Q420低合金高強鋼無縫鋼管焊接接頭組織性能-遼寧大連合金管資訊
新一代細晶鋼鐵材料在考慮經濟性的條件下，無縫鋼管通過控扎控冷成型，具有超細晶粒，超潔凈度以及超均勻度的特征，其強度、韌度明顯尤于傳統鋼材，其使用壽命可以增加一倍。細晶Q420低合金高強鋼作為新一代細晶鋼鐵材料的一種，通過組織細化和相變控制技術，獲得極細的晶粒組織，因此具有良好的強度同韌性匹配，被廣泛應用于輸電鐵塔制造、工程機械、橋梁建筑、車輛船舶等領域。焊接是鋼結構制造中最為重要的加工方式之一，而焊接接頭的性能直接影響整體構件的使用性能。CO2氣體保護焊是一種高效、低氫焊接方法，而且設備成本低，其電弧能量密度相對集中，是近年來制造領域快速發展的焊接技術，也獲得了極為廣泛的應用。
因此對CO2氣體保護焊條件下獲得的細晶Q420高強鋼焊接接頭組織與性能進行研究具有重要的工程價值。本文對細晶Q420低合金高強鋼進行了CO2氣體保護焊焊接，分析表征了焊接接頭的顯微組織，并對接頭拉伸、彎曲、沖擊性能進行了研究，以期對細晶高強鋼的焊接應用提供參考。
實驗用Q420鋼板為控扎控冷工藝制造。根據等強匹配原則，選擇了φ1.2mm的ER55-G焊絲進行焊接。實驗用鋼和焊絲熔敷金屬的化學成分見表1。試板尺寸為300mm×150mm×14mm，接頭形式采用V形坡口，單邊坡口角度為30°，坡口采用機械加工。試板焊接采用CO2氣體保護焊，焊接電流為130A，電弧電壓為22V，試板焊前不預熱，在室溫環境下施焊(20℃)，焊接位置選擇仰焊。
表1 Q420鋼和ER55-G焊絲熔覆金屬化學成分(質量分數，%)
|
材料 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Nb |
Ti |
|
Q420 |
0.08 |
0.21 |
1.4 |
0.011 |
0.004 |
0.04 |
- |
|
ER55-G |
0.07 |
0.58 |
1.06 |
0.013 |
0.002 |
- |
0.12 |
控扎控冷制備的細晶Q420低合金高強鋼主要由晶粒細小的鐵素體同少量珠光體組成，鐵素體晶粒尺寸約為7μm。焊接接頭熱影響區粗晶區由于受熱循環作用發生晶粒長大，組織主要為鐵素體和貝氏體。采用CO2氣體保護焊焊接細晶Q420低合金高強鋼，選擇ER55-G焊絲所得焊接接頭焊縫金屬具有比母材更高的強度，焊接接頭經180°冷彎后無裂紋等缺陷產生。細晶Q420低合金高強鋼焊縫和熱影響區斷口均為韌窩狀延性斷裂，相比較焊縫金屬由于細晶Q420鋼極高的潔凈度和組織均勻性，以及較小的焊接線能量選擇，其焊接接頭熱影響區具有更好的沖擊性能。
