低合金高强度钢的焊接性优化分析

表6.2-10及表6.2-11所列为低合金高强度钢的碳当量，表6.2-12所列为低合金高强度钢热影响区最高硬度与焊道下裂纹概率的关系，表6.2-13所列为TMCP（控冷控轧低合金钢）或TMCP+回火状态低合金高强度钢材的碳当量及焊接裂纹敏感性指数。图6.2-4所示为热影响区最高硬度与裂纹率的关系。

图6.2-3 低合金结构钢的强化方式

表6.2-10 热轧、控轧状态交货低合金高强度钢材的碳当量（GB/T 1591—2008）

注：C E=w（C）+w（Mn）/6+w（Cr+Mo+V）/5+w（Ni+Cu）/15。

表6.2-11 正火、正火轧制、正火+回火状态低合金高强度钢材的碳当量（GB/T 1591—2008）

注：CE=w（C）+w（Mn）/6+w（Cr+Mo+V）/5+w（Ni+Cu）/15。

图6.2-4 热影响区最高硬度与裂纹率的关系

表6.2-12 低合金高强度钢热影响区最高硬度与焊道下裂纹概率的关系

表6.2-13 TMCP或TMCP+回火状态低合金高强度钢材的碳当量及焊接裂纹敏感性指数

注：1.CE=w（C）+w（Mn）/6+w（Cr+Mo+V）/5+w（Ni+Cu）/15。

2.P_cm=w（C）+w（Si）/30+w（Mn）/20+w（Cu）/20+w（Ni）/60+w（Cr）/20+w（Mo）/15+w（V）/10+5w（B）。

图6.2-5所示为TMCP钢与正火钢碳当量的对比，图6.2-6所示为碳当量对临界预热温度的影响，图6.2-7所示为三种TMCP微合金钢奥氏体晶粒长大情况，图6.2-8所示为焊缝及热影响区马氏体转变点Ms与裂纹位置的关系。

图6.2-5 TMCP钢与正火钢碳当量的对比

注：CE=w（C）+w（Mn）/6+w（Cr+Mo+V）/5+w（Ni+Cu）/15。

图6.2-6 碳当量对临界预热温度的影响

注：1.CE=w（C）+w（Mn）/6+w（Cr+Mo+V）/5+w（Ni+Cu）/15。

2.△、□、○表示除TMCP钢外的其他钢种试验的数据。

图6.2-7 三种TMCP微合金钢奥氏体晶粒长大情况

1—Nb-V钢 2—Nb-Ti钢 3—Nb-V-Ti钢

图6.2-8 焊缝及热影响区马氏体转变点Ms与裂纹位置的关系

图6.2-9及图6.2-10为S、P、N对热影响区韧性的影响。

(www.xing528.com)

图6.2-9 S、P对热影响区韧性的影响（低合金钢三丝埋弧焊）

图6.2-10 N对热影响区韧性的影响（Mn-Si系低合金钢）

图6.2-11所示为TMCP钢热影响区的软化现象，图6.2-12所示为t_8/5冷却时间对热影响区粗晶区断口冲击韧脆转变温度的影响，图6.2-13所示为高强度钢焊缝韧性与强度的关系。

图6.2-11 TMCP钢热影响区的软化现象

图6.2-12 t_8/5冷却时间对热影响区粗晶区断口冲击韧脆转变温度的影响

图6.2-13 高强度钢焊缝韧性与强度的关系

图6.2-14所示为Nb-V-Ti微合金钢焊接连续冷却组织转变曲线，图6.2-15所示为Nb-V-Ti微合金钢母材和不同热循环的热影响区韧性比较。

低合金高强度钢GMAW焊接材料的选用示例见表6.2-14，热轧及正火低合金高强度钢用的焊接材料见表6.2.15。低合金高强度钢用焊丝的化学成分、力学性能见第4章表4.2-12和表4.2-13。

表6.2-16为焊条、焊剂的烘干温度和保温时间。

图6.2-14 Nb-V-Ti微合金钢焊接连续冷却组织转变曲线

图6.2-15 Nb-V-Ti微合金钢母材和不同热循环的热影响区韧性比较

表6.2-14 低合金高强度钢GMAW焊接材料的选用示例

①（ ）内为旧牌号。

表6.2-15 热轧及正火低合金高强度钢用的焊接材料

（续）

①（ ）内为旧牌号。

图6.2-16 焊接热输入对热影响区晶粒尺寸和冲击韧度的影响

a）冷却时间t_8/5与晶粒尺寸的关系 b）热输入对热影响区韧度的影响

表6.2-16 焊条、焊剂的烘干温度和保温时间

图6.2-16所示为焊接热输入对热影响区晶粒尺寸和冲击韧度的影响。