焊接技術(shù)作為一種傳統(tǒng)的加工工藝經(jīng)過上百年的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域涉及各行各業(yè),焊接工藝方法近百種,在機(jī)械制造、航空航天、汽車、電子等行業(yè)已成為其它連接方式無法替代的工藝技術(shù)。尤其我國尚處于工業(yè)化過程中,鋼鐵的產(chǎn)量與消耗量均據(jù)世界首位,焊接技術(shù)依然起著非常重要的作用?v觀工業(yè)發(fā)達(dá)國家,鋼鐵強(qiáng)國同是焊接強(qiáng)國。
An?#B4: _ 3>E+9TQ 熱軋厚板產(chǎn)品主要應(yīng)用于船舶制造、建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、鍋爐和壓力容器、輸送管線、海洋平臺(tái)、工程機(jī)械等重要場合,因此對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、焊接性要求亦越來越高。這種要求表現(xiàn)在以下幾方面:
ra^%__N} Fx1FxwIJ (1)最大限度地滿足強(qiáng)度、韌性的指標(biāo)要求;
GZx*A S]+ (2)優(yōu)異的服役性能,包括耐高、低溫性能,抗疲勞性能,耐介質(zhì)腐蝕性能等;
f9y+-GhaD (3)良好的焊接性能,包括廣泛的焊接工藝適應(yīng)性,高抗裂紋性,適用于大線能量焊接;
qvWi; (4)符合各項(xiàng)法規(guī)規(guī)定;
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!eS 其中對(duì)焊接性的要求是最主要的內(nèi)容之一,也是鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)努力解決的關(guān)鍵技術(shù)。微合金化是鋼鐵產(chǎn)品改善和提高焊接性的核心。
Hc|cA(9sh9 ?0sTx6x@ 冶煉和軋制技術(shù)的進(jìn)步
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j 1 純凈鋼技術(shù)
7l*vmF6Z :p)^+AF"5 微合金化離不開冶金技術(shù)的整體進(jìn)步,鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐煉鋼、鋼包精煉、真空精煉等精煉技術(shù)的采用,使鋼中S、P 等雜質(zhì)元素的含量遠(yuǎn)低于以往的低碳鋼和低合金鋼。
vQ2{+5!| L"S2+F)n 以實(shí)績?yōu)槔,目前的純凈鋼冶煉技術(shù)能夠達(dá)到如下水平:
\C>vj+!cJ /ET+`=n [P+S+N+O+H] ≤80ppm
Q*'OY~ CHO_3QIz P≤20ppm, S≤5ppm,N≤20ppm,O≤10ppm,H≤1.0ppm
~g#/q~UE DYIp2-K 隨著雜質(zhì)元素的大幅度降低,結(jié)晶裂紋發(fā)生率隨之大大減小,不再成為人們關(guān)注和研究的重點(diǎn)。
<:nyRy} *$;Zk!sEF 由于使用時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求,鋼板的板厚方向性能不容忽視。消除連鑄坯中間偏析技術(shù)的日臻完善,大大降低偏析程度,改善了厚板的Z向性能。
H4YA z_KCG2=5 2 控制軋制和控制冷卻
GA[bo)" Ijz*wq\s; 控制冷卻技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了軋制技術(shù)的進(jìn)步,使控制軋制和控制冷卻有效結(jié)合,結(jié)合的結(jié)果使得鋼種成分更加簡單,鋼板綜合性能進(jìn)一步提高。同時(shí)隨著自動(dòng)化控制技術(shù)在軋鋼應(yīng)用中的不斷成熟,有條件生產(chǎn)高品質(zhì)、高精度的產(chǎn)品。微合金化技術(shù)結(jié)合控軋控冷,在受控狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)形變熱處理,具有形變強(qiáng)化、析出強(qiáng)化和相變強(qiáng)化的綜合作用,可獲得比合金化法、正火處理及調(diào)質(zhì)處理,更好的塑性、低溫韌性、高的強(qiáng)度,更重要是由于碳當(dāng)量Ceq 和裂紋敏感指數(shù)Pcm的降低,焊接性能大大提高,逐漸由可焊向易焊方向發(fā)展。
>XiT[Ru ;:R2 P@6f 目前熱軋厚鋼板制造被廣泛采用的控制軋制(TM)有正火軋制,控制軋制(又稱CR,分為兩階段軋制和三階段軋制);控制冷卻工藝有加速冷卻(ACC)和直接淬火(DQ);控制軋制和控制冷卻工藝結(jié)合形成TMCP工藝。
o.zP1n|G~r Bzt:9hr6BO 日本已采用TMCP 工藝生產(chǎn)出屈服強(qiáng)度570MPa 的結(jié)構(gòu)鋼,用于橋梁、壓力容器和管線,并確保75mm 鋼板焊接無預(yù)熱、無弧坑裂紋。同時(shí)用相同工藝正開發(fā)屈服強(qiáng)度690MPa 的結(jié)構(gòu)鋼。
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新型微合金鋼焊接的優(yōu)勢
xA2I+r*o S+t2k&pm 采用TMCP工藝技術(shù),國外已開發(fā)出多種高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)鋼。較為典型的鋼種有:
3q@JhB ^k^?>h (1)新日鐵研制生產(chǎn)的屈服強(qiáng)度420MPa的鋼(符合API 2WGr.60),厚度40~70mm,焊后熱處理Akv(-40℃)280J,且FATT 達(dá)到-90℃~-100℃、Akv150J,用于海洋平臺(tái);接著又開發(fā)了氧化物彌散分布的屈服強(qiáng)度500MPa 的海洋平臺(tái)用鋼。
{=gJGP/}_ .EjR<UU (2)川崎制鐵和神戶制鋼開發(fā)了屈服強(qiáng)度570MPa鋼,焊接熱輸入可達(dá)200KJ/cm(為傳統(tǒng)鋼種的4 倍),-20℃下使用,焊接不預(yù)熱,無弧坑裂紋、無硬化現(xiàn)象,厚度可達(dá)75mm,與SM570 相比具有明顯的優(yōu)勢,用于橋梁建設(shè),且無需涂裝。
[C;Neslo rHOhi|+ (3)新日鐵采用氧化鈦和氮化鈦彌散分布技術(shù)(簡稱HTUFF-Super HAZ Toughness Technology with Fine Microstructure Imparted by Fine Particles)開發(fā)抗震建筑用鋼490MPa、520MPa、590MPa系列,最大厚度100mm,焊接熱輸入可達(dá)1000KJ/cm,局部脆化減弱。
fsnZHL}=n HKO]_; :( (4) 芬蘭采用TMCP + ACC 技術(shù), 生產(chǎn)NVE360、NVE400、NVE500,用于破冰船,、NVE400、NVE500,用于破冰船,NVE500 的Ceq僅為0.40%。
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