HG70低合金高强钢焊接性研究

论文摘要

本文根据“低强匹配”的原则,选用HS-70焊丝,制定HG70低合金高强钢的焊接工艺后进行试验和分析。综合运用碳当量法、焊接冷裂敏感指数法、插销试验和斜Y坡口试验,研究了HG70低合金高强钢焊接冷裂敏感性。分析了在焊前不预热、预热100℃和预热150℃三种不同条件下,HG70钢CO2气体保护焊焊接接头的显微组织和力学性能,并用X射线衍射法分析了焊接接头不同区域的物相组成、晶胞参数和微观应变。研究结果表明,焊丝HS-70与母材HG70钢匹配性良好。10mm厚的HG70钢板具有一定的淬硬倾向,焊前应进行低温预热,以提高HG70低合金高强钢临界断裂应力,降低其冷裂敏感性;预热温度应控制在80～120℃。CO2气体保护焊焊接接头热影响区是其薄弱部位,但其强度、韧性等指标均能满足企业生产技术要求。焊接接头焊缝区、热影响区粗晶区、热影响区回火区的组织分别为针状铁素体+先共析铁素体、板条状马氏体+粒状贝氏体、回火索氏体,这种组织是HG70钢焊接接头强韧性的保证。随着焊前预热温度的增加,焊缝区针状铁素体数量增加,热影响区粗晶区马氏体组织比例减少,贝氏体组织增加,因而预热使焊接接头硬度稍有下降,淬硬倾向降低,塑性、韧性提高,而抗拉强度基本保持不变。X射线衍射分析结果表明,焊前预热100℃时,焊接接头各部位晶格畸变量较小且相对均匀,预热使焊接接头各部位微观应变趋于均匀,从而使其残余内应力稍有降低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 低合金高强度钢概述
• 1.1.1 低合金高强度钢的定义及分类
• 1.1.2 低合金高强钢的发展
• 1.2 焊接性概念及研究方法
• 1.2.1 焊接性及其影响因素
• 1.2.2 焊接性研究方法
• 1.3 低合金高强钢焊接性研究现状
• 1.3.1 低合金高强钢的焊接特点
• 1.3.2 焊缝强韧性匹配
• 1.3.3 低合金高强钢焊接裂纹
• 1.3.4 低合金高强钢组织性能研究
• 1.3.5 低合金高强钢焊接工艺
• 1.4 HG70低合金高强钢的特点与用途
• 1.5 本课题研究目的及意义
• 1.6 本课题研究内容和技术路线
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究技术路线
• 第2章 焊材与HG70钢焊接匹配性分析
• 2.1 前言
• 2.2 试验材料
• 2.2.1 母材
• 2.2.2 焊丝
• 2.2.3 焊条J507
• 2.3 HG70钢化学成分及组织性能分析
• 2.4 焊丝HS-70与HG70钢焊接匹配性分析
• 2.4.1 合金成分的匹配分析
• 2.4.2 焊丝熔敷金属力学性能分析
• 2.5 焊条J507与HG70钢焊接匹配性分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 HG70低合金高强钢焊接冷裂敏感性研究
• 3.1 前言
• EQ计算'>3.2 HG70钢碳当量C_EQ计算
• 3.3 HG70钢冷裂纹敏感性指数计算
• 3.4 HG70低合金高强钢插销试验
• 3.4.1 试验方法
• 3.4.2 插销试验结果及分析
• 3.5 斜Y坡口焊接裂纹试验
• 3.5.1 试验方法
• 3.5.2 料Y坡口焊接裂纹试验结果及分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 HG70低合金高强钢焊接接头组织性能分析
• 4.1 前言
• 2气体保护焊对接接头焊接试验'>4.2 CO₂气体保护焊对接接头焊接试验
• 4.2.1 焊接工艺
• 4.2.2 焊接接头力学性能试验取样
• 4.2.3 焊接接头室温拉伸试验
• 4.2.4 焊接接头冲击试验
• 4.2.5 焊接接头显微硬度试验
• 4.2.6 焊接接头金相组织分析
• 4.2.7 拉伸试样断口扫描
• 4.2.8 X射线衍射分析
• 4.3 焊接接头组织与性能分析
• 4.3.1 焊接接头宏观金相
• 4.3.2 焊接接头金相组织分析
• 4.3.3 焊接接头拉伸性能
• 4.3.4 焊接接头冲击韧性
• 4.3.5 焊接接头硬度
• 4.3.6 HG70钢焊接接头X射线衍射分析
• 4.4 讨论
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果