液壓支架用Q690-Q890高強(qiáng)鋼GMAW抗裂性及強(qiáng)韌性匹配研究.pdf

1、工作阻力是體現(xiàn)煤礦液壓支架產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的核心參數(shù)，但用低強(qiáng)度鋼材來(lái)制造大阻力液壓支架會(huì)使產(chǎn)品過(guò)重，不便于裝卸運(yùn)輸。因此不斷提高用鋼強(qiáng)度是液壓支架生產(chǎn)的必然趨勢(shì)。但提高低合金高強(qiáng)鋼的強(qiáng)度會(huì)使焊接可靠性下降，引起裂紋、軟化、脆斷等問(wèn)題。本文以液壓支架用Q690/Q890高強(qiáng)鋼的GMAW焊接接頭為對(duì)象，研究不同焊接工藝下Q690/Q890高強(qiáng)鋼焊接接頭的強(qiáng)韌性，分析接頭各種組織對(duì)Q690/Q890高強(qiáng)鋼焊接接頭力學(xué)性能和抗裂性的影響，并選擇最佳

2、焊接參數(shù)和焊絲。
　　Q690/Q890高強(qiáng)鋼接頭直Y坡口對(duì)接裂紋試驗(yàn)表明:裂紋通常出現(xiàn)在Q890側(cè)高強(qiáng)鋼熔合區(qū)根部，接頭根部裂紋率隨著焊接熱 輸入的增加而增大，當(dāng)焊接熱輸入控制在12～17kJ/cm時(shí)，選用MK·GHS-60、MK·GHS-70焊絲不預(yù)熱焊接都可以使Q690/Q890高強(qiáng)鋼改進(jìn)的“小鐵研”試驗(yàn)的接頭裂紋率控制在10％以下，但選用MK·GHS-70焊絲，裂紋率的大小隨熱輸入變化的穩(wěn)定程度均優(yōu)于MK·GHS-60焊絲

3、。
　　采用金相顯微鏡、掃描電鏡研究了Q690/Q890高強(qiáng)鋼接頭裂紋擴(kuò)展形態(tài)和不同焊絲、焊接參數(shù)下的顯微組織，建立了焊接參數(shù)、焊絲成分、接頭顯微組織類(lèi)型與接頭抗裂性之間的聯(lián)系。接頭裂紋在Q890鋼側(cè)根部形成后會(huì)沿著熔合區(qū)擴(kuò)展，擴(kuò)展路徑比較曲折，先向前擴(kuò)展一段距離后會(huì)停止擴(kuò)展或者轉(zhuǎn)入焊縫中止裂。在擴(kuò)展過(guò)程中會(huì)形成分支，沿著先共析鐵素體等低強(qiáng)度相或上貝氏體等脆性相向焊縫中擴(kuò)展。焊縫中的針狀鐵素體表現(xiàn)出了較好的抗裂性能，并且焊縫中的夾

4、雜物為針狀鐵素體提供了大量的形核質(zhì)點(diǎn)，但夾雜物尺寸過(guò)大時(shí)會(huì)降低接頭的抗裂性。采用MK·GHS-60時(shí)隨著焊接熱輸入的增大，先共析鐵素體、側(cè)板條鐵素體含量增加，焊接熱輸入過(guò)大時(shí)會(huì)出現(xiàn)塊狀鐵素體等低強(qiáng)度相;MK·GHS-70焊絲由于加入了Ni元素，限制了先共析體素體與側(cè)板條鐵素體的轉(zhuǎn)變，奧氏體的高溫穩(wěn)定性增加，在焊接時(shí)熱輸入較大的焊縫中針狀鐵素體含量仍然較高。焊接熱輸入的增加會(huì)使Q690/Q890高強(qiáng)鋼接頭熱影響區(qū)晶粒尺寸不斷變大，熱影響區(qū)

5、中貝氏體組織增多，貝氏體板條以及粒狀貝氏體的小島的尺寸也逐漸變粗。同時(shí)隨著焊接熱輸入的增加，回火區(qū)中的碳化物析出增多，加重了接頭“軟化”程度。
　　通過(guò)對(duì)Q690/Q890高強(qiáng)鋼焊接接頭多層多道焊不同焊絲強(qiáng)韌性匹配進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)MK·GHS-60打底MK·GHS-70蓋面的組合焊接工藝具有更好的沖擊韌性和較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性。焊縫的強(qiáng)韌性與焊縫中針狀鐵素體的含量有關(guān)，鐵素體含量較高的Q690/Q890高強(qiáng)鋼焊接接頭韌性較好，而當(dāng)Q690/Q