异种钢HG785D+Q345B焊接性分析_工商管理

时间:2020-09-10 作者:poter
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【作者简介】陈毅刚(1960-),男,河北保定人,高级工程师,从事焊接工艺及设备研究。

1课题背景

海外某国需要一种特殊的运输设备,在一个关键部位设计选择了HG785D(厚度45mm)与Q345B(厚度12mm)形成的异种钢焊接结构。

由于HG785D的特殊性,按照常规思路为保证焊接质量,要采取一系列(包括焊前预热、焊后缓冷等)措施,这亦将大幅度增加生产成本,降低生产线效率,恶化工程经济性[1]。

2焊接性分析

异种金属的焊接存在以下几个必须要解决的问题,不同的母材之间的冶金问题,母材与填充金属之间的冶金问题,焊接工艺上的问题等。

2.1碳当量法评估钢材的冷裂纹倾向

钢材的化学成份对焊接热影响区的淬硬与冷裂纹倾向有

着重要的影响,Q345B的碳当量:

CE(AWS)=0.28

HG785D的碳当量:

CE(JIS)=0.50

Q345B的碳当量值为0.28,且其厚度为12mm,因此Q345B焊接性良好,不需要采取如焊前预热、焊后缓冷等工艺。

HG785D的碳当量值为0.50,且其厚度逸45mm,说明其焊接性相对较差,具有冷裂纹倾向。

2.2HG785D的热裂纹敏感系数

HCS=0.687

一般认为:HCS臆2时,不会产生热裂纹,金属材料的HCS与热裂纹敏感性呈正相关。

2.3HG785D的再热裂纹敏感系数

驻G忆=0.534

一般认为:驻G忆臆1.5时,对再热裂纹不敏感;1.5臆驻G忆<2时,对再热裂纹中等敏感性,驻G忆逸2时,对再热裂纹敏感。

因此HG785D对热裂纹与再热裂纹不敏感,对冷裂纹有

一定的敏感性[2-3]。故HG785D应选用ER70级别的焊丝,采取焊前预热,焊后缓冷的焊接工艺。这不仅增加成本,还将降低生产效率。

3焊接工艺评定

根据客户要求作焊接工艺评定(PQR),PQR合格后制定焊接工艺规程。

3.1焊接工艺评定设计的技术路线表(表1)

首先是保证工艺焊接性,其次验证使用焊接性。技术方案要点:淤焊接方法采用MAG焊。于焊丝选用原则为:低匹配原则[4];根据Q345B选用了ER50-6实芯焊丝。

为防止裂纹,根据预热与否、后热与否制定了多种方案并一一验证。榆试件接头型式:对接接头与T型接头。虞力学性能试验由全球领先的检验、鉴定、测试和认证机构SGS完成。

3.2预焊接工艺规程(PWPS)焊接规范(表2,表3)

4检测与试验报告分析

在焊接工艺评定设计技术路线表中,我们高度关注1号对接接头试板与4号T形接头的检测与试验结果。结果证明:检测与试验的结果合格。

HG785钢焊接HAZ最高硬度测定值:

我们的1号试板(常温焊接)HAZ最高硬度HV10仅为350。

5结论

根据HG785D与Q345B的焊接性分析和焊接工艺评定,根据低匹配原则选用了常规RE50-6焊丝,并且焊前不预热,焊后不缓冷的焊接工艺[5]。实践证明:既保证了焊接质量,又保证了生产效率,且经济性显著。

【参考文献】

【1】周振丰.焊接冶金学(金属焊接性)[M].北京:机械工业出版社,2000.

【2】李亚江.焊接冶金学(金属焊接性)(第2版)[M].北京:机械工业出版社,2016.

【3】陈祝年.焊接工程师手册[M].北京:机械工业出版社,2002.

【4】中国机械工程学会焊接分会.焊接词典(第3版)[M].北京:机械工业出版社,2008.

【5】黄石生.焊接方法与过程控制基础[M].北京:机械工业出版社,2014.

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