低焊接裂纹敏感性钢WDL690D可焊性研究.pdf

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1、2014年·第1期技术与研究中国材料科技与设备(双月刊)低焊接裂纹敏感性钢WDL69OD可焊性研究张开广，陈颜堂，刘文斌，童明伟，黄静(武汉钢铁(集团)公司研究院，湖北武汉430080)摘要：本文针对WDIN90D钢进行了焊接工艺试验研究，确定了钢种合适的焊接预热温度、层间温度，考察了钢板抗冷裂纹敏感性、再热裂纹敏感性，为其工程应用提供数据支撑。关键词：可焊性试验；裂纹敏感性；工程应用中图分类号：TG142．1文献标识码：A需预热或稍加预热(预热温度不超过5O℃)即不产生焊接0前言裂纹，因而其在液化气球罐、石油储罐等压力容器方面得

2、到广泛使用_2J。钢材在焊接过程中，因焊接所引起的各种裂纹，统称本文针对武汉钢铁集团公司研发的WDL690D钢进行为焊接裂纹。焊接裂纹是钢材在后续使用过程中最为危险了焊接工艺试验，确定了钢种合适的焊接预热温度、层问的缺陷之一，而裂纹敏感性是评判钢材焊接性能优劣的重温度，评定其抗裂纹敏感性，为该钢的工程应用提供数据要项目。降低钢的焊接裂纹敏感性，生产并应用低焊接裂支撑。纹敏感性钢是冶金以及焊接行业的共同追求[1一。二十世纪七十年代，冶金行业研制开发出一种具有优1试验材料良焊接性能的低合金高强度调质钢～低焊接裂纹敏感性钢(简称CF钢)

3、，典型钢种例如日本的TEN62CF、HIT—试验材料为武钢热轧总厂生产的16mm、38mm、50mmEN62U以及武汉钢铁集团公司研发的wDL69OD等。在一工业性钢板。钢板化学成分、力学性能见表1、表2所示。定厚度规格范围内，如不大于50mm时，此类钢种焊前不表1WDL690D钢化学成分(质量分数，)拉伸试验(横向)冲击试验(纵向)检验项目规格／ramR1，／MPaR／MPaA／一20℃KV2／J技术要求≥560690~820≥16．0≥1001668072018．O170164l8838实测值70575018．O158186l

4、725069074519．O160169170试验用焊接材料为J7O7RH低氢钠型药皮焊条(44．0mm)，主要化学成分为：0．053C，0．19Si，2试验过程及结果1．38Mn，0．014P，0．005S，2．47％Ni，0．36Mo。2．1冷裂纹敏感性试验焊条熔敷金属扩散氢含量≤5．0ml／100g，焊前400~C烘焙冷裂纹是由拘束应力、淬硬组织和钢中氢的作用下产2h，随烘随用。生的裂纹，是焊接中出现较普遍的一种裂纹，而且也难以*作者简介：张开广(1979一)，男，工程师，主要从事高性能结构钢方面的研究。E-mail：zhk

5、g001@163．corn·54·http：／／www．cmasteq．con中国材料科技与设备(双月刊)低焊接裂纹敏感性钢WDI690D可焊性研究2014年·第1期横向对接焊接，开展斜Y、直Y冷裂纹敏感性试验。试件的形状、尺寸及焊接方法如图1所示。将试件按常温、50℃、75℃、100℃进行预热，每温度2件，焊接完成48h后进行试件表面裂纹无损检测，再采用机械加工的方式将试验焊缝等分成10rnm厚度试块，共1O段。经腐蚀后，用放大2O～30倍显微镜来检测剖切面(如图2)断面裂纹率，结果见表3。图1试件形状、尺寸及焊接方法示意图控制

6、——尤其是当焊接低、中合金钢时，随着强度级别的提高，冷裂纹出现的倾向会越来越大。钢板斜Y、直Y冷裂纹试验通常被用来定性评定钢板焊接热影响区以及焊缝根部的冷裂纹敏感性，并以此最终确定钢板合适的焊前预

7、蔓基鹱处整盟_试搬处理热温度。由此对三种厚度规格WDL690D钢板取纵向试板，图2裂纹检验试样示意图表3冷裂纹敏感性试样断面裂纹率(均值，)16mm厚度WDL690D钢板常温下焊接即未产生裂纹，金属区、38mm、50mm厚度钢板焊前50~C预热后未产生冷裂纹，试验结果表明钢种具有良好～的抗冷裂纹敏感性能，这对工程施工节约生产成本、改善工

8、艺、提高工程效益有较大的现实意义和经济效益。2．2层间温度确定试验切取38mm规格WDL690D纵向钢板，对其在不同焊接层问温度下施焊的焊接接头进行低温冲击试验，以此确定合适的焊接层间温度。试验标准为JB4708《钢制压力容图4层间温度试验样冲击检验结果器焊接工艺评定》、GB／T18591《焊接预热温度、道间温度及预热维持温度的测量指南》。试件形状及尺寸如图3，试结果显示，38ram钢板在不同焊接层间温度下(50～件按焊接冷裂纹敏感性试验确定的38ram厚度钢板最低预250℃)施焊，接头焊缝及热影响区冲击性能均符合力学性热温度50

9、℃进行预热。能要求，钢种施焊层间温度范围较大。厂2．3焊接再热裂纹敏感性试验A-A钢板焊后在一定温度范围再次加热(如消除应力热处理)时，由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹，叫做再热裂纹。为定性评定钢板再热裂纹敏感性，选取50mm厚度WDL