NM360板材焊接试验报告.docx

NM360 板材焊接试验报告为争论了解 NM360 钢材的焊接性能，满足客户的共性要求，对 NM360 板材进 行了焊接工艺试验，C02 气体保护焊的热输入 10-12KJ/cm焊接工艺试验结果如下：1 NM360 板材力学性能焊接试验用 40mm NM360 钢板，钢板号为 00,其母材熔炼化学成分和力学性能见表 1、表 2本次试验承受母材规格为 600mm 〔轧向〕x 180mm 〔宽〕x 40mm 〔厚〕表 1母材熔炼化学成分CSiMnPS NbCrVB0.150.361.440.0150.001 0.0220.440.0450.0019Pcm0.27Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+W10+5B(% )表 2 母材力学性能实物协议屈服强度〔MPa〕1170> 950抗拉强度〔MPa〕1260> 1100延长率〔%〕13.5> 122 NM360 板材焊接性的间接试验方法2.1 碳当量法 评估钢材冷裂纹倾向由于焊接热影响区的淬硬及冷裂纹倾向与钢种的化学成分有关， 所以利用化学成分间接地评估钢材冷裂纹的敏感性把钢中合金元素的含量按其作用换算成碳的相当 含量，作为粗略评定钢材冷裂倾向的一种参数指标，即碳当量法。

对于低台金钢的碳 当量法，国际焊接学会〔IIW〕推举公式：Ceq〔IIW〕=C+Mn/6+〔C 叶 Mo+V〕/5+〔Ni+Cu〕/15 ， 依据公式计算碳当量的数值越大，被焊钢材的淬硬倾向就越大，热影响区越易产生冷 裂纹因此可以用碳当量的大小来评定钢材焊接性的优劣， 并按焊接性的优劣提出防止产生焊接裂纹的最正确工艺条件当使用国际学会推举的公式时，假设 Ceq〔IIW〕 V 0.4%，贝 U 淬硬倾向不大，焊接性 良好， 焊前不需要预热；假设 Ceq 〔IIW〕 = 0.4% 0.6%，尤其是大于 0.5%时，钢材易 淬硬.说明焊接性 已变差，焊时需预热才能防止焊接裂纹，随板厚增大预热温度要相 应提高经计算 NM360 钢板 的碳当量为 Ceq 〔IIW〕=0.487%，焊时需预热2.2 焊接冷裂纹敏感指数低合金高强钢焊接时产生冷裂纹的缘由除化学成格外， 还有熔敷金属中集中氢含量、接头的拘束应力等，日本伊藤等人承受斜 丫形坡口铁研试验对 200 多个钢种做了大量试验提出了由化学成分、集中氢和拘束度〔或板厚〕所建立的冷裂纹敏感指数等公式， 并用冷裂纹敏感性指数来确定防止冷裂纹所须的焊前预热温度。

一般认为， 下述公式可用于碳含量不大于 0.16%、抗拉强度为 400 900MPa 的低合金高强度钢Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B 〔%〕；Pc=Pcm+[H]/60+t/600〔%〕To=1440Pc-392〔°C〕式中： [H] ——承受日本 JIS 3113 标准测定的熔敷金属集中氢含量〔 ml/100g〕； t----- 板厚〔mm〕； To-- 最低焊前预热温度〔C〕依据试验用钢板的 Pcm 值等于 0.27%，以及本试验用 CHE807R 焊条其熔敷金属 集中氢含量[H]的技术要求值应小于或等于 2.0ml/100g如按上述公式计算，40mm 厚 钢板的焊接冷裂纹敏感性指数 Pc 为 0..37%，则不裂的最低焊前预热温度 To 约为 140C计算结果显示，该钢板具有确定的焊接冷裂纹敏感性2.3 焊接热影响区最高硬度法试验试验用试板的制作及硬度的测定按 GB 4675.5-1984《焊接性试验——焊接热影响 区最高硬度试验方法》 标准的有关规定进展： 先将 40mm 试验用钢板从一个轧制面机 加工至 20mm, 然后分别加工成 20mmX 75mmx 200mm 〔室温〕和 20mmX 150mm x 200mm 〔预热〕两种规格试板。

