q890高强钢焊接接头裂纹及显微组织分析

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1、焊接70eldlh~lQ89o高强钢焊接接头裂纹及显微组织分析Crsc~龇ⅡiG◎s位@臼@i皿◎ⅡI他e~qsgoHiglsSSe~iShSSee~l文／山东大学材料科学与工程学院张鹏飞王娟李亚江摘要：本文对Q890~碳调质高强钢进行铁研试验，分析焊接热输入和焊接材料对Q890高强钢焊接接头裂纹及显微组织的影Ⅱ向；采用金相显微镜对接头显微组织、裂纹形态进行研究。试验结果表明：采用MK·GHS80~aMK·GHS90焊丝，焊接热输入控制在12—19kJ／cmBl,，焊接接头根部裂纹率均<20％，且采用MK·GHS90焊丝，接头平均根部裂纹率远小于采用MK·GHS

2、80焊丝：接头裂纹起源于焊道根部熔合区处，沿熔合区扩展，当主裂纹所承受的应力较小而扩展所需的塑形变形功较大时，扩展阻力增大，裂纹停止扩展，接头裂纹具有明显的穿晶断裂特征。关键词：Q890高强钢：焊接热输入；焊丝；显微组织：裂纹近年来随着工程机械、煤矿机械、建筑钢结显微组织，裂纹形态进行研究，试验结果为合构产业的迅猛发展，对钢材的强度和使用可靠性理选择焊接工艺参数、控制裂纹产生及有效防提出了迫切需求～。Q89o钢是屈服强度为890MPa止提供理论依据和试验基础。级低合金高强钢，具有强度高、塑韧性较好，而且在很多复杂形变的条件下组织相对稳定，对1试验材料与方法焊接接

3、头的性能具有良好的保证。但由于Qs9o铁研试验所用母材为调质态Q89o高强钢，钢碳当量较高，焊接裂纹和缺口敏感性较强，所用焊丝为MK·GHS80和MK·GHS90。通过进因此焊接易出现断裂和疲劳强度低等缺点，因行斜Y型坡口铁研试验，研究QS9OO高强钢焊接此应采用合理的焊接材料、严格控制焊接工艺与MK·GHS80和MK·GHS90焊丝的匹配性，分参数防止焊接缺陷的产生，从而保证接头的性析焊接热输入对焊接接头显微组织及铁研试样能要求。裂纹率的影响，同时对焊接接头裂纹形态和萌本文采用斜Y坡口铁研试验，分析了在不同生扩展机制进行分析。焊接热输入条件下，MK·GHS80

4、和MK·GHS90焊接设备为日本松下生产PanasonicKHⅡ--6O0两种强度级别的焊丝对焊接接头裂纹及显微组型气体保护焊焊机，所用保护型气体为80％Ar织的影响，并对焊接接头裂纹萌生，扩展及形+20％C0，，气体流量为15L／rain。试验分组为四态进行研究。通过金相显微镜对Q89o焊接接头组，分别采用MK·GHS80和MK·GHS90焊丝在作者简介：张鹏飞(1989一)，男，山东大学硕上研究生，主要从事高强钢连接研究。现代焊接2014年第1期总第133期J一39焊接，￡。"lOeldlnq板，淬硬性大，冷裂纹倾向大。而在焊前预热编号试验条件焊接速度(cm

5、／s)焊接热输入(kJ／cm100～150。【=的条件下进行焊接，可以延迟冷却，A1MK·GHS一90不预热0．44～0．73l2．12～21．47A2MK·GHS一80不预热0．46～O馏9l0．33-l9．45降低冷却速度，有效细化焊缝晶粒。A3MK·GHS一90预热100～150~C0．41-0．8510．86-21．71对A3和A4两组焊接试板横剖后在其根部发A4MK·GHS一80预热100～150~C0．41-0．741，4n~99Rq现裂纹，计算两组试板焊接接头的根部裂纹率。不预热和预热100～150℃下进行焊接，环境温度图1为不同焊丝，焊接热输入与

6、根部裂纹率的关为23～27℃，电弧电压为30V，焊接电流为295～系。从图1中可以看出采用MK·GHS90焊丝时焊315A，焊接速度为0．41～0．89cm／s。各组焊接工艺接接头根部裂纹率均<20％，且其平均根部裂参数详见附表。纹率远小于采用MK·GHS80焊丝进行焊接，而焊接用焊丝直径为1．2mm。试板焊后在室温采用MK·GHS80焊丝时，当焊接热输入在12—下冷却24h以上，进行表面裂纹率和根部裂纹19kJ／cm附近时，其接头根部裂纹率<20％。对率的测定和统计。对所有对接裂纹试板进行表两种强度级别焊丝焊缝金属显微组织的观察结面裂纹观察，根据热输入大小选取

7、部分焊接试果表明，焊缝组织特征主要是大量针状铁素体、板进行线切割，每个试验焊道截取5段。经磨制，贝氏体和板条状马氏体。先共析铁素体沿着奥抛光制备出金相试样。采用5％硝酸酒精溶液腐氏体晶界呈网状分布，使得抗裂纹扩展性减弱。蚀试样45s。在XJP一6A金相显微镜下观察接头显由于采用MK·GHS80焊丝和MK·GHS90焊丝焊微组织和裂纹形态。缝中合金元素Mo、Ni和cu含量较多，提高了奥氏体的稳定性，先共析铁素体已不再析出，大2试验结果及分析量针状铁素体析出提高了焊接接头的韧性。2．1接头裂纹率从图1中可以看出当焊接热输入过大时，焊高强钢焊接时，由于材料的淬硬性较大

8、，缝的裂纹率较高。这是因