30mm，15MnVR大于28mm。任意厚度的15MnVNR和18MnMoNbR)時(shí)，圖樣注明有應(yīng)力腐蝕的容器以及要求尺寸穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，焊后要進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理并改善組織性能。知識(shí)點(diǎn)11：窄間隙焊的優(yōu)點(diǎn)n 重點(diǎn)內(nèi)容：20世紀(jì)70年代后期發(fā)展應(yīng)用的窄間隙焊，焊接厚板具有生產(chǎn)率高，焊接材料和能源消耗低的優(yōu)點(diǎn)，而且由于熱輸入小，熱影響區(qū)窄，更宜用于焊接性較差的低合金結(jié)構(gòu)鋼，如壓力容器、鍋爐水冷壁聯(lián)箱及汽輪轉(zhuǎn)子等低合金鋼厚板結(jié)構(gòu)。但窄間隙氣體保護(hù)電弧焊有難以完全消除坡口側(cè)壁的未焊透、未熔合和夾渣等缺點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)12：我國(guó)窄間隙埋弧焊的優(yōu)點(diǎn)n 重點(diǎn)內(nèi)容：窄間隙埋弧焊經(jīng)過發(fā)展，一般

10、采用直徑為3mm粗焊絲，間隙寬度為1535mm，克服了窄問隙氣電焊的缺點(diǎn)。我國(guó)自行研制的雙絲窄間隙埋弧焊，可用雙絲或單絲，適應(yīng)性較廣，焊接鋼板最大厚度可達(dá)250mm。板厚100mm時(shí)，雙絲窄問隙埋弧焊的效率比一般埋弧焊提高一倍。 知識(shí)點(diǎn)13、Q345(16Mn)鋼的成分和性能n 重點(diǎn)內(nèi)容：Q345(16Mn)鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0120200A，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)120160；屈服點(diǎn)為345MPa，抗拉強(qiáng)度為470630MPa。它比Q235多加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)約l的錳，屈服點(diǎn)提高40左右，而且冶煉、加工性能和焊接性能都比較好，是我國(guó)目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的低合金鋼。 知識(shí)點(diǎn)14：Q345(16Mn)鋼的焊條電

11、弧焊和埋弧焊焊接材料的選用n 1)焊條電弧焊時(shí)，采用強(qiáng)度等級(jí)為E50系列的結(jié)構(gòu)鋼焊條。應(yīng)用最多的是堿性焊條E5015(J507)和E5016(J506)；對(duì)于要求不高的構(gòu)件，也可采用酸性焊條：E5003(J502)。n 2)埋弧焊不開坡口時(shí)，可以采用t08MnA焊絲配合It143l；開坡口時(shí)應(yīng)采用H10Mn2焊絲配合Itj431。n3)co2氣體保護(hù)焊時(shí)，采用焊絲牌號(hào)為H08Mn2SiA。用c0：氣體保護(hù)焊焊接Q345(16Mn)鋼時(shí)，焊縫含氫量低，抗裂性能好。n 4)電渣焊時(shí)，焊絲采用H08MnMoA，焊劑采用HJ431。n 5)氬弧焊時(shí)，焊絲采用H10MnSi。n 由于Q345(16Mn)

12、鋼在冶煉過程中是采用鋁、鈦等元素脫氧的細(xì)晶粒鋼，n在不預(yù)熱時(shí)，可選用較大的熱輸入進(jìn)行焊接，避免出現(xiàn)淬硬組織。 知識(shí)點(diǎn)15、Q345(16Mn)鋼的焊前預(yù)熱n重點(diǎn)內(nèi)容：Q345(16Mn)鋼焊接前一般不必預(yù)熱。厚度大的、剛度大的結(jié)構(gòu)在低溫下焊接時(shí)，需要預(yù)熱，見表34。n表3-4 Q345(16Mn)鋼的焊前預(yù)熱溫度n 板 厚 I 不同氣溫下的焊前預(yù)熱溫度n 16mm以下 J 不低于一IOC不預(yù)熱，10預(yù)熱100150n 1624mm I 不低于一5不預(yù)熱，一5以下預(yù)熱100150Cn 2540mm f 不低于0不預(yù)熱，o以下預(yù)熱100150Cn 40mm以上 l 均預(yù)熱100150C知識(shí)點(diǎn)16、

