分析0mpa水电钢不同焊接热输入下焊接性能分析

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1、第38卷第1期l&l尔f百孟VoLj0．12016年2月MetallurgyFebruary2016Shandong试验研究；600MPa水电钢不同焊接热输入下焊接性能分析刘金泉(山钢股份济南分公司技术中心，山东济南250101)摘要：采用埋弧焊，通过改变焊接工艺参数对600MPa水电钢进行单面焊双面成型对接，运用金相显微镜、透射电镜观察了焊接接头的微观组织，并测试了焊接接头的力学性能。结果表明：接头焊缝组织为针状铁素体+先共析铁素体，随着焊接线能量的提高，先共析铁素体含量逐渐增加；热影响区组织为板条贝氏体+粒状贝氏体，随着线能量的提高，

2、晶粒长大。焊接线能量为25～35l(J／cm，钢的强度、低温冲击性能具有较高的富余量。JH61OCFD钢的最佳焊接线能量为≤35kJ／cm。关键词：JH61OCFD钢；埋弧焊；线能量；焊接接头；组织；力学性能中图分类号：TG406文献标识码：A文章编号：1004—4620(2016)01一o04_4一O3显微镜观察其金相组织，切取500Ixm薄片，磨至1前言100m，然后在5％高氯酸+95％乙酸溶液中电解双水电用钢主要包括水电站压力钢管、钢岔管、喷，在透射电镜下观察组织精细结构。蜗壳等承压部件，对材料、设计方法和焊接工艺等3试验结果及分析

3、都有特殊要求。JH61OCFD是济钢开发的600MPa级别水电钢，合金含量高，具有较高的抗拉强度和3．1焊接接头组织分析冲击韧性。为保证水电钢焊接质量的可靠性和稳图2是3种焊接工艺下焊缝及热影响区的金相定性，本研究进行了不同焊接热输入下的焊接试验，组织。从图2可以看出，焊接接头焊缝组织为针状以确定最佳焊接规范参数。铁素体+先共析铁素体，随着焊接线能量的提高，先共析铁素体含量逐渐增加；热影响区组织为板条贝2试验材料与方法氏体+粒状贝氏体，随着线能量的提高，晶粒长大，试验用母材为厚34mm的JH61OCFD钢板，试工艺3试验钢试样以粒状贝氏体

4、为主。板坡口结构及尺寸见图1。采用MZ一1250焊机进行不同焊接线能量焊接接头组织晶粒大小和组埋弧焊，采用直径为qb4．0mm的CHW—s9焊丝+织构成比例不同。随着线能量增大，冷却速度减CHF101焊剂，按照DL／T5017-2007规范要求对焊缓，高温停留时间延长，过冷度降低，导致形核率，长接材料进行烘焙，焊前试板预热至60～100℃，层间大速度比值变小，这就促使铁、碳原子扩散加快，焊温度控制在200oC以内，焊后消氢热处理温度为缝区、热影响区易于形成先共析铁素体和粗大的粒250℃，保温2h，焊接工艺参数见表1。状贝氏体⋯。3-2拉伸

5、试验拉伸试验试样断裂位置均在母材，拉伸性能见表2。试样断裂在母材，说明焊接热影响区强度高于母材，即在3个焊接工艺下，焊接接头过热区的强图1试验钢焊接坡口结构及尺寸度未受到焊接线能量的影响。表1试验钢焊接工艺参数3．8低温冲击试验编号嚣试验温度为一20℃，试验钢的冲击性能见表3。由表3中可以明显看出工艺1的低温冲击性能最好，工艺2的低温冲击性能好于工艺3。随焊接线能量的增加，冲击韧性值下降。当线能量增加到40按D坍50l7—2007的要求，对焊接接头进行拉kJ／cm时(工艺3)，焊缝区冲击韧性值下降不明显，伸试验、低温冲击试验，分别取焊缝和

6、热影响区试但热影响区冲击韧性值已降到60J，刚刚满足47J样，经4％硝酸酒精溶液腐蚀，用OLYMPUS型金相的工程要求。收稿日期：2015—12—08焊缝韧性取决于针状铁素体和先共析铁素体作者简介：刘金泉，男，1984年生，2007年毕业于东北大学材料成型及组织所占的比例。针状铁素体存在于原奥氏体晶控制工程专业。现为济钢技术中心工程师，从事新产品开发工作。44山东冶金第38卷工艺1、工艺2焊接后试验钢接头组织为针状铁恶化作用。工艺3焊接后M—A岛数量少，尺寸大，素体板条，组织内部含有大量位错，其平均位错密硬度高，易于成为解理断裂或二次裂纹

7、的起裂点，度大约为1O。～10条／cm，且由于铁素体向不同方从而导致热影响区的冲击韧性急剧降低(见图3f)。向生长，能有效分割原奥氏体晶粒，同时限制后形4结论成的铁素体长度，有效细化晶粒，得到细小晶粒尺寸的组织，是提高钢强韧性的主要原因(见图3a、图4．1在焊接线能量为25～35kJ／cm范围内焊接时，3b)。工艺3焊接后试验钢接头组织为先共析铁素JH610CFD钢的强度、低温冲击具有较高的富余量，体，准多边形状，且晶粒较大(见图3c)，导致其冲击满足水电项目用钢性能要求。韧性值降低。4．2在线能量≤35kJ／cm时，JH61OCFD钢焊

8、接热影当焊接线能量低时，钢板的冷却速度快，由于响区组织以板条贝氏体为主，并有少量粒状贝氏该钢种含碳量低，过冷奥氏体直接转变成板条贝氏体；在线能量35kJ／cm以上时，热影响区以粒状贝氏体及少量