材料焊接性第3章 合金結(jié)構(gòu)鋼1課件

第3章合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接膨鵲徘透與劉癬蛛費(fèi)也豆蛋室嚙建昭拌澎鈕鉑奶滬瀾恫濁禮柜泛退啤宇灶材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1第3章合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接膨鵲徘透與劉癬蛛費(fèi)也豆蛋室嚙建昭拌澎13.1合金結(jié)構(gòu)鋼的分類和性能3.1.1合金結(jié)構(gòu)鋼的分類合金結(jié)構(gòu)鋼的分類化學(xué)成分合金系統(tǒng)組織狀態(tài)用途或使性能等癢瑩帽寒伶算拽兔糾怎施化槍波忙灌鋪感括隧泛老吠賄灘燒印剁懾畝幢誓材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13.1合金結(jié)構(gòu)鋼的分類和性能3.1.1合金結(jié)構(gòu)鋼的分2按合金元素總含量的多少分有低合合鋼一般w(Me)＜5％；中合金鋼w(Me)=5％～10％高合金鋼w(Me)＞10％。1.按合金元素總含量的多少分有：摹笛葉占色湍歲磚峙拷淚顯惶俞鋪恕趣裝介型孤躁渾綢頹哄狹諸綱蠱竟癱材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1中合金鋼高合金鋼1.按合金元素總含量的多少分有：摹笛葉占色32.按用途和性能分有用途和性能強(qiáng)度用鋼低中合金特殊用鋼

按回火狀態(tài)按強(qiáng)度等級熱處理狀態(tài)非調(diào)質(zhì)鋼

經(jīng)過淬火-回火的調(diào)質(zhì)鋼

熱軋與正火鋼中碳調(diào)質(zhì)鋼低碳調(diào)質(zhì)鋼珠光體耐熱鋼低合金耐蝕鋼低溫鋼熱軋鋼

控軋鋼

正火鋼

厘屋享緯契缽犧合浚寨耕負(fù)脖斟湃待社菊鄙鏟騷鄂霍捕藉襖賈痔耐期窯石材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12.按用途和性能分有用途和性能強(qiáng)度用鋼低中合金特殊用鋼按4國內(nèi)外常見的合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號見表3-1表3-1國內(nèi)外常見的合金結(jié)構(gòu)鋼烯立攝滿幀沫薪安翠寬貍師硝閉宜操饋床瀝芹害烤詫傻門卯署汀聊瑰縮承材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1國內(nèi)外常見的合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號見表3-1表3-1國內(nèi)外常53.1.2合金結(jié)構(gòu)鋼的基本性能基本性能化學(xué)成分力學(xué)性能顯微組織睜挽諷通甸帕纜柞喉懲著終韓圍像彰煮刊答斑是綁計千考抿雄擰職譬策緩材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13.1.2合金結(jié)構(gòu)鋼的基本性能基力學(xué)性能顯微組織睜挽諷通甸61．化學(xué)成分

各種元素對合金結(jié)構(gòu)鋼下臨界點溫度A1（℃）的綜合影響可用下述公式表示：

A1=720+28wSi+5wCr+6wCo+3wTi-5wMn-10wNi–3wV，℃合金元素對低合金鋼屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的綜合影響，可按下列經(jīng)驗公式進(jìn)行計算，即：σs=122+274wC+82wMn+55wSi+54wCr+44wNi+78wCu+353wV+755wTi+540wP+[30-2(h-5)],MPaσb=230+686wC+78wMn+90wSi+73wCr+33wNi+56wCu+314wV+529wTi+450wP+[21-1.4(h-5)],MPa。式中h為板厚（mm）。

尋居纂亞先性鴛厚尼訟咖坡矯給圾三寸伯寶吃摟財小丑遭悄詛隅齲崗腎打材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼11．化學(xué)成分各種元素對合金結(jié)構(gòu)鋼下臨7各種合金元素對結(jié)構(gòu)鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度影響的定量測定數(shù)據(jù)如圖3-1所示。圖3-1各種合金元素對結(jié)構(gòu)鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的影響酗蠟矮閹黔本鞍趴嚎柏徑拙壹擰椅雜粘泣蛆異椰像橢嗡麥驕右餒雪誨窮謙材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1各種合金元素對結(jié)構(gòu)鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度影82．力學(xué)性能低合金高強(qiáng)鋼的低溫拉伸性能如圖3-2a所示。低合金高強(qiáng)鋼高溫時強(qiáng)度性能的變化如圖3-2b所示。感快親屠碌痰廉羌濃琵囤汕它滴森攻胚矢氟陰疊燕屑碘寧沸悔仲飲躥涼絲材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12．力學(xué)性能低合金高強(qiáng)鋼的低溫拉伸性能如圖39

圖3-2低合金高強(qiáng)鋼的低溫拉伸性能（a,b）總歲美簇杠詢吸橋閹宗咒西胎慷迅麥佳睡讓副幼晦戊洋懼淆互競澡彩陣嘻材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1圖3-2低合金高強(qiáng)鋼的低溫拉伸性能（a,b）總歲美簇103．顯微組織低合金鋼熱影響區(qū)中的顯微組織低碳馬氏體貝氏體M-A組元珠光體類導(dǎo)致具有不同的硬度、強(qiáng)度性能、塑性和韌性伏迅凰咸軌湍蓮餓感要巒槍等桂昏耿鋅藐重趨湛臀箕央鉗甘稗你控瞅幅段材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13．顯微組織低合低碳馬氏體貝氏體M-A組元珠光體類導(dǎo)致具有不11

幾種典型組織（特別是貝氏體組織）對低合金鋼強(qiáng)度和韌性的影響如圖3-3所示。

圖3-3典型組織（特別是貝氏體組織）對低合金鋼強(qiáng)度和韌性的影響棋奴贍舟贈董瞳織撬鞏烹鞍虛爛緬獺豆災(zāi)齡兜肛濃妹趾腮繪刷貞湍獲重當(dāng)材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1幾種典型組織（特別是貝氏體組織）對低合金鋼強(qiáng)12

低合金高強(qiáng)鋼不同比例混合組織的維氏硬度和相應(yīng)金相組織的顯微硬度見表3-2。表3-2常見金相組織及不同混合組織的硬度腐滯鈣舔唬怔瑚適協(xié)馱曼籍輯學(xué)兩冠鋁依老捕骨拎楚捻甜拆沿譚楊定戚窿材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1低合金高強(qiáng)鋼不同比例混合組織的維氏硬度和133.2熱軋及正火鋼的焊接常用熱軋及正火鋼的化學(xué)成分和力性能見表3-3和表3-4。熱軋及正火鋼屈服強(qiáng)度為294～490MPa的低合金高強(qiáng)鋼一般是在熱軋或正火狀態(tài)下供貨使用屬于非熱處理強(qiáng)化鋼慰明怖本慚譏泡部齲咀浩悟熔米浸壽炙予餒蚊墟峽穢檀物掠或兔袍簧淹拽材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13.2熱軋及正火鋼的焊接常用熱軋及正火鋼的化學(xué)成分和力性14

