高强钢焊接技术在工程中应用.doc

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1、高强钢焊接技术在工程中应用2014年2月24日摘要:高强钢被广泛应用,焊接是关键一：高强钢的应用发展状况随着现代科技的发展，对各种新型材料新技术的需求越来越迫切，高强钢就是其中一种，对于高强钢的定义，国际上没有统一标准，一般认为屈服强度大于等于３４０MPA的钢材为高强钢。以高强钢筋为例，世界各国标准对钢筋的强度级别或牌号的设置不尽相同，但大致可分为300MPa(低)、400MPa(中)和500MPa(高)3组，考虑到各国的具体情况，又分为可焊与非可焊或者抗震与非抗震。从强度级别来看，我国335MPa钢筋的实际用量为60%左右，主力强度是低强度

2、级别；日本与美国的主力强度级别是400MPa(420MPa)，属于中强度级别；欧洲、英国、澳大利亚与新西兰的主力强度级别是500MPa，属于高强度级别。尤其是在英国与欧洲的标准中，高强化的趋势更加明显。英国原来标准中的强度等级为460MPa，欧洲为450MPa，在标准一体化的过程中，欧洲共同体采用了英国标准，统一到500MPa，提高了钢筋的应用强度。由于高强钢强度的大副提高，所以在工程施工过程中，使用高强钢可以减少钢材用量保证工程质量及结构力学性能不变，这样不仅节省资金，又减轻结构本身的重量，由于减轻了自重，对于车辆、船舶、工程机械等运行结构

3、，可以节约能源、提高运载力和工作效率；由于减少了焊接工作量，为野外施工、吊装创造了条件；并且高强钢韧性和综合性能好，可以大大提高设备的耐用性，延长其使用寿命，由于钢材用量的降低，焊接工作量的减少，焊材使用量的减少，总体上降低的二氧化碳的排放，对于环境保护，雾霾的治理都有积极的作用。二：高强钢的成分和性能特点为达到高强钢的各种指标，一般在冶炼过程中加入一定的特种元素，以提高钢材的屈服强度和其他性能指标，由于其他元素的加入，碳当量提高，钢材的淬硬性增强，焊接性降低，过去传统高强钢只注重钢材本身的性能，对焊接性考虑很少，所以在使用过程中，若还用普通

4、钢材的焊接工艺，焊缝产生气孔和裂纹等缺陷的概率大增加，为防止这一现象，现在高强钢冶炼则是从提高钢的强韧性及改善焊接性两个方面入手解决新钢种的冶金问题：１．成分设计思想打破传统的C、Mn、Si系钢的设计思想，而是采用降碳、多种微量元素（如V、Nb、Ti、Cu、Re、B等）合金化，并通过控轧控冷（TMCP）工艺提高强度，保证综合的力学性能。该类钢种具有如下成分特征：①降碳，是为了改善塑性、韧性和焊接性：碳是最主要的强化元素，但会强烈的恶化塑韧性和焊接性。因此，新钢种都严格控制碳含量，如X70、X80钢中的碳含量小于0.07％，有的甚至达到超低碳（

5、0.03%以下)水平。②微合金化技术：通过向钢中加入少量合金元素如Ti、V、Nb、Al、Re、B等细化晶粒、净化基体，并实现沉淀强化[细小弥散的碳氮化物、氧化物{如TiN、Ti(C、N)、TiO等}，其中Ti的细化晶粒作用最强。③高洁净化：通过精炼，清除杂质，净化基体，控制S、P、O、N、H的含量。A．钢中杂质：普低钢：S+P+O+N+H<250PPm；B．经济洁净钢:S+P+O+N+H<120PPm；C．超洁净钢:S+P+O+N+H<50PPm(我国微合金钢杂质含量水平:w(S)、w(P)≤30PPm，w(O)≤10PPm，w(H)≤1PP

6、m)２．轧钢工艺采用控轧控冷（TMCP）新技术，即控轧后立即加速冷却，以细化晶粒，在提高强度的同时提高塑韧性。、传统的细晶粒钢：晶粒直径<100μm。TMCP细晶钢：晶粒直径＝10～50μm；超细晶粒钢：晶粒直径＝0.1～10μm。。３．提高焊接性要求:冷裂纹敏感系数：Pcm≤0.2%；碳当量：CE≤0.4%采用上述技术思想已经开发出了多种新钢种，如结构钢、压力容器用钢、建筑用钢、海上采油平台用钢、管线钢X60、X65、X70、X80、X100、X120。对于X80以下的钢级，我国已经能够正常生产并供货。我国管线钢的应用和起步较晚，过去已铺设

7、的油、气管线大部分采用Q235和16Mn钢。“六五”期间，我国开始按照API标准研制X60、X65管线钢，并成功地与进口钢管一起用于管线敷设。90年代初宝钢、武钢又相继开发了高强高韧性的X70管线钢，并在涩宁兰管道工程上得到成功应用。三：高强钢在我国的发展和现状我国钢产量已突破7亿吨，成为世界第一大钢钢材生产国和钢材消耗国。品种和质量也在迅速发展和提高，但高强钢的应用与普及和发达国家相比还远远落后，随着近几年我国现代工业化完成，我国高强钢在的应用日益广泛，越来越受到工程界的重视。并得到得较快发展，已广泛应用于民用设施、工业设施、国防建设和航天

8、科技等各个领域，如楼房建筑、高压管道、压力容器、石油储罐、船舶舰艇、桥梁、建筑结构、铁路重轨、起重设备、矿山设备、电站设备、大型高炉、电力设备、化工设备、汽车车辆、