低合金耐磨板焊接熱影響區(qū)的研究

  將低合金耐磨板用于高壓鐵塔的制造不僅可以增加鐵塔的整體強度,減少鋼材的使用量,而且大大增加鐵塔的壽命,目前已經(jīng)越來越多地在使用中。然而,耐磨板淬硬傾向較大,硬度較高,焊后產(chǎn)生的裂紋(尤其是冷裂紋)傾向較大,從而影響了鐵塔的質(zhì)量。

  對于焊接熱影響區(qū)的研究,諸多文獻根據(jù)實際的焊接工藝參數(shù),通過焊接熱模擬機來生成焊接熱影響區(qū)試樣,這種方法雖然可以將焊接熱影響區(qū)進行放大,以方便研究,然而也有文獻指出焊接熱模擬機得到的樣本參數(shù)和實際焊接中得到的樣本參數(shù)存在著誤差。基于上述考慮,通過采用焊接實驗來對耐磨板焊接熱影響區(qū)進行研究,通過在不同的預熱溫度(TP)條件下,研究焊接熱輸入(E)對其焊接熱影響區(qū)組織及力學性能的影響,為耐磨板在特高壓焊接塔架焊接中裂紋的控制提供理論與實驗參考。

  實驗材料為熱軋狀態(tài)JFE-C400耐磨板,尺寸為300mm×200mm×10mm,其化學成分(質(zhì)量分數(shù),%)為:0.203C,0.043Si,1.26Mn,0.006P,0.001S,0.046Nb,0.019Ni,0.012Cr,0.29Al,0.018Cu。采用45°L形坡口,坡口鈍邊2mm。焊接材料為Φ1.2mm的ER55-G型焊絲。焊接方式為CO2氣體保護焊,焊接設備型號為YM-500KR,采用單道對接焊。焊后室溫下空冷,之后進行沖擊和硬度測試。

  耐磨板在焊接線能量為10kJ/cm時,焊接熱影響區(qū)的寬度為4mm左右,而40kJ/cm時會達到9mm左右。在不同的焊接線能量輸入下,粗晶區(qū)的晶粒尺寸相差很大,線能量為40kJ/cm時粗晶區(qū)的平均晶粒尺寸幾乎是10kJ/cm時的2倍。這說明耐磨板在大線能量下對奧氏體晶粒的抑制作用是有限的,而在小線能量下,由于Nb(C,N)的釘扎作用,會對奧氏體晶粒長大產(chǎn)生阻礙作用。在小焊接線能量(10kJ/cm)下,焊前預熱與不預熱相比可以細化板條馬氏體、M-A塊等淬硬組織,對粗晶區(qū)韌性起有利作用;而大線能量(40kJ/cm)下,焊前預熱不僅會使粗晶區(qū)組織更加粗大,而且更容易產(chǎn)生上貝氏體等力學性能比較差的組織,嚴重降低粗晶區(qū)韌性,在焊接中需要引起注意。