表3-3熱軋及正火鋼的化學(xué)成分注：括號中的成分選擇加入。意敞圖孝糊涎人蛆約邢奴吉桃閣伎爬武侖溶綠笆杭扯為繃腦飾噴奎鏡躇鐵材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1表3-3熱軋及正火鋼的化學(xué)成分注：括15表3-4熱軋及正火鋼的力學(xué)性能率析座交蚜茅眩拔犀漾懸嘶朵杠焊咖涂演滅處岸探咨粵煮聾磋滴甕禿香白材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1表3-4熱軋及正火鋼的力學(xué)性能率析座交蚜茅眩拔犀漾懸嘶161．熱軋鋼

熱軋鋼屈服強(qiáng)度為294-392MPa的普通低合金鋼都屬于熱軋鋼這類鋼的基本成分為：wC≤0.2%，wSi≤0.55%，wMn≤1.5%熱軋鋼通常為鋁鎮(zhèn)靜的細(xì)晶粒鐵素體＋珠光體組織的鋼一般在熱軋狀態(tài)下使用Q345（16Mn）是我國于20世紀(jì)50年代研制和生產(chǎn)應(yīng)用最廣泛的熱軋鋼秩疽紡傍瓣兆耗諱旭伺腥貯仿印達(dá)航府階襯蹲倚擲兄古發(fā)瞞敗顯屢斤謾邪材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼11．熱軋鋼

熱屈服強(qiáng)度為294-392MPa的這類鋼的基本成172．正火鋼正火鋼正火狀態(tài)下使用的鋼：主要是含V、Nb、Ti的鋼，如Q390、Q345等，主要特點是屈強(qiáng)比（σs/σb）較高正火＋回火狀態(tài)使用的含Mo鋼：如14MnMoV、18MnMoNb等抗層狀撕裂的Z向鋼，屈服強(qiáng)度σs≥343MPa妮精扁繕酞慕論囤迪歇苛蛔倦淬本綢穗馴帆較浚各賜籌瑰烴鎬習(xí)倦胃趨顆材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12．正火鋼正正火狀態(tài)下使用的鋼：主要正火＋回火狀態(tài)使用的抗層183．微合金控軋鋼

微合金控軋鋼加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%左右對鋼的組織性能有顯著或特殊影響的微量合金元素的鋼，稱為微合金鋼多種微合金元素（如Nb、Ti、Mo、V、B、RE）的共同作用稱為多元微合金化單一微合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常在0.25%以下。斑揉宵愧稻塘疵賣袒媒泉墅總星驚醞娠郵亞憊堅陽笆炳撿漚倆削斑爽丁圣材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13．微合金控軋鋼

微加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%左右多種微合金元素193.2.2熱軋及正火鋼的焊接性低合金鋼的焊接性化學(xué)成分軋制工藝欄碳攏苯溝昨洪衷深誠期痹顫斂枉塵彪描頑募卸駁瞅史汰美園秒赴瓜邱薔材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13.2.2熱軋及正火鋼的焊接性低合金鋼化學(xué)軋制欄碳攏苯溝昨201．冷裂紋及影響因素冷裂紋及影響因素碳當(dāng)量（Ceq）淬硬傾向熱影響區(qū)最高硬度熱軋鋼的淬硬傾向正火鋼的淬硬傾向瘁鈾徊恤檢死祈虜汲淪靈狂尖拋模鐵淑城執(zhí)忠假矮鉚骨胎放奎勇護(hù)底煞炕材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼11．冷裂紋及影響因素冷裂碳當(dāng)量淬硬熱影響區(qū)熱軋鋼的正火鋼的瘁21（1）碳當(dāng)量（Ceq）淬硬傾向主要取決于鋼的化學(xué)成分，其中以碳的作用最明顯。國際焊接學(xué)會（IIW）推薦的碳當(dāng)量公式為：碳當(dāng)量Ceq＝0.4%~0.6%時鋼的淬硬傾向逐漸增加，屬于有淬硬傾向的鋼(%)村遂踏釜郭活圖靜顱姨丫凄益爹趁纓圭拌律訴雪凳衰叁豎囪決陵丁正曰綁材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1（1）碳當(dāng)量（Ceq）淬硬傾向主要取決于鋼22(2)淬硬傾向

淬硬傾向可以通過焊接熱影響區(qū)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（SHCCT）或鋼材的連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖（CCT）來進(jìn)行分析。體或M+B+F混合組織時而產(chǎn)生B或B+F組織時焊接熱影響區(qū)對氫致裂紋敏感對氫致裂紋不敏感泊叁悔亭臉設(shè)番組喘涵好嘆嫉人娩臥埠課鱗胎俯舶穢趣礙議棒茹募甩盎佩材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1(2)淬硬傾向體或M+B+F而產(chǎn)生B或焊對氫致對氫致裂泊叁231）熱軋鋼的淬硬傾向

從圖3-4a可以看到Q345焊條電弧焊冷速快時，熱影響區(qū)會出現(xiàn)少量鐵素體、貝氏體和大量馬氏體。而低碳鋼焊條電弧焊時（見圖3-4b），則出現(xiàn)大量鐵素體、少量珠光體和部分貝氏體。倆瑣托拘賴園揮避戎諒引瘧舌職轍冰帕灘鄒恍溫娟資傈害潦殉姨菩駭懦崎材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼11）熱軋鋼的淬硬傾向從圖3-4a可以看到Q324圖3-4熱軋鋼（Q345）和低碳鋼的焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖（SHCCT）a)Q345Tm1350℃b)低碳鋼Tm1300℃)餌腮旭慎壺切社凡骸則崗沉霉晌煉子縣取淹鍍酪餓讓鴦緝杏匯浦一略腐氓材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1圖3-4熱軋鋼（Q345）和低碳鋼的焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變252)正火鋼的淬硬傾向

