WELDOX900钢的焊接工艺设计毕业设计

焊接技术及自动化专业毕业设计

李家旭

一.前言

weldox系列钢板是瑞典ssab钢铁公司开发生产的超高强度钢,集高强度与可焊性、长寿命于一身,在国内得到了较快的发展应用. 主要应用范围：压力钢管、采矿设备、矿用自卸车体和汽车起重机、帆船龙骨、大的拱梁、斗铲的顶边的框架和主要的高韧性部件等领域。产品改造后工作出色，重量的减轻减少了产品的总重量，从而减少了设备的维修费用和维修的时间，因此提高了生产率。焊接是影响低合金调质高强钢应用至关重要的因素,本课题就是针对于高强钢weldox900钢进行焊接工艺设计。

二.weldox900钢的性能及应用概述

1.weldox900钢的化学成分（见表1）

表1 材料的化学成分(质量分数)(％)

化学成分csimnpscr0nimocutin质量分数0.170.211.390.0090.0010.230.050.4960.010.040.003 

于其合金元素总含量低于5%，weldox为低合金高强钢。

2.weldox900钢的力学性能

weldox900钢的抗拉强度≥1015mpa,屈服强度≥940mpa，断后伸长率≥13％。

3.weldox900钢的焊接性能

weldox900钢的合金含量低，碳当量低，从而可用任何普通的电弧焊方法，就可将其焊在普通结构钢板上。在焊接时，我们所要求的目标是在焊接接头处获得较好的强度和良好的韧性。根据国际焊接学会推荐的碳当量公式 ce(iiw)=c+mn/6+（cu+ni）/15+（cr+mo+v）/5(质量分数)(%)，我们可以知道，随着碳当量的增加,钢材的焊接性回变差,当ce值大于0.4%～0.6%时,冷裂纹的敏感性将增大,焊接时需采取预热施焊后保温缓冷，并进行消除应力热处理。考虑到产品的结构特点和生产实际情况，我们采用焊条电弧焊打底，药芯焊丝 co2焊盖面。与焊条电弧焊相比，药芯焊丝 co2焊具有电弧的热输入集中、焊接电 流密度大、焊接热变形小、生产效率高及焊缝成形好等明显优势。

4. weldox900钢的用途

weldox900钢产品改造后工作出色，重量的减轻减少了产品的总重量，从而减少了设备的维修费用和维修的时间。主要应用于矿山机械、桥梁、铁路、汽车起重机等重载领域，如压力钢管、采矿设备、矿用自卸车体和汽车起重机、帆船龙骨、大的拱梁、斗铲的顶边的框架和主要的高韧性部件等领域。

三.weldox900钢焊接试验及试验方法

1.碳当量法

根据国际焊学会(iiw)推荐的碳当量公式：

ce(iiw)=c+mn/6+（cu+ni）/15+（cr+mo+v）/5(质量分数)(%)

我们可以了解到weldox900的ce=0.554％，当碳当量大于0.45％时，则热影响区热影响区粹硬倾向性大，焊接时易产生冷裂纹。因此在焊接之前应采取预热措施，焊后保温缓冷，并进行消除应力热处理。

2.t形接头抗裂性试验

（1）试件及试验参数

参照gb/t4675，1-1984《斜y坡口焊接裂纹试验方法》自行设计了t形接头试件进行裂纹敏感性试验。15mm厚weldox900钢板抗冷裂试验件组合形状及尺寸，腹板两侧各75mm长，加工成k形60°破口，中间100mm长加工60°斜y形坡口。翼板与腹板间隙为2mm，用方形拘束快固定，焊接方法为mag焊，焊接工艺见表2，保护气体为80％ar+20co2，试验环境温度25℃，相对湿度为65％。

表2焊缝焊接工艺参数含

焊接电流i/a电弧电压u/v焊丝伸出长度l/mm焊接速度v/(mm·s)26028205（2）试验结果   试件经过48小时后进行裂纹的检验和解剖，采用着色探伤法进行表面裂纹检查。试验焊缝横面经研磨、化学试剂侵蚀、冲洗干燥后置于体式金相显微镜下放大10倍进行金相价差，在室温25℃裂纹率为10％及13％，在余下三种试验温度下，试件的表面裂纹率均为0，金相检查结果表明，室温条件下试验焊缝底部有疑似裂纹存在，未见进步一扩展倾向，预热50℃、75℃及100℃，试件没有冷裂纹产生。四.weldox900钢焊接工艺在产品的实际焊接过程中，由于产品的结构复杂，焊接方法多种多样。焊接接头存在较大的拘束度，局部应力集中，因此在焊接操作时必须制定严格的工艺规程。以焊接板厚5-7mm，不开坡口的weldox900钢，其工艺如下。1.焊接方法weldox900钢碳含量为0.17%，属于低碳调质钢，mag焊是最合适的焊接方法，并且ar与co2的联合保护可防止合金元素烧损，有利于得到性能良好的焊接接头。