液壓支架用Q690-Q890高強鋼GMAW抗裂性及強韌性匹配研究.pdf

1、工作阻力是體現(xiàn)煤礦液壓支架產(chǎn)品競爭力的核心參數(shù)，但用低強度鋼材來制造大阻力液壓支架會使產(chǎn)品過重，不便于裝卸運輸。因此不斷提高用鋼強度是液壓支架生產(chǎn)的必然趨勢。但提高低合金高強鋼的強度會使焊接可靠性下降，引起裂紋、軟化、脆斷等問題。本文以液壓支架用Q690/Q890高強鋼的GMAW焊接接頭為對象，研究不同焊接工藝下Q690/Q890高強鋼焊接接頭的強韌性，分析接頭各種組織對Q690/Q890高強鋼焊接接頭力學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高強鋼接頭直Y坡口對接裂紋試驗表明:裂紋通常出現(xiàn)在Q890側(cè)高強鋼熔合區(qū)根部，接頭根部裂紋率隨著焊接熱 輸入的增加而增大，當焊接熱輸入控制在12～17kJ/cm時，選用MK·GHS-60、MK·GHS-70焊絲不預(yù)熱焊接都可以使Q690/Q890高強鋼改進的“小鐵研”試驗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高強鋼接頭裂紋擴展形態(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)根部形成后會沿著熔合區(qū)擴展，擴展路徑比較曲折，先向前擴展一段距離后會停止擴展或者轉(zhuǎn)入焊縫中止裂。在擴展過程中會形成分支，沿著先共析鐵素體等低強度相或上貝氏體等脆性相向焊縫中擴展。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，但夾雜物尺寸過大時會降低接頭的抗裂性。采用MK·GHS-60時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，焊接熱輸入過大時會出現(xiàn)塊狀鐵素體等低強度相;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使Q690/Q890高強鋼接頭熱影響區(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。
　　通過對Q690/Q890高強鋼焊接接頭多層多道焊不同焊絲強韌性匹配進行研究發(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)濟性。焊縫的強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高強鋼焊接接頭韌性較好，而當Q690/Q