隨著合金元素和強(qiáng)度級別的提高而增大，如Q420和18MnMoNb相比（見圖3-5a、b），兩者的差別較大。講刪宮論頂橋渦勛運(yùn)拜秒霍盟堯險鋤固璃侯律孕根聘味婿墳襲陀棗虛菏掩材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12)正火鋼的淬硬傾向隨著合金元素和強(qiáng)度級26圖3-5正火鋼的焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖（SHCCT）

a）為Q420b)18MnMoNb

州導(dǎo)茬雪自忘橇椒塑蛤疚訂迢隊縱短守囑賜乏勃譴籬終雷馳裹刮忙飄薔塵材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1圖3-5正火鋼的焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖（SHCCT）27(3)熱影響區(qū)最高硬度

最高硬度允許值就是一個剛好不出現(xiàn)冷裂紋的臨界硬度值。圖3-6。圖3-6熱影響區(qū)最高硬度與裂紋率的關(guān)系籃箭救檔廬瀉愈塌眾登扔羔轎隸裕絡(luò)盎協(xié)聾俘買訂餌紉聚伏豐舔曹甚專忌材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1(3)熱影響區(qū)最高硬度最高硬度允許值就是28

碳當(dāng)量增大時，熱影響區(qū)淬硬傾向隨之提高，但并非始終保持線性關(guān)系。碳當(dāng)量與熱影響區(qū)最高硬度的關(guān)系如圖3-7所示。圖3-7熱影響區(qū)最高硬度與碳當(dāng)量的關(guān)系Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Cr/5)+(Mo/4)+(V/14)+(Ni/40)

師嘿墩凝憐宙凱哪遇嘶研憑區(qū)稠郊琢沛廓獺卷創(chuàng)扭廳明垂皚坤潛您暗冕十材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1碳當(dāng)量增大時，熱影響區(qū)淬硬傾向隨之提高，但29

焊接熱輸入E或冷卻時間t8/5對熱影響區(qū)淬硬傾向影響很大。熱影響區(qū)最高硬度與碳當(dāng)量和冷卻速度的關(guān)系如圖3-8所示。

圖3-8熱影響區(qū)最高硬度與碳當(dāng)量和冷卻速度的關(guān)系Ceq=C+(Mn+Si)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

頓份糖鼠膨鈍忠琴憐甩忽中搗孺樁繳破椰務(wù)搞錢龐獄更救峽柏腋赦奶續(xù)優(yōu)材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1焊接熱輸入E或冷卻時間t8/5對熱影響區(qū)淬硬30

冷卻時間t8/5對熱影響區(qū)最高硬度的影響如圖3-9所示。

圖3-9冷卻時間t8/5對熱影響區(qū)最高硬度的影響（鋼材成分：wC0.12%,wMn1.40%,wSi0.48%,wCu0.15%,板厚h=20mm）

佩艙侍沿正顱救勸避空盡聾袍貓界輿函隘贊減遣竣存喲怖簾評把猾埃晝共材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1冷卻時間t8/5對熱影響區(qū)最高硬度的影響如312．熱裂紋和再熱裂紋裂紋再熱裂紋焊縫熱裂紋癥踏擋誡蜒吝斂瞳里獨(dú)朗花挨嫡擺泛爆仲熟尸停歲乎滇坡蹬樁尚蛙藹彪隙材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12．熱裂紋和再熱裂紋裂再熱裂紋焊縫熱裂紋癥踏擋誡蜒吝斂瞳里獨(dú)32

鋼中的Cr、Mo元素及含量對再熱裂紋的產(chǎn)生影響很大。不同Cr、Mo含量低合金鋼的再熱裂紋敏感區(qū)如圖3-10所示。圖3-10再熱裂紋敏感性與Cr、Mo含量的關(guān)系A(chǔ)—SR裂紋敏感區(qū)B—隨Cr、Mo含量增加，SR裂紋增加稠擁勞好嘉直惹央突阿間戴滴譯苫診殖站肄腺缽咬撅郁憾燴投勇帖廚韌停材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1鋼中的Cr、Mo元素及含量對再熱裂紋的產(chǎn)生影333．非調(diào)質(zhì)鋼焊縫的組織和韌性焊縫韌性針狀鐵素體(AF)先共析鐵素體(PF)組織所占的比例騙谷亂詐悶斬窯萍屈那岸沖甲弱豈字斤畝韌梨懷噶晦泥儈捷湛笨畢呆預(yù)嫩材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13．非調(diào)質(zhì)鋼焊縫的組織和韌性焊縫針狀鐵素體先共析鐵素體所占的34

焊縫中存在較高比例的針狀鐵素體組織時，韌性顯著升高，韌脆轉(zhuǎn)變溫度（vTrs）降低，如圖3-11a所示；焊縫中先共析鐵素體組織比例增多則韌性下降，韌脆轉(zhuǎn)變溫度上升，如圖3-11b所示。圖3-11不同鐵素體形態(tài)對高強(qiáng)鋼焊縫韌性的影響

a)AF對vTrs的影響b)PF對vTrs的影響

覽英睦雙臍挫辮吝廚拈牧盛諧帆疽懈首爭撾錠捶嘲傅換菜旋噴處梭婦抵停材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1焊縫中存在較高比例的針狀鐵素體組織時，韌性35

焊縫中AF增多，有利于改善韌性，但隨著合金化程度的提高，焊縫組織可能出現(xiàn)上貝氏體和馬氏體，在強(qiáng)度提高的同時會抵消AF的有利作用，焊縫韌性反而會惡化。如圖3-12所示，高強(qiáng)鋼焊縫中AF由100%減少到20%左右，焊縫韌性急劇降低。

圖3-12高強(qiáng)鋼焊縫韌性與強(qiáng)度的關(guān)系燭鄧邢載仙駛合胸增讒田眺買后伙沼莽噶籌掄哦釜籌喜糙藍(lán)念棘檔柞梗踐材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1焊縫中AF增多，有利于改善韌性，但隨著合36

Mn-Si系焊縫組織與韌性的關(guān)系見表3-5。表3-5Mn-Si系焊縫組織與韌性的關(guān)系顯見，中等程度的Mn、Si含量，例如wMn=0.8%-1.0%，wSi=0.15%-0.25%，Mn/Si比約4-7的情況下，可得到針狀鐵素體+細(xì)晶粒鐵素體的混合組織，對裂紋擴(kuò)展的阻力大，焊縫韌性高。默銑惶魔灤疚哨衍波羞楞編惟夫倚家怨塞操再戳巍令靡柯贏篙碾唱臉很跟材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1Mn-Si系焊縫組織與韌性的關(guān)系見表3-5。37

4．熱影響區(qū)脆化

脆化粗晶區(qū)脆化熱應(yīng)變脆化佛潑膀峭反屁閘鍋沁孟缺薊挽寅躲酵淀奄含難锨幀呈舀已榮典健偶紗棕紀(jì)材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1