13、Q390(15MnV)鋼的成分和性能n 重點(diǎn)內(nèi)容：Q390(15MnV)和Q390(15MnTi)屬于Q390A鋼。他們分別是在Q345(16Mn)鋼的基礎(chǔ)上加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為004012的v和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為012020的Ti。釩和鈦的加入，提高了鋼的強(qiáng)度，同時(shí)又細(xì)化晶粒，減小鋼的過熱傾向。n Q390(15MnV)和Q390(15MnTi)鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的上限比Q390(16Mn)低002，所以具有良好的焊接性。當(dāng)板厚小于32ram，在0C以上焊接時(shí)，原則上可不預(yù)熱。當(dāng)板厚大于32ram或在0以下施焊時(shí)，應(yīng)預(yù)熱到100150C，焊后進(jìn)行550560的回火熱處理。 知識(shí)點(diǎn)17、Q390(15MnV)鋼

14、埋弧焊焊接材料的選用n重點(diǎn)內(nèi)容：常用的焊接方法都可用于Q390(15MnV)和Q390(15MnTi)鋼的焊接。n 1)焊條電弧焊時(shí)，對(duì)于厚度不大、坡口不深的結(jié)構(gòu)，可采用E5015(J507)焊條；厚度較大的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用E5515一G(J557)焊條。對(duì)于不重要的結(jié)構(gòu)，也可以采用E5003(J502)焊條。n2)埋弧焊時(shí)，對(duì)于厚度較小、焊后不用回火的焊件，可采用H08MnA的焊絲配合HJ43 1；對(duì)于厚度較大或坡口較深的焊縫，應(yīng)采用H10Mn2或H08Mn2SiA焊絲配合HJ431或HJ350；對(duì)于特大厚度深坡口的焊縫，應(yīng)采用H08MnM。A焊絲配合HJ431或HJ350。n 3)氬弧焊時(shí)，焊絲

15、采用H08Mn2SiA。n 4)電渣焊時(shí)，焊絲采用H08Mn2MoVA，焊劑采用HJ431。知識(shí)點(diǎn)18：18MnMoNb鋼焊后熱處理的工藝n 重點(diǎn)內(nèi)容：18MnMoNb鋼焊后一般要進(jìn)行熱處理。電渣焊后進(jìn)行950980C正火，63067012回火。焊條電弧焊或埋弧焊后，進(jìn)行回火或消除應(yīng)力熱處理，其加熱溫度為600640C。 知識(shí)點(diǎn)19、低合金結(jié)構(gòu)鋼按熱處理狀態(tài)分類：n1)熱軋、正火鋼屈服點(diǎn)為295490MPa的低合金高強(qiáng)度鋼，都在熱軋或正火狀態(tài)下使用，屬于非熱處理強(qiáng)化鋼。n 2)低碳調(diào)質(zhì)鋼。此類鋼的屈服點(diǎn)為490980MPa，在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下供貨使用，屬于熱處理強(qiáng)化鋼。n 3)中碳調(diào)質(zhì)鋼。此類鋼的屈

16、服點(diǎn)一般在8801176MPa，鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，在02505之間。知識(shí)點(diǎn)20、低合金結(jié)構(gòu)鋼按用途分類n低合金結(jié)構(gòu)鋼按擁堵分為耐蝕鋼、低溫鋼和珠光體耐熱鋼 知識(shí)點(diǎn)21：18MnMoNb鋼的成分性能和使用溫度n 重點(diǎn)內(nèi)容：18MnMoNb鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為017023，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為135165。鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為045065，Nb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)為00250050：屈服點(diǎn)不小=：490MPa，抗拉強(qiáng)度不小于635MPa，是中溫層厚壁壓力容器和鍋爐用鋼，可工作于450C以下的各種溫度。 知識(shí)點(diǎn)22、18MnMoNb鋼的使用狀態(tài)n 重點(diǎn)內(nèi)容：18MnMoNb鋼的使用狀態(tài)為正火加回火(950980CiE

17、)，保溫時(shí)間152minmm；600650C回火，保溫時(shí)間5-7minmm)，對(duì)于板厚特別大的，為保證綜合力學(xué)性能，可在調(diào)質(zhì)狀態(tài)使用。 知識(shí)點(diǎn)23：18MnMoNb鋼焊前預(yù)熱溫度n 重點(diǎn)內(nèi)容：18MnMoNb的焊接性較差，焊接時(shí)具有一定的淬硬冷裂傾向。因此，焊前需要預(yù)熱，預(yù)熱溫度為180250(：。焊后或中斷焊接時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行250350：后熱處理。n 當(dāng)環(huán)境溫度不太低時(shí)，18MnMoNb鋼可以不預(yù)熱進(jìn)行氣割，切口具有良好的n機(jī)械加工性能。n 18MnMoNb鋼組裝定位焊前應(yīng)局部預(yù)熱到180以上，否則會(huì)在熱影響區(qū)產(chǎn)生微裂紋。知識(shí)點(diǎn)24、Q390(15MnTi)鋼使用狀態(tài)n 重點(diǎn)內(nèi)容：Q390(

