超高强度Q890贝氏体钢焊接工艺研究

摘 要：超高强度Q890贝氏体钢强度高，碳当量大，在煤矿机械、工程机械、造船等行业得到广泛应用。同时，为促进其作用充分发挥，把握焊接工艺是必要的。本文介绍了超高强度Q890贝氏体钢的特点，分析了它的焊接工艺，主要包括焊丝选择、下料及组对成型、焊前预热、焊接施工、性能试验等内容。实际应用表明，把握焊接工艺可以获得满意的焊接接头，实现不换焊丝焊接，也为它的推广和应用创造条件。

关键词：超高强度Q890贝氏体钢；焊接工艺；焊丝选择；下料及组对成型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.046

0 引言

为促进超高强度Q890贝氏体钢作用的充分发挥，使其更好满足实际需要，把握焊接要点，提升焊接施工效果是必要的。然而在焊接过程中，部分工作人员综合技术水平偏低，责任心不强，没有严格把握焊接工艺流程和施工要点，制约焊接效果提升，也影响超高强度Q890贝氏体钢作用的发挥，需要采取完善和改进措施。

1 超高强度Q890贝氏体钢的特点

超高强度Q890贝氏体钢是技术创新和进步的产品，其强度高，碳当量大，拥有自身显著特点，在煤矿机械、工程机械、造船行业等得到较为广泛应用。同时，超高强度Q890贝氏体钢在焊接施工中，由于自身综合性能存在缺陷，再加上部分焊接人员综合技能偏低，可能导致焊接裂纹、接头开裂、焊接应力偏大等问题发生，降低结构美观和焊件性能。为弥补焊接质量缺陷，提升其综合性能，使其更好满足生产需要，本文介绍一种新的焊接工艺。具体焊接施工中，不仅严格控制板材下料、坡口加工、组对成型、焊前预热、焊接工艺、焊后处理等工序，同时还注重性能试验和检测，详细掌握焊接施工基本情况。实际应用表明，采用该项焊接施工技术措施，不仅能顺利完成焊接施工任务，还有利于最大程度上避免裂纹产生，消除焊接应力，也为超高强度Q890贝氏体钢的推广和应用创造条件。

2 超高强度Q890贝氏体钢焊接工艺分析

为提高焊接施工效果，促进其作用充分发挥，确保超高强度Q890贝氏体钢的综合性能良好，焊接施工中应该把握以下要点。

2.1 焊接工艺分析

超高强度Q890贝氏体钢焊接施工过程中，通常会有较大的淬硬倾向。并且钢材强度级别越大，淬硬倾向越大。超高强度Q890贝氏体钢具有热裂纹和冷裂纹倾向，为取得更好的焊接施工效果，有必要在焊接前做好研究分析工作，确保焊接工艺合理，从而能够取得更好的焊接施工效果。焊缝裂纹倾向评定时，碳当量是重要指标，有利于判定裂纹敏感性。钢材碳当量标准值0.45，而超高强度Q890贝氏体钢该指标为0.52，显著高于标准值，淬硬倾向更明显。为提升焊接施工效果，实现对裂纹的预防，尽量减少裂缝产生的可能性，焊接前需要对超高强度Q890贝氏体钢进行预热处理。同时在焊接施工任务完成后，不能忽视热处理，以消除焊接应力。使用二氧化碳气体保护焊方式，按要求操作，保持低氢状态，让焊接施工取得更好效果。

2.2 焊丝选择

焊丝选择时要注意与焊接强度匹配，常用原则为等强匹配、高强匹配和低强匹配。为促进超高强度Q890贝氏体钢焊接质量提升，避免产生焊接裂纹，通常采用低强匹配原则，采用90kg级实芯焊丝。并做好试验分析工作，详细掌握其化学成分和力学性能，使其在焊接施工中更好发挥作用。

2.3 下料及组对成型

下料前对钢板表面抛丸除锈，合理控制切割气体压力和流量，提高下料水平，保证工件齐整，体积大小和尺寸一致。用专用坡口机切割坡口，并对切割部位进行毛刺处理。然后根据设计图纸要求，完成工件组对成型。要将坡口部位的水、油、锈等清理干净，保证坡口干净整洁，然后正式进行点焊施工。为提升点焊效果，提前对点焊位置进行预热处理，长度约100mm，间距200mm，选用ER50-6焊丝。

2.4 焊前预热

下料和组对成型后，对工件预热处理。为提升预热效果，为焊接施工奠定基础，促进焊接质量控制，预热温度在150-200℃之间为宜，预热后立即焊接。采用多层多道焊工艺，并随时监测焊接部位温度，做好温度调整工作，确保温度适宜。预热和焊接都要重视温度控制，让焊接取得更好效果。

2.5 焊接施工

超高强度Q890贝氏体钢互焊采用气体保护焊工艺，遵循低强匹配原则，使用90kg级实芯焊丝。每道焊接任务完成后要及时清理焊渣，层间温度在100-150℃之间。焊接最好连续进行，保证焊接到位，接头处理牢固可靠。当发生中断现象时应做好错位搭接工作，错位长度约25mm。要确保接头处理到位，提升焊接质量。焊接后进行热处理，確保施工效果。

2.6 性能试验

在把握上述焊接工艺流程，顺利完成焊接施工任务的前提下，选取超高强度Q890贝氏体钢试块，尺寸为350mm×150mm×25mm，单边“K”型坡口，按照GB/T19869.1-2005的规定，对上述焊接工艺进行验证，检测超高强度Q890贝氏体钢的综合性能。通过对试件外观的观察和分析，发现焊件外观平整、光洁、无裂纹。然后根据规定对焊件进行拉伸、冲击与弯曲试验，结果表明，超高强度Q890贝氏体钢焊接接头良好，各项力学指标良好、稳定，完全满足施工需要和使用要求。

3 结束语

通过把握焊接工艺流程，加强焊接温度控制，注重每道工序管理，取得良好效果。此外，性能试验也表明，采用该方法可以获得满意的焊接接头，实现不换焊丝焊接，也为它的推广和应用提供技术支撑。

参考文献：

[1]帅朋，高珊，吴志生，葛亚琼，任静茹.高强钢焊接研究现状[J].焊接技术，2016（06）：1-4.

[2]曹成铭，高强，张含臣，梁峰.Q890高强钢焊接工艺研究与应用[J].热加工工艺，2016（11）：207-208，211.

[3]张显辉.屈服强度890MPa级高强钢焊接工艺研究[J].焊接，2015

（08）：34-36.

[4]肖红军.Q890D钢焊接冷裂纹敏感性试验研究[J].焊接技术，2017

（05）：28-32.

基金项目：本文系江西省教育厅科技项目：超高强度Q890贝氏体钢焊接工艺研究（课题编号：GJJ161288）

作者简介：史洪松（1983-），男，江西新余人，硕士，讲师，研究方向：机械设计制造及其自动化。