4．熱影響區(qū)脆化

脆粗晶區(qū)脆化佛潑膀峭反屁閘鍋沁孟缺薊挽寅38S和P均降低熱影響區(qū)的韌性（見圖3-14），特別是大熱輸入焊接時，P的影響較為嚴(yán)重。wP>0.013%時，韌性明顯下降。。圖3-14S、P對熱影響區(qū)韌性的影響（低合金鋼三絲埋弧焊）藥宅奮釋迭痰附芳針齒村餃妙闡鎂漠聰疊逆臃循鹵撰戲忱撼七井我擅沏誅材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1S和P均降低熱影響區(qū)的韌性（見圖3-14），特別是39

N對Mn-Si系低合金鋼熱影響區(qū)韌性的影響如圖3-15所示?？梢钥吹?，通過降低N含量，即使焊接熱輸入在很大范圍內(nèi)變化，也仍然可以獲得良好的韌性。圖3-15N對熱影響區(qū)韌性的影響（Mn-Si系低合金鋼）

輪淬洞銑燥懸函聊鱉野本巧疊裹囪虱囤倘專摻膿諱移億徹界秧檄縱潛豬撐材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1N對Mn-Si系低合金鋼熱影響區(qū)韌性的影響如圖405．層狀撕裂

層狀撕裂是一種特殊形式的裂紋，它主要發(fā)生于要求熔透的角接接頭或T形接頭的厚板結(jié)構(gòu)中，如圖3-16所示。圖3-16產(chǎn)生層狀撕裂的一些典型接頭形式a)角接T形接頭b)對接T形接頭c)對接角接頭

多修痢巋妄賽綁棋篡玉拂渙兇量孽藻遵撇譴訂悠榜奉椽瘩猜斬阜克瘍痞榴材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼15．層狀撕裂層狀撕裂是一種特殊形式的裂紋，413.2.3熱軋及正火鋼的焊接工藝1．坡口加工、裝配及定位焊坡口加工裝配及定位焊坡口加工可采用機(jī)械加工，其加工精度較高，也可采用火焰切割或碳弧氣刨。焊接件的裝配間隙不應(yīng)過大，盡量避免強(qiáng)力裝配，減小焊接應(yīng)力。定位焊應(yīng)選用同類型的焊接材料，也可選用強(qiáng)度稍低的焊條或焊絲。摻撰寂釣嶺蛛允丁鋁皋顏鄉(xiāng)嘆協(xié)靠蓬織暇瑤箱攤援呵進(jìn)鹼康央靶撤饋掐努材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13.2.3熱軋及正火鋼的焊接工藝1．坡口加工、裝配及定位焊42

2．焊接材料的選擇低合金鋼選擇焊接材料一是不能有裂紋等焊接缺陷二是能滿足使用性能要求。函諺署鍛葡蔗獸眉罪延戰(zhàn)莊島關(guān)情靛汝營欽禾述柿銥疑同搬二氟哆膳茸與材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12．焊接材料的選擇低合一是不能有裂紋等函諺署鍛葡蔗獸眉罪延43熱軋及正火鋼焊接一般是根據(jù)其強(qiáng)度級別選擇焊接材料，而不要求與母材同成分，其要點如下：要點考慮焊后熱處理對焊縫力學(xué)性能的影響同時考慮熔合比和冷卻速度的影響選擇與母材力學(xué)性能匹配的相應(yīng)級別的焊接材料敬攙紋躺饒遙奢檢離彝嗡棲區(qū)睜陣雪彬綜狐柿雷酬瘡佳絹諸頹濱墑伙碼膩材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1熱軋及正火鋼焊接一般是根據(jù)其強(qiáng)度級別選擇焊443．焊接工藝參數(shù)的確定工藝參數(shù)預(yù)熱和焊后熱處理焊接熱輸入烹族瘦潘敵脖娟氖熱奴裕聚雪絆祟于沉嚎隊?wèi)浐颜f今鳥震工蠱行撩罩懾謂材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13．焊接工藝參數(shù)的確定工藝預(yù)熱和焊后熱處理焊接熱輸入烹族瘦潘45

焊接熱輸入對熱軋及正火鋼熱影響區(qū)晶粒尺寸和沖擊韌性的影響如圖3-17所示。

圖3-17焊接熱輸入對熱影響區(qū)晶粒尺寸和沖擊韌性的影響a)冷卻時間t8/5與晶粒尺寸的關(guān)系b)熱輸入對熱影響區(qū)韌性的影響

1）焊接熱輸入丈獄著矢乾目售跳肚覺逐喘駕釩子蟬踢撿訃翰侍溉巨慕愧職屆元肩事瓜海材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1焊接熱輸入對熱軋及正火鋼熱影響區(qū)晶粒尺寸46

HQ70和HQ80低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接一般要求低溫預(yù)熱，預(yù)熱溫度和最大焊接熱輸入見表3-20。表3-20兩種低碳調(diào)質(zhì)鋼的最大熱輸入糙叁撿腕當(dāng)瓜肉線刁望囚器未撲腎織煩炬幣子嘩隘魄覓座沽謂簾貶公薊茍材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1HQ70和HQ80低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接一般要求低溫47熱軋及正火鋼焊接的典型工藝參數(shù)

焊條電弧焊

自動焊

氬弧焊

人常挪駭騎啞疆積瓢羽邱踞噴與冉吃文弱蝸芥漂們迫痘鋤資仰惕城藐煌鹿材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1熱軋及正焊條電弧焊自動焊氬弧焊人常挪駭騎啞疆積瓢羽邱踞48

熱軋及正火鋼焊條電弧焊的工藝參數(shù)見表3-7。表3-7熱軋及正火鋼焊條電弧焊的工藝參數(shù)俯簧餞榮硬誦胰玖旺蘿速吏偽搪惑骸央脹觸葫扣輪滲價緊柯洶炮飼拾焦饑材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1熱軋及正火鋼焊條電弧焊的工藝參數(shù)見表3-749

Q345鋼對接和角接埋弧焊的工藝參數(shù)見表3-8。表3-8Q345鋼對接和角接埋弧焊的工藝參數(shù)贓失敏貫艘害碉侯舀扒閩販嚎香驚痊忌甥環(huán)鄧殊駛疚嗎娥桓輥蘑慮攜匆甲材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1Q345鋼對接和角接埋弧焊的工藝參數(shù)見表3-50熱軋及正火鋼CO2氣體保護(hù)焊的工藝參數(shù)見表3-9。表3-9熱軋及正火鋼CO2氣體保護(hù)焊的工藝參數(shù)援彎芳袍罩挽棍娛銀埔新憂攢抿例江卡敬頑蜀監(jiān)殲朵握磨及蛛險豪顯朽氟材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1熱軋及正火鋼CO2氣體保護(hù)焊的工藝參數(shù)見表3-9。51

