q345钢焊接裂纹原因分析

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1、i忘，ⅧmQ345~R焊接裂纹原因分析枷sis◎4屯@@lⅡgCrock文／郑州四维机电设备制造有限公司吕海洋贺睿何志松张俊峰摘要：本文通过对Q345钢焊接裂纹处母材化学成分检验、金相组织检验、硬度检测及断口扫描分析，分析出Q345~]焊接裂纹是由于母材C当量较高，其可焊性较差，需对Q345钢板进行焊前预热，可有效避免焊接裂纹的产生。关键词：Q345钢；焊接裂纹：焊前预热随着煤矿开采设备的生产能力和可靠性不1Q345钢富氩气体保护焊接工艺规范焊丝J焊丝直径l焊接电流l焊接电压l焊接速度断提高，液压支架的承载重量及稳定性要求也牌号l(mm)I

2、(A)l(v)l(ram／rain)越来越高，液压支架开始朝着大配套、大阻力、1．2l280～300I29～31f300～350高可靠性方向发展，因此对液压支架结构件的焊接要求也越来越高。焊接裂纹是接头中局部区域的金属原子结合遭到破坏而形成的缝隙，缺口尖锐、长宽比大，在结构工作过程中会扩大，甚至会使结构突然断裂，所以裂纹是焊接接头中最危险的缺陷。Q345钢是低合金结构钢的一种，与普通碳素结构钢相比，具有强度高、耐腐蚀性好、用于工程结构制造重量轻、低温性能好等特点，在液压支架的生产中广泛使用，在焊接过程中图1焊接裂纹位置示意图出现裂纹的现象也

3、较为普遍。因此，针对Q345进行母材化学成分检验、金相组织检验、硬度钢分析其焊接裂纹也就十分有必要。检测及断口扫描分析。1检验材料与方法2试验结果及分析生产过程中，Q345钢焊接工艺为富氩气体2．1母材化学成分检验保护焊接，其工艺规范见表1。从焊接板母材上随机取样进行化学成分检针对生产过程中焊接裂纹位置进行取样，验，其结果见表2。如图1所示。由表2可见，该母材中的c元素、c当量已将焊接裂纹位置制成T型接头，并对裂纹处经超出了标准值的上限，而且其P含量也较高，作者简介．吕海洋(1984一)，男，河南科技大学材料成型及控制工程专业毕业，工艺院结

4、构件所所长，焊接工程师，目前从事煤矿机械焊接工艺研究工作。现代焊接2014年第1期总第133期J一41,9意f：；=验项日(：SiMnPS(：lNi(：IIMI1、(：E、杯准ff[≤0-20≤()．50≤170≤0．035≤0．035≤0．30≤0．50≤0．30≤()．10≤()．15≤0．4愉验ff{0_2l2n，’01．4440．0290．0ll0．0650．0l40．()l4()．0020．006f】．47表3焊接接头硬度检测结果【HB)其它元素则符合标准值。f：；=测位I母材Ix2l热影nl~,lIx2f焊缝Ix2检测值I199

5、；195；195l265；299；328l274；241；2412_2金相组织检验金相试样采川4％的硝酸酒精溶液腐蚀。对该试样进行金相显微组织观察，如图2所示，焊缝区组织为柱状枝品组织(板条状、针状铁素体+珠光体)，有部分魏氏组织．焊缝开裂在两侧枝品凝同的最后位置，垂直枝晶生长的方向，且断口末端有明显的疏松现象。2．3硬度检测(a)焊缝裂纹始端显徽组织lO0x(h)焊缝裂纹未端显微~ltLqlOO×针对焊接接头试样，分别对其上的母材、图2焊缝裂纹处金相组织示意网热影响以及焊缝一个域进行硬度检测。检测使用维氏硬度计，实验力为49．03N，保持

6、时为155。愉测结果见表3。从表3可以看出，焊缝区和热影~lajl~-的硬度高于母材。而在正常情况下，该处的硬度值高于母材。2．4断口扫描分析．『矧3断口扫描形貌示意清洁断口表面后进行断口扫描分析，如图3N示。艺应做相应的调整，需X,~Q345钢板焊前预热，该试样断口处枝品状形态比较的明显，断以减少焊缝开裂的可能性。口处疏松比较的严重，开裂为沿晶特征。3-2母材中有害元素P含量较高，极易形成液态综上所述，该焊接件母材n',jc元素、c当量薄膜，增加结晶裂纹倾向，应控制母材的P含量接近或高于GBf1591—2008q~Q345规定值的上限值．

7、说明该母材的可焊性较差，丁艺控制不合参考文献⋯刘毅，李、I融[。王娟，蒋庆磊等液JK支架JttQ55o—Q690高强钢接理很弈易产生裂纹，通常情况c当量大于0．4％，接头裂纹研StY[J]．现代焊接．20L13：15～17．尤其较厚板就需要预热处理，以减少凝固收缩I21J三凯岚．液压支『{】低合金调质高强钢的焊接⋯．一I吲煤炭】、产生较大的残余应力。同时母材中较高的P含量2007(12)：40-41I3】RoperJR，Burle3Fen)．Finilt-elemenlm{Melingof【lonlplext’lded极易形成液态薄膜，由于

8、液态薄膜强度低而使~；IFII{llslJ】lWeMingJournal2005．I}eceml42～45．应变集中，但同时其变形能力很差，翅性很低，I41Psai(L．Hart