一.前言
weldox系列鋼板是瑞典ssab鋼鐵公司開發生產的超高強度鋼,集高強度與可焊性、長壽命於一身,在國內得到了較快的發展套用. 主要套用範圍：壓力鋼管、採礦設備、礦用自卸車體和汽車起重機、帆船龍骨、大的拱梁、斗鏟的頂邊的框架和主要的高韌性部件等領域。產品改造後工作出色，重量的減輕減少了產品的總重量，從而減少了設備的維修費用和維修的時間，因此提高了生產率。焊接是影響低合金調質高強鋼套用至關重要的因素,本課題就是針對於高強鋼weldox900鋼進行焊接工藝設計。
二．weldox900鋼的性能及套用概述
1.weldox900鋼的化學成分（見表1）
表1 材料的化學成分(質量分數)(％)
化學成分 c si mn p s cr0 ni mo cu ti n
質量分數 0.17 0.21 1.39 0.009 0.001 0.23 0.05 0.496 0.01 0.04 0.003
由於其合金元素總含量低於5%，weldox為低合金高強鋼。
2.weldox900鋼的力學性能
weldox900鋼的抗拉強度≥1015mpa,屈服強度≥940mpa，斷後伸長率≥13％。
3.weldox900鋼的焊接性能
weldox900鋼的合金含量低，碳當量低，從而可用任何普通的電弧焊方法，就可將其焊在普通結構鋼板上。在焊接時，我們所要求的目標是在焊接接頭處獲得較好的強度和良好的韌性。根據國際焊接學會推薦的碳當量公式 ce(iiw)=c+mn/6+（cu+ni）/15+（cr+mo+v）/5(質量分數)(%)，我們可以知道，隨著碳當量的增加,鋼材的焊接性回變差,當ce值大於0.4%～0.6%時,冷裂紋的敏感性將增大,焊接時需採取預熱施焊後保溫緩冷，並進行消除應力熱處理。考慮到產品的結構特點和生產實際情況，我們採用焊條電弧焊打底，藥芯焊絲 co2焊蓋面。與焊條電弧焊相比，藥芯焊絲 co2焊具有電弧的熱輸入集中、焊接電 流密度大、焊接熱變形小、生產效率高及焊縫成形好等明顯優勢。
4. weldox900鋼的用途
weldox900鋼產品改造後工作出色，重量的減輕減少了產品的總重量，從而減少了設備的維修費用和維修的時間。主要套用於礦山機械、橋樑、鐵路、汽車起重機等重載領域，如壓力鋼管、採礦設備、礦用自卸車體和汽車起重機、帆船龍骨、大的拱梁、斗鏟的頂邊的框架和主要的高韌性部件等領域。
三．weldox900鋼焊接試驗及試驗方法
1.碳當量法
根據國際焊學會(iiw)推薦的碳當量公式：
ce(iiw)=c+mn/6+（cu+ni）/15+（cr+mo+v）/5(質量分數)(%)
我們可以了解到weldox900的ce=0.554％，當碳當量大於0.45％時，則熱影響區熱影響區粹硬傾向性大，焊接時易產生冷裂紋。因此在焊接之前應採取預熱措施，焊後保溫緩冷，並進行消除應力熱處理。
2.t形接頭抗裂性試驗
（1）試件及試驗參數
參照gb/t4675，1-1984《斜y坡口焊接裂紋試驗方法》自行設計了t形接頭試件進行裂紋敏感性試驗。15mm厚weldox900鋼板抗冷裂試驗件組合形狀及尺寸，腹板兩側各75mm長，加工成k形60°破口，中間100mm長加工60°斜y形坡口。翼板與腹板間隙為2mm，用方形拘束快固定，焊接方法為mag焊，焊接工藝見表2，保護氣體為80％ar+20co2，試驗環境溫度25℃，相對濕度為65％。
表2焊縫焊接工藝參數
焊接電流
i/a 電弧電壓
u/v 焊絲伸出長度
l/mm 焊接速度
v/(mm•s)
260 28 20 5
（2）試驗結果
試件經過48小時後進行裂紋的檢驗和解剖，採用著色探傷法進行表面裂紋檢查。試驗焊縫橫面經研磨、化學試劑侵蝕、沖洗乾燥後置於體式金相顯微鏡下放大10倍進行金相價差，在室溫25℃裂紋率為10％及13％，在餘下三種試驗溫度下，試件的表面裂紋率均為0，金相檢查結果表明，室溫條件下試驗焊縫底部有疑似裂紋存在，未見進步一擴展傾向，預熱50℃、75℃及100℃，試件沒有冷裂紋產生。
四．weldox900鋼焊接工藝
在產品的實際焊接過程中，由於產品的結構複雜，焊接方法多種多樣。焊接接頭存在較大的拘束度，局部應力集中，因此在焊接操作時必須制定嚴格的工藝規程。以焊接板厚5-7mm，不開坡口的weldox900鋼，其工藝如下。
1.焊接方法
weldox900鋼碳含量為0.17%，屬於低碳調質鋼，mag焊是最
合適的焊接方法，並且ar與co2的聯合保護可防止合金元素燒損，有利於得到性能良好的焊接接頭。
2.焊接材料
超高強度鋼由於強度提高，鋼材塑性、韌性相應下降。如果
仍採用等強原則，選用高組配的焊接接頭，焊縫的韌性不容易保證，將可能導致由於焊縫金屬韌性不足引起低應力脆性破壞。因此高強鋼焊接應採用等韌性原則，選擇焊縫韌性不低於基體金屬的低組配焊接接頭比較合理。採用低強的焊縫金屬並不總是意味著焊接接頭的強度一定低於母材。根據多年來的焊接接頭力學性能試驗經驗，只要焊縫金屬的強度不低於母材的87%，仍可保證接頭與母材等強。