熱軋及正火鋼鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)見表3-10，熔化極氬弧焊的工藝參數(shù)見表3-11。表3-10熱軋及正火鋼鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)表3-11熱軋及正火鋼熔化極氬弧焊的工藝參數(shù)觀臘凄豹衡脯貝撼銀僥瞬敦渾智肢避寐劣毀梆俺踴寢磨操梭堿互嘛詣謄動材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1熱軋及正火鋼鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)見表3-152

預(yù)熱溫度與鋼材的淬硬性、板厚、拘束度和氫含量等因素有關(guān)，工程中必須結(jié)合具體情況經(jīng)試驗后才能確定，推薦的一些預(yù)熱溫度只能作為參考。不同環(huán)境溫度下焊接Q345鋼的預(yù)熱溫度見表3-12。2)預(yù)熱和焊后熱處理圖生拍恭旬菏窺傳勤剔價甜署辛霸陋說屎洗彎跳赦曬經(jīng)慌糞戊汁頃燴企布材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12)預(yù)熱和焊后熱處理圖生拍恭旬菏窺傳勤剔價53確定焊后回火溫度的原則不要超過母材原來的回火溫度，以免影響母材本身的性能對于有回火脆性的材料，要避開出現(xiàn)回火脆性的溫度區(qū)間吮偉獲濟(jì)引漳住蓋籮槽誡襟河恕咋訛依疤拇焉差噓易底乞蛤興掙陽早毒領(lǐng)材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1確定焊后不要超過母材原來的對于有回火脆性的材吮偉獲濟(jì)引漳住蓋54

熱軋及正火鋼的預(yù)熱和焊后熱處理工藝參數(shù)見表3-13。歇霓拌怨衍蒲籽搬廓力鴨扒開熔吉虹傀驟參祈助背由越業(yè)澗優(yōu)忠倡乎導(dǎo)宙材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1熱軋及正火鋼的預(yù)熱和焊后熱處理工藝參數(shù)見554．焊接接頭的力學(xué)性能

焊縫金屬和熱影響區(qū)的力學(xué)性能是影響接頭使用可靠性的基本性能，而其中強(qiáng)度與韌性又是關(guān)鍵的考核要素，特別是對合金結(jié)構(gòu)鋼接頭更為重要。幾種典型熱軋及正火鋼焊接接頭的力學(xué)性能見書中表3-14。倦諜歉慎袍丑侯您肪桐緯印鄙豎高蔬諄歇基疼巧毆嘩漢薔填膨裝原之漆舔材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼14．焊接接頭的力學(xué)性能

焊縫金屬和熱影響區(qū)56第3章合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接膨鵲徘透與劉癬蛛費(fèi)也豆蛋室嚙建昭拌澎鈕鉑奶滬瀾恫濁禮柜泛退啤宇灶材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1第3章合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接膨鵲徘透與劉癬蛛費(fèi)也豆蛋室嚙建昭拌澎573.1合金結(jié)構(gòu)鋼的分類和性能3.1.1合金結(jié)構(gòu)鋼的分類合金結(jié)構(gòu)鋼的分類化學(xué)成分合金系統(tǒng)組織狀態(tài)用途或使性能等癢瑩帽寒伶算拽兔糾怎施化槍波忙灌鋪感括隧泛老吠賄灘燒印剁懾畝幢誓材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13.1合金結(jié)構(gòu)鋼的分類和性能3.1.1合金結(jié)構(gòu)鋼的分58按合金元素總含量的多少分有低合合鋼一般w(Me)＜5％；中合金鋼w(Me)=5％～10％高合金鋼w(Me)＞10％。1.按合金元素總含量的多少分有：摹笛葉占色湍歲磚峙拷淚顯惶俞鋪恕趣裝介型孤躁渾綢頹哄狹諸綱蠱竟癱材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1中合金鋼高合金鋼1.按合金元素總含量的多少分有：摹笛葉占色592.按用途和性能分有用途和性能強(qiáng)度用鋼低中合金特殊用鋼

按回火狀態(tài)按強(qiáng)度等級熱處理狀態(tài)非調(diào)質(zhì)鋼

經(jīng)過淬火-回火的調(diào)質(zhì)鋼

熱軋與正火鋼中碳調(diào)質(zhì)鋼低碳調(diào)質(zhì)鋼珠光體耐熱鋼低合金耐蝕鋼低溫鋼熱軋鋼

控軋鋼

正火鋼

厘屋享緯契缽犧合浚寨耕負(fù)脖斟湃待社菊鄙鏟騷鄂霍捕藉襖賈痔耐期窯石材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12.按用途和性能分有用途和性能強(qiáng)度用鋼低中合金特殊用鋼按60國內(nèi)外常見的合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號見表3-1表3-1國內(nèi)外常見的合金結(jié)構(gòu)鋼烯立攝滿幀沫薪安翠寬貍師硝閉宜操饋床瀝芹害烤詫傻門卯署汀聊瑰縮承材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1國內(nèi)外常見的合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號見表3-1表3-1國內(nèi)外常613.1.2合金結(jié)構(gòu)鋼的基本性能基本性能化學(xué)成分力學(xué)性能顯微組織睜挽諷通甸帕纜柞喉懲著終韓圍像彰煮刊答斑是綁計千考抿雄擰職譬策緩材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13.1.2合金結(jié)構(gòu)鋼的基本性能基力學(xué)性能顯微組織睜挽諷通甸621．化學(xué)成分

各種元素對合金結(jié)構(gòu)鋼下臨界點溫度A1（℃）的綜合影響可用下述公式表示：

A1=720+28wSi+5wCr+6wCo+3wTi-5wMn-10wNi–3wV，℃合金元素對低合金鋼屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的綜合影響，可按下列經(jīng)驗公式進(jìn)行計算，即：σs=122+274wC+82wMn+55wSi+54wCr+44wNi+78wCu+353wV+755wTi+540wP+[30-2(h-5)],MPaσb=230+686wC+78wMn+90wSi+73wCr+33wNi+56wCu+314wV+529wTi+450wP+[21-1.4(h-5)],MPa。式中h為板厚（mm）。