18、15MnTi)是正火狀態(tài)下使用的鋼種。n起彌散強(qiáng)化作用，因而對(duì)熱的敏感性較大，適合采用較小的焊接熱輸入。n 理論試題精選n 261( )不是影響焊接性的因素。n A金屬材料的種類及其化學(xué)成分n B焊接方法n C構(gòu)件類型n D焊接操作技術(shù)n 262碳當(dāng)量( )時(shí)，鋼的淬硬冷裂傾向不大，焊接性優(yōu)良。n A小于040 B小于050n C小于060， D小于080n 263國(guó)際焊接學(xué)會(huì)的碳當(dāng)量計(jì)算公式只考慮了( )對(duì)焊接性的影響，而沒有考慮其他因素對(duì)焊接性的影響。n A焊縫擴(kuò)散氫含量 B焊接方法n C構(gòu)件類型 D。化學(xué)成分n 264國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量計(jì)算公式適用于( )。n A高合金鋼 B奧氏體

19、不銹鋼n c耐磨鋼 D碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼n 265碳當(dāng)量( )時(shí)，鋼的淬硬冷裂傾向不大，焊接性優(yōu)良。n A小于0400k， B小于O55nC小于065- D小于075，n266低合金強(qiáng)度用鋼按熱處理狀態(tài)分類，30(：rMnSiA鋼屬于( )。n A正火鋼 B熱軋鋼n C非熱處理強(qiáng)化鋼 D中碳調(diào)質(zhì)鋼n267( )不屬于低合金專業(yè)用結(jié)構(gòu)鋼。n A耐蝕鋼 B低合金低溫鋼n c珠光體耐熱鋼 D馬氏體不銹鋼n268低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)的主要問題是( )。n A應(yīng)力腐蝕和接頭軟化n B冷裂紋和接頭軟化n C應(yīng)力腐蝕和粗晶區(qū)脆化n D冷裂紋和粗晶區(qū)脆化n269( )不屬于有淬硬冷裂傾向的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接工藝特

20、點(diǎn)。n A采取預(yù)熱n B要控制熱輸入n C采取降低含氫量的工藝措施n D采用酸性焊條n270低合金結(jié)構(gòu)鋼電渣焊焊縫及粗晶區(qū)晶粒粗大，焊后必須( )以細(xì)化n 晶粒提高沖擊韌度。n A正火處理 B退火處理n C回火處理 D淬火處理n271( )不是厚板窄間隙焊的優(yōu)點(diǎn)。n A生產(chǎn)率高 B焊接材料和能源消耗低n c熱輸入小 D不易產(chǎn)生夾渣n272我國(guó)窄間隙埋弧焊焊接鋼板最大厚度可達(dá)( )mm。n A250 B。300 C350 D400n273Q345(16Mn)鋼埋弧焊對(duì)接開坡口時(shí)，可以采用( )焊絲配合n tj43l焊劑。n A1_108 Mn2SiA BH08 CrMoAn CI-108A DH

21、10Mn2n274板厚16ram以下的Q345(16Mn)鋼焊接環(huán)境溫度( )以下預(yù)熱n 100150C。n A5 B0 C 一5 D 一10n275低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼15MnVN屬于( )。n AQ345 BQ390 CQ420 DQ460n276低合金結(jié)構(gòu)鋼采取局部預(yù)熱時(shí)，預(yù)熱范圍為焊縫兩側(cè)各不小于焊件厚度的3倍，且不小于( )mm。n A100 B200 C300 D400n277焊后正火處理加熱溫度在( )點(diǎn)以上3050，保溫時(shí)間按厚度每n 毫米12min計(jì)算。n AA， BAcl CAc3 DAcmn27816Mn鋼屬于( )鋼。n AQ275 BQ295 cQ345 DQ390n27918MnMoNb鋼是中溫厚壁壓力容器和鍋爐用鋼，最高工作溫度可達(dá)( )。n A400 B450 C500 D600n28018MnMoNb鋼焊條電弧焊或埋弧焊焊后，要進(jìn)行回火或消除應(yīng)力熱處理，其加熱溫度為( )。n A400。450 B500550 C600650 D700750n28115MnV鋼屬于( )鋼。n AQ345 BQ42