低合金高強(qiáng)度耐磨板焊接熱影響區(qū)的研究

  將低合金高強(qiáng)度耐磨板ASTMA572GR.65高強(qiáng)度耐磨板(以下簡(jiǎn)稱(chēng)GR.65高強(qiáng)度耐磨板)用于特高壓鐵塔的制造不僅可以增加鐵塔的整體強(qiáng)度,減少鋼材的使用量,而且也降低工程的總造價(jià),目前已經(jīng)越來(lái)越多地在使用中。然而,該高強(qiáng)度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(duì)于焊接熱影響區(qū)的研究,諸多文獻(xiàn)根據(jù)實(shí)際的焊接工藝參數(shù),通過(guò)焊接熱模擬機(jī)來(lái)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(jìn)行放大,以方便研究,然而也有文獻(xiàn)指出焊接熱模擬機(jī)得到的樣本參數(shù)和實(shí)際焊接中得到的樣本參數(shù)存在著誤差?;谏鲜隹紤],通過(guò)采用焊接實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)GR.65高強(qiáng)度耐磨板焊接熱影響區(qū)進(jìn)行研究,通過(guò)在不同的預(yù)熱溫度(TP)條件下,研究焊接熱輸入(E)對(duì)其焊接熱影響區(qū)組織及力學(xué)性能的影響,為GR.65高強(qiáng)度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(shí)驗(yàn)參考。

  實(shí)驗(yàn)材料為熱軋狀態(tài)GR.65耐磨板,尺寸為300mm×200mm×10mm,其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?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(hù)焊,焊接設(shè)備型號(hào)為YM-500KR,采用單道對(duì)接焊。焊后室溫下空冷,之后進(jìn)行沖擊和硬度測(cè)試。

  GR.65高強(qiáng)度耐磨板在焊接線(xiàn)能量為10kJ/cm時(shí),焊接熱影響區(qū)的寬度為4mm左右,而40kJ/cm時(shí)會(huì)達(dá)到9mm左右。在不同的焊接線(xiàn)能量輸入下,粗晶區(qū)的晶粒尺寸相差很大,線(xiàn)能量為40kJ/cm時(shí)粗晶區(qū)的平均晶粒尺寸幾乎是10kJ/cm時(shí)的2倍。這說(shuō)明GR.65高強(qiáng)度耐磨板在大線(xiàn)能量下對(duì)奧氏體晶粒的抑制作用是有限的,而在小線(xiàn)能量下,由于Nb(C,N)的釘扎作用,會(huì)對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大產(chǎn)生阻礙作用。在小焊接線(xiàn)能量(10kJ/cm)下,焊前預(yù)熱與不預(yù)熱相比可以細(xì)化板條馬氏體、M-A塊等淬硬組織,對(duì)粗晶區(qū)韌性起有利作用;而大線(xiàn)能量(40kJ/cm)下,焊前預(yù)熱不僅會(huì)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(xué)性能比較差的組織,嚴(yán)重降低粗晶區(qū)韌性,在焊接中需要引起注意。