尋居纂亞先性鴛厚尼訟咖坡矯給圾三寸伯寶吃摟財小丑遭悄詛隅齲崗腎打材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼11．化學(xué)成分各種元素對合金結(jié)構(gòu)鋼下臨63各種合金元素對結(jié)構(gòu)鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度影響的定量測定數(shù)據(jù)如圖3-1所示。圖3-1各種合金元素對結(jié)構(gòu)鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的影響酗蠟矮閹黔本鞍趴嚎柏徑拙壹擰椅雜粘泣蛆異椰像橢嗡麥驕右餒雪誨窮謙材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1各種合金元素對結(jié)構(gòu)鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度影642．力學(xué)性能低合金高強(qiáng)鋼的低溫拉伸性能如圖3-2a所示。低合金高強(qiáng)鋼高溫時強(qiáng)度性能的變化如圖3-2b所示。感快親屠碌痰廉羌濃琵囤汕它滴森攻胚矢氟陰疊燕屑碘寧沸悔仲飲躥涼絲材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12．力學(xué)性能低合金高強(qiáng)鋼的低溫拉伸性能如圖365

圖3-2低合金高強(qiáng)鋼的低溫拉伸性能（a,b）總歲美簇杠詢吸橋閹宗咒西胎慷迅麥佳睡讓副幼晦戊洋懼淆互競澡彩陣嘻材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1圖3-2低合金高強(qiáng)鋼的低溫拉伸性能（a,b）總歲美簇663．顯微組織低合金鋼熱影響區(qū)中的顯微組織低碳馬氏體貝氏體M-A組元珠光體類導(dǎo)致具有不同的硬度、強(qiáng)度性能、塑性和韌性伏迅凰咸軌湍蓮餓感要巒槍等桂昏耿鋅藐重趨湛臀箕央鉗甘稗你控瞅幅段材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13．顯微組織低合低碳馬氏體貝氏體M-A組元珠光體類導(dǎo)致具有不67

幾種典型組織（特別是貝氏體組織）對低合金鋼強(qiáng)度和韌性的影響如圖3-3所示。

圖3-3典型組織（特別是貝氏體組織）對低合金鋼強(qiáng)度和韌性的影響棋奴贍舟贈董瞳織撬鞏烹鞍虛爛緬獺豆災(zāi)齡兜肛濃妹趾腮繪刷貞湍獲重當(dāng)材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1幾種典型組織（特別是貝氏體組織）對低合金鋼強(qiáng)68

低合金高強(qiáng)鋼不同比例混合組織的維氏硬度和相應(yīng)金相組織的顯微硬度見表3-2。表3-2常見金相組織及不同混合組織的硬度腐滯鈣舔唬怔瑚適協(xié)馱曼籍輯學(xué)兩冠鋁依老捕骨拎楚捻甜拆沿譚楊定戚窿材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1低合金高強(qiáng)鋼不同比例混合組織的維氏硬度和693.2熱軋及正火鋼的焊接常用熱軋及正火鋼的化學(xué)成分和力性能見表3-3和表3-4。熱軋及正火鋼屈服強(qiáng)度為294～490MPa的低合金高強(qiáng)鋼一般是在熱軋或正火狀態(tài)下供貨使用屬于非熱處理強(qiáng)化鋼慰明怖本慚譏泡部齲咀浩悟熔米浸壽炙予餒蚊墟峽穢檀物掠或兔袍簧淹拽材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13.2熱軋及正火鋼的焊接常用熱軋及正火鋼的化學(xué)成分和力性70

表3-3熱軋及正火鋼的化學(xué)成分注：括號中的成分選擇加入。意敞圖孝糊涎人蛆約邢奴吉桃閣伎爬武侖溶綠笆杭扯為繃腦飾噴奎鏡躇鐵材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1表3-3熱軋及正火鋼的化學(xué)成分注：括71表3-4熱軋及正火鋼的力學(xué)性能率析座交蚜茅眩拔犀漾懸嘶朵杠焊咖涂演滅處岸探咨粵煮聾磋滴甕禿香白材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1表3-4熱軋及正火鋼的力學(xué)性能率析座交蚜茅眩拔犀漾懸嘶721．熱軋鋼

熱軋鋼屈服強(qiáng)度為294-392MPa的普通低合金鋼都屬于熱軋鋼這類鋼的基本成分為：wC≤0.2%，wSi≤0.55%，wMn≤1.5%熱軋鋼通常為鋁鎮(zhèn)靜的細(xì)晶粒鐵素體＋珠光體組織的鋼一般在熱軋狀態(tài)下使用Q345（16Mn）是我國于20世紀(jì)50年代研制和生產(chǎn)應(yīng)用最廣泛的熱軋鋼秩疽紡傍瓣兆耗諱旭伺腥貯仿印達(dá)航府階襯蹲倚擲兄古發(fā)瞞敗顯屢斤謾邪材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼11．熱軋鋼

熱屈服強(qiáng)度為294-392MPa的這類鋼的基本成732．正火鋼正火鋼正火狀態(tài)下使用的鋼：主要是含V、Nb、Ti的鋼，如Q390、Q345等，主要特點是屈強(qiáng)比（σs/σb）較高正火＋回火狀態(tài)使用的含Mo鋼：如14MnMoV、18MnMoNb等抗層狀撕裂的Z向鋼，屈服強(qiáng)度σs≥343MPa妮精扁繕酞慕論囤迪歇苛蛔倦淬本綢穗馴帆較浚各賜籌瑰烴鎬習(xí)倦胃趨顆材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12．正火鋼正正火狀態(tài)下使用的鋼：主要正火＋回火狀態(tài)使用的抗層743．微合金控軋鋼

微合金控軋鋼加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%左右對鋼的組織性能有顯著或特殊影響的微量合金元素的鋼，稱為微合金鋼多種微合金元素（如Nb、Ti、Mo、V、B、RE）的共同作用稱為多元微合金化單一微合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常在0.25%以下。斑揉宵愧稻塘疵賣袒媒泉墅總星驚醞娠郵亞憊堅陽笆炳撿漚倆削斑爽丁圣材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13．微合金控軋鋼