试验用焊条承受 ①4.0mm 的 CHE807RH 焊条〔400Cx 1 小时烘干〕，直流反接， 试板焊前预热温度分别为室温〔26C〕、预热 50C、预热 100C、预热 150C，试验焊缝在原始轧制面上进展，焊接标准：焊接电流 170~180 A,焊接电压 22~24 V，焊 接速度 150 mm/min焊后试板经解剖，以切于焊接熔合线底部切点为 0 点，左右每 隔 0.5mm 作为硬度的测定点维氏硬度测定按 GB/T 4340《金属维氏硬度试验方法》 的规定进展，试板在不同温度下施焊的维氏硬度测定点位置及其硬度值见表 3由表 3 中数据整理的硬度测定点位置及其硬度值曲线示于图 1焊接热影响区最高硬度试验主要用于评价钢板的抗冷裂纹性能， 一般认为，屈服 强度大于 420MPa 的钢板焊接热影响区最高硬度大于 HV420 时，即有确定的冷裂纹 倾向由试验结果可见：该钢板在室温〔26C〕、预热 50C、预热 100C、预热 150C 焊接热影响区最高硬度大于 350HV 少于 420HV， NM360 钢板有确定的冷裂纹倾向， 同时，预热的作用不大预热各测点的硬度值 HV10温度室温36637136237437237736136637136938336336637236436437250 C377371381375375368369400355387370381385375369356388100C379363379362361384381362365351386377384379400373389150C374374365345363376362373360372365351362362346361353图 13 斜 Y 型坡口焊接裂纹试验焊接热影响区硬度测定点位置及硬度曲线图斜丫坡口焊接裂纹试验按 GB4675.1-84《斜丫坡口焊接裂纹试验方法》进展， 主要用于评价厚板多层焊根部焊道的冷裂纹敏感性。

试验分为试板焊前不预热、预热 50C、预热 100C 和预热 150C 共四组试验，每 组试验制作了 2 对试板，试板厚度为 40mm图 2 为试板的尺寸示意图施焊时，环 境温度为 25〜30 C,环境湿度为 45%〜60%焊接试验用焊条承受 ①4.0mm 的CHE807RH 焊条〔400CX 1 小时烘干〕，承受直流反接，其焊接工艺参数：焊接电流170~180 A，焊接电压 22~24 V，焊接速度 150 mm/min试板焊后经 48 小时自然冷却 结果均未觉察外表裂纹然后将试验焊缝切后，对试验焊缝外表进展渗透着色检测, 成 4 片 5 个断面进展裂纹检查，试验 结A-A果列于表 4图 3、图 4 分别为室 温、预热 50E 断面宏观照片通过 Y 型坡口焊接裂纹试验结果可知，室温条件下试验有裂纹、预 热50T 均有裂纹预热 100C 和预热 150C 条件下试验均无裂纹图 2 :试件组对要求表 4 组对记录及 Y 型坡口焊接裂纹试验结果编号 试板厚度 mmNM360-1-1 40NM360-1-2 40NM360-2-1 40NM360-2-2 40NM360-3-1 40NM360-3-2 40预热温度C 外表 %裂缝率% 根部裂缝率% 断面裂缝率100100100100100100100100100000室温室温50 C50 C100 C100 CNM360-4-1 40 150 C 0 0 0NM360-4-2 40 150 C图 3 NM360-2-1 横断面宏观照片 图4 NM360-3-1 横断面着色检验宏观照片 100C，层间温度 150 200C综上所述，NM360 钢焊接时需预热4、NM36C 焊接试验4.1 焊接过程焊接试板组对如图 5,具体焊接工艺参数见表 6,预热温度 100 C,层间温度 < 200 °C。

图 5 焊接接头组对要求表 6 焊 接 工 艺 参 数焊接热输编号 焊丝/焊剂 焊接道次 电流/A 电压/V 入 kJ/cmNM360-11① 1.2mm、CHW-80C1(NM360+ NM3601 110 16.72-18 250-300 23.7-26.6平均 11.7NM360-12① 1.2mm、CHW-50C8 1 115 16.7平均 11.4NM360-13NM360-14NM360-15NM360-16NM360-17(NM360+ NM360① 1.2mm、CHW-70C(NM360+ NM360① 1.2mm、CHW-60C(NM360+ NM360① 1.2mm、CHW-70C(NM360+Q550D① 1.2mm、CHW-S7/ CHF113(NM360+Q550D① 1.2mm、CHW-80C1(NM360+Q690D2-14 250-300 23.7-2711102-2031027110516.12-1427026.4111016.72-19310271450262-10600-65031-32111016.72-19300271450262-10600-65030-3216.7平均 11.7平均 11.5平均 12.4平均 30.6平均 11.5① 1.2mm、CHW-S10/CHF105NM360-18(NM360+Q690D4.2 焊接接头力学性能结果平均 29.8本次焊接试验检验执行 GB/T2650《焊接接头冲击试验方法》、GB/T2651《焊接接头拉伸试验方法》、GB/T19869.1-2023《钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验》焊接工艺评定试验钢板经外观检验合格后，经超声波检验合格〔I 级〕 。

本试验承受减薄拉伸试样掩盖全厚带肩板形拉伸试样， 每个位置取 2 个样，共取4 个样进展拉伸试验拉伸试验断口位于焊缝〔附照片〕，拉伸试验结果分别列于表14试样编号表 7 接头抗拉强度抗拉强度MPa断裂位置NM360-111010，1010;1010，1020焊缝NM360-12785， 795;775， 780焊缝NM360-13945， 945;950， 920焊缝NM360-14885; 890;885; 895焊缝NM360。