大线能量焊接用FH500高强船板钢的研制与焊接试验
发布时间:2012-04-19 06:09
作者:互联网
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目前,中国造船行业中,高
强度船体用
钢量已占
船体钢需求量30%以上,高强
船板钢具有高强度、高
韧性的特点,适应了现代
船舶向轻型化发展的要求。船舶制造的快速发展,迫切
需要提高
焊接效率。近年来,
埋弧焊,气电立焊等新型焊接技术得到广泛的应用。它们的特点是焊接速度快、质量好、易于
自动化等。线能量的提高代表未来焊接的发展趋势,大线能量焊接以其能有效降低焊接
劳动强度和
成本、提高焊接效率,近年来在不同领域得到了发展。但是,随着船板钢强度的提高,其冲击韧性和
焊接性能显著下降,焊接
裂纹敏感性增加。特别是随着线能量的提高,传统
低合金高强钢的焊接
热影响区性能恶化,易产生焊接冷裂纹问题,给焊接带来困难。为适应大线能量焊接,传统材料成分设计的基本思路是,降C、提高Mn含量,加微
合金元素Ti。通常把C含量降到0.1%以下,或更低,以细化M-A
组元,
改善大线能量焊接热影响区韧性,降低钢的焊接裂纹敏感性。研究结果表明,当大线能量焊接后的HAZ含有一定数量的针状
铁素体时,将具有较高的强度和良好的韧性。近年来,大线能量焊接高强船板钢的发展,除了通过
控制碳当量和冷裂敏感指数以外,辅以复合微
合金化的成分设计,即添加必要的微合
金元素(Nb、V、Ti等),以确保在低C的前提下仍具有高强度,同时通过TMCP(热
机械处理)
工艺的运用,形成微合金元素的细小碳
氮化物析出相,在焊后析出,通过“
钉扎”
晶界,抑制HAZ区晶粒在高温下长大。现有研究的50kg级高强船板钢,在成分设计中采用低C并加入微合金元素(Nb、Ti、Ni)的思路,满足强韧性要求和
经济适用的元素配比方案,经实验室
模拟现场TMCP工艺试验后,经埋弧焊和气电立焊两种焊接方式检验焊接接头的力学性能,检验不同热输入值对焊接接头力学性能的影响。
热轧FH500船板钢是以针状
铁素体为主的复合组织,具有良好的强韧性匹配。经埋弧焊和垂直气电立焊、不同线能量输入焊接试验,焊接接头力学性能均满足
船级社的要求,适用于大线能量焊接。两种方式焊接热影响区(HAZ)组织为针状铁素体和
贝氏体组织,晶内有大量纳米级析出相,能谱显示,析出相成分为Ti和Nb的复合析出物,能够抑制热影响去晶粒的长大,组织细化效果显著。(欣然)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。