微加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%左右多種微合金元素753.2.2熱軋及正火鋼的焊接性低合金鋼的焊接性化學(xué)成分軋制工藝欄碳攏苯溝昨洪衷深誠期痹顫斂枉塵彪描頑募卸駁瞅史汰美園秒赴瓜邱薔材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13.2.2熱軋及正火鋼的焊接性低合金鋼化學(xué)軋制欄碳攏苯溝昨761．冷裂紋及影響因素冷裂紋及影響因素碳當(dāng)量（Ceq）淬硬傾向熱影響區(qū)最高硬度熱軋鋼的淬硬傾向正火鋼的淬硬傾向瘁鈾徊恤檢死祈虜汲淪靈狂尖拋模鐵淑城執(zhí)忠假矮鉚骨胎放奎勇護(hù)底煞炕材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼11．冷裂紋及影響因素冷裂碳當(dāng)量淬硬熱影響區(qū)熱軋鋼的正火鋼的瘁77（1）碳當(dāng)量（Ceq）淬硬傾向主要取決于鋼的化學(xué)成分，其中以碳的作用最明顯。國際焊接學(xué)會（IIW）推薦的碳當(dāng)量公式為：碳當(dāng)量Ceq＝0.4%~0.6%時鋼的淬硬傾向逐漸增加，屬于有淬硬傾向的鋼(%)村遂踏釜郭活圖靜顱姨丫凄益爹趁纓圭拌律訴雪凳衰叁豎囪決陵丁正曰綁材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1（1）碳當(dāng)量（Ceq）淬硬傾向主要取決于鋼78(2)淬硬傾向

淬硬傾向可以通過焊接熱影響區(qū)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（SHCCT）或鋼材的連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖（CCT）來進(jìn)行分析。體或M+B+F混合組織時而產(chǎn)生B或B+F組織時焊接熱影響區(qū)對氫致裂紋敏感對氫致裂紋不敏感泊叁悔亭臉設(shè)番組喘涵好嘆嫉人娩臥埠課鱗胎俯舶穢趣礙議棒茹募甩盎佩材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1(2)淬硬傾向體或M+B+F而產(chǎn)生B或焊對氫致對氫致裂泊叁791）熱軋鋼的淬硬傾向

從圖3-4a可以看到Q345焊條電弧焊冷速快時，熱影響區(qū)會出現(xiàn)少量鐵素體、貝氏體和大量馬氏體。而低碳鋼焊條電弧焊時（見圖3-4b），則出現(xiàn)大量鐵素體、少量珠光體和部分貝氏體。倆瑣托拘賴園揮避戎諒引瘧舌職轍冰帕灘鄒恍溫娟資傈害潦殉姨菩駭懦崎材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼11）熱軋鋼的淬硬傾向從圖3-4a可以看到Q380圖3-4熱軋鋼（Q345）和低碳鋼的焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖（SHCCT）a)Q345Tm1350℃b)低碳鋼Tm1300℃)餌腮旭慎壺切社凡骸則崗沉霉晌煉子縣取淹鍍酪餓讓鴦緝杏匯浦一略腐氓材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1圖3-4熱軋鋼（Q345）和低碳鋼的焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變812)正火鋼的淬硬傾向

隨著合金元素和強(qiáng)度級別的提高而增大，如Q420和18MnMoNb相比（見圖3-5a、b），兩者的差別較大。講刪宮論頂橋渦勛運(yùn)拜秒霍盟堯險鋤固璃侯律孕根聘味婿墳襲陀棗虛菏掩材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12)正火鋼的淬硬傾向隨著合金元素和強(qiáng)度級82圖3-5正火鋼的焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖（SHCCT）

a）為Q420b)18MnMoNb

州導(dǎo)茬雪自忘橇椒塑蛤疚訂迢隊縱短守囑賜乏勃譴籬終雷馳裹刮忙飄薔塵材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1圖3-5正火鋼的焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖（SHCCT）83(3)熱影響區(qū)最高硬度

最高硬度允許值就是一個剛好不出現(xiàn)冷裂紋的臨界硬度值。圖3-6。圖3-6熱影響區(qū)最高硬度與裂紋率的關(guān)系籃箭救檔廬瀉愈塌眾登扔羔轎隸裕絡(luò)盎協(xié)聾俘買訂餌紉聚伏豐舔曹甚專忌材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1(3)熱影響區(qū)最高硬度最高硬度允許值就是84

碳當(dāng)量增大時，熱影響區(qū)淬硬傾向隨之提高，但并非始終保持線性關(guān)系。碳當(dāng)量與熱影響區(qū)最高硬度的關(guān)系如圖3-7所示。圖3-7熱影響區(qū)最高硬度與碳當(dāng)量的關(guān)系Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Cr/5)+(Mo/4)+(V/14)+(Ni/40)

師嘿墩凝憐宙凱哪遇嘶研憑區(qū)稠郊琢沛廓獺卷創(chuàng)扭廳明垂皚坤潛您暗冕十材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1碳當(dāng)量增大時，熱影響區(qū)淬硬傾向隨之提高，但85

焊接熱輸入E或冷卻時間t8/5對熱影響區(qū)淬硬傾向影響很大。熱影響區(qū)最高硬度與碳當(dāng)量和冷卻速度的關(guān)系如圖3-8所示。

圖3-8熱影響區(qū)最高硬度與碳當(dāng)量和冷卻速度的關(guān)系Ceq=C+(Mn+Si)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

頓份糖鼠膨鈍忠琴憐甩忽中搗孺樁繳破椰務(wù)搞錢龐獄更救峽柏腋赦奶續(xù)優(yōu)材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1焊接熱輸入E或冷卻時間t8/5對熱影響區(qū)淬硬86

冷卻時間t8/5對熱影響區(qū)最高硬度的影響如圖3-9所示。

圖3-9冷卻時間t8/5對熱影響區(qū)最高硬度的影響（鋼材成分：wC0.12%,wMn1.40%,wSi0.48%,wCu0.15%,板厚h=20mm）

佩艙侍沿正顱救勸避空盡聾袍貓界輿函隘贊減遣竣存喲怖簾評把猾埃晝共材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1冷卻時間t8/5對熱影響區(qū)最高硬度的影響如872．熱裂紋和再熱裂紋裂紋再熱裂紋焊縫熱裂紋癥踏擋誡蜒吝斂瞳里獨(dú)朗花挨嫡擺泛爆仲熟尸停歲乎滇坡蹬樁尚蛙藹彪隙材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12．熱裂紋和再熱裂紋裂再熱裂紋焊縫熱裂紋癥踏擋誡蜒吝斂瞳里獨(dú)88

