Q420低合金高强钢无缝钢管焊接接头组织性能-辽宁大连合金管资讯
新一代细晶钢铁材料在考虑经济性的条件下，无缝钢管通过控扎控冷成型，具有超细晶粒，超洁净度以及超均匀度的特征，其强度、韧度明显尤于传统钢材，其使用寿命可以增加一倍。细晶Q420低合金高强钢作为新一代细晶钢铁材料的一种，通过组织细化和相变控制技术，获得极细的晶粒组织，因此具有良好的强度同韧性匹配，被广泛应用于输电铁塔制造、工程机械、桥梁建筑、车辆船舶等领域。焊接是钢结构制造中最为重要的加工方式之一，而焊接接头的性能直接影响整体构件的使用性能。CO2气体保护焊是一种高效、低氢焊接方法，而且设备成本低，其电弧能量密度相对集中，是近年来制造领域快速发展的焊接技术，也获得了极为广泛的应用。
因此对CO2气体保护焊条件下获得的细晶Q420高强钢焊接接头组织与性能进行研究具有重要的工程价值。本文对细晶Q420低合金高强钢进行了CO2气体保护焊焊接，分析表征了焊接接头的显微组织，并对接头拉伸、弯曲、冲击性能进行了研究，以期对细晶高强钢的焊接应用提供参考。
实验用Q420钢板为控扎控冷工艺制造。根据等强匹配原则，选择了φ1.2mm的ER55-G焊丝进行焊接。实验用钢和焊丝熔敷金属的化学成分见表1。试板尺寸为300mm×150mm×14mm，接头形式采用V形坡口，单边坡口角度为30°，坡口采用机械加工。试板焊接采用CO2气体保护焊，焊接电流为130A，电弧电压为22V，试板焊前不预热，在室温环境下施焊(20℃)，焊接位置选择仰焊。
表1 Q420钢和ER55-G焊丝熔覆金属化学成分(质量分数，%)
|
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 |
控扎控冷制备的细晶Q420低合金高强钢主要由晶粒细小的铁素体同少量珠光体组成，铁素体晶粒尺寸约为7μm。焊接接头热影响区粗晶区由于受热循环作用发生晶粒长大，组织主要为铁素体和贝氏体。采用CO2气体保护焊焊接细晶Q420低合金高强钢，选择ER55-G焊丝所得焊接接头焊缝金属具有比母材更高的强度，焊接接头经180°冷弯后无裂纹等缺陷产生。细晶Q420低合金高强钢焊缝和热影响区断口均为韧窝状延性断裂，相比较焊缝金属由于细晶Q420钢极高的洁净度和组织均匀性，以及较小的焊接线能量选择，其焊接接头热影响区具有更好的冲击性能。