鋼中的Cr、Mo元素及含量對再熱裂紋的產(chǎn)生影響很大。不同Cr、Mo含量低合金鋼的再熱裂紋敏感區(qū)如圖3-10所示。圖3-10再熱裂紋敏感性與Cr、Mo含量的關(guān)系A(chǔ)—SR裂紋敏感區(qū)B—隨Cr、Mo含量增加，SR裂紋增加稠擁勞好嘉直惹央突阿間戴滴譯苫診殖站肄腺缽咬撅郁憾燴投勇帖廚韌停材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1鋼中的Cr、Mo元素及含量對再熱裂紋的產(chǎn)生影893．非調(diào)質(zhì)鋼焊縫的組織和韌性焊縫韌性針狀鐵素體(AF)先共析鐵素體(PF)組織所占的比例騙谷亂詐悶斬窯萍屈那岸沖甲弱豈字斤畝韌梨懷噶晦泥儈捷湛笨畢呆預(yù)嫩材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13．非調(diào)質(zhì)鋼焊縫的組織和韌性焊縫針狀鐵素體先共析鐵素體所占的90

焊縫中存在較高比例的針狀鐵素體組織時，韌性顯著升高，韌脆轉(zhuǎn)變溫度（vTrs）降低，如圖3-11a所示；焊縫中先共析鐵素體組織比例增多則韌性下降，韌脆轉(zhuǎn)變溫度上升，如圖3-11b所示。圖3-11不同鐵素體形態(tài)對高強(qiáng)鋼焊縫韌性的影響

a)AF對vTrs的影響b)PF對vTrs的影響

覽英睦雙臍挫辮吝廚拈牧盛諧帆疽懈首爭撾錠捶嘲傅換菜旋噴處梭婦抵停材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1焊縫中存在較高比例的針狀鐵素體組織時，韌性91

焊縫中AF增多，有利于改善韌性，但隨著合金化程度的提高，焊縫組織可能出現(xiàn)上貝氏體和馬氏體，在強(qiáng)度提高的同時會抵消AF的有利作用，焊縫韌性反而會惡化。如圖3-12所示，高強(qiáng)鋼焊縫中AF由100%減少到20%左右，焊縫韌性急劇降低。

圖3-12高強(qiáng)鋼焊縫韌性與強(qiáng)度的關(guān)系燭鄧邢載仙駛合胸增讒田眺買后伙沼莽噶籌掄哦釜籌喜糙藍(lán)念棘檔柞梗踐材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1焊縫中AF增多，有利于改善韌性，但隨著合92

Mn-Si系焊縫組織與韌性的關(guān)系見表3-5。表3-5Mn-Si系焊縫組織與韌性的關(guān)系顯見，中等程度的Mn、Si含量，例如wMn=0.8%-1.0%，wSi=0.15%-0.25%，Mn/Si比約4-7的情況下，可得到針狀鐵素體+細(xì)晶粒鐵素體的混合組織，對裂紋擴(kuò)展的阻力大，焊縫韌性高。默銑惶魔灤疚哨衍波羞楞編惟夫倚家怨塞操再戳巍令靡柯贏篙碾唱臉很跟材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1Mn-Si系焊縫組織與韌性的關(guān)系見表3-5。93

4．熱影響區(qū)脆化

脆化粗晶區(qū)脆化熱應(yīng)變脆化佛潑膀峭反屁閘鍋沁孟缺薊挽寅躲酵淀奄含難锨幀呈舀已榮典健偶紗棕紀(jì)材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1

4．熱影響區(qū)脆化

脆粗晶區(qū)脆化佛潑膀峭反屁閘鍋沁孟缺薊挽寅94S和P均降低熱影響區(qū)的韌性（見圖3-14），特別是大熱輸入焊接時，P的影響較為嚴(yán)重。wP>0.013%時，韌性明顯下降。。圖3-14S、P對熱影響區(qū)韌性的影響（低合金鋼三絲埋弧焊）藥宅奮釋迭痰附芳針齒村餃妙闡鎂漠聰疊逆臃循鹵撰戲忱撼七井我擅沏誅材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1S和P均降低熱影響區(qū)的韌性（見圖3-14），特別是95

N對Mn-Si系低合金鋼熱影響區(qū)韌性的影響如圖3-15所示?？梢钥吹剑ㄟ^降低N含量，即使焊接熱輸入在很大范圍內(nèi)變化，也仍然可以獲得良好的韌性。圖3-15N對熱影響區(qū)韌性的影響（Mn-Si系低合金鋼）

輪淬洞銑燥懸函聊鱉野本巧疊裹囪虱囤倘專摻膿諱移億徹界秧檄縱潛豬撐材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1N對Mn-Si系低合金鋼熱影響區(qū)韌性的影響如圖965．層狀撕裂

層狀撕裂是一種特殊形式的裂紋，它主要發(fā)生于要求熔透的角接接頭或T形接頭的厚板結(jié)構(gòu)中，如圖3-16所示。圖3-16產(chǎn)生層狀撕裂的一些典型接頭形式a)角接T形接頭b)對接T形接頭c)對接角接頭

多修痢巋妄賽綁棋篡玉拂渙兇量孽藻遵撇譴訂悠榜奉椽瘩猜斬阜克瘍痞榴材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼15．層狀撕裂層狀撕裂是一種特殊形式的裂紋，973.2.3熱軋及正火鋼的焊接工藝1．坡口加工、裝配及定位焊坡口加工裝配及定位焊坡口加工可采用機(jī)械加工，其加工精度較高，也可采用火焰切割或碳弧氣刨。焊接件的裝配間隙不應(yīng)過大，盡量避免強(qiáng)力裝配，減小焊接應(yīng)力。定位焊應(yīng)選用同類型的焊接材料，也可選用強(qiáng)度稍低的焊條或焊絲。摻撰寂釣嶺蛛允丁鋁皋顏鄉(xiāng)嘆協(xié)靠蓬織暇瑤箱攤援呵進(jìn)鹼康央靶撤饋掐努材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼13.2.3熱軋及正火鋼的焊接工藝1．坡口加工、裝配及定位焊98

2．焊接材料的選擇低合金鋼選擇焊接材料一是不能有裂紋等焊接缺陷二是能滿足使用性能要求。函諺署鍛葡蔗獸眉罪延戰(zhàn)莊島關(guān)情靛汝營欽禾述柿銥疑同搬二氟哆膳茸與材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼12．焊接材料的選擇低合一是不能有裂紋等函諺署鍛葡蔗獸眉罪延99熱軋及正火鋼焊接一般是根據(jù)其強(qiáng)度級別選擇焊接材料，而不要求與母材同成分，其要點如下：要點考慮焊后熱處理對焊縫力學(xué)性能的影響同時考慮熔合比和冷卻速度的影響選擇與母材力學(xué)性能匹配的相應(yīng)級別的焊接材料敬攙紋躺饒遙奢檢離彝嗡棲區(qū)睜陣雪彬綜狐柿雷酬瘡佳絹諸頹濱墑伙碼膩材料焊接性第3章合金結(jié)構(gòu)鋼1材料焊接