淬火回火高强度结构钢及其焊接.pdf

淬火回火高强度结构铜m及e．m其。焊opt-3-
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科技部工艺室汤锁庚

提要：本文介绍工程机械结构用淬火回火高强度结构钢，并以$690钢为主分
析其焊接性．提出焊接工艺设计方案。．IO，)

关键词：—主—兰——璧—竺—塑—一旦生一兰r—毁—一一两r]f0},Iv目“J{／以L／I．665厶
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前言
随着工程机械技术的发展，尤其是液压传动技术在工程机械上的应用，要求大幅度提高焊接结
构的承载能力。除了从结构设计上改变由型钢结构为主转向箱形截面或管结构设计，而使得在自
重增加不多的情况下，可太幅度提高结构的抗弯和抗扭曲能力外就是采用高强度或超高强度结构
钢来提高结构的承载能力，或在负载不变的情况下，大大减轻结构自重。这已成为重要工程结构设
计的趋势。与我厂合作的外国船用起重机制造公司，也已计划用D690(E690)钢制造船用起重机，想
利用这一技术优势在本行业内创造某种优势，以提高产品市场竞争能力。
I)690、E690钢，是船用牌号的淬火回火高强度结构钢，强度等级相同(s≥690N／mm)，只不过
是一个要求一20Z冲击值(D690)，一个要求一4O℃冲击值(E690)。相应于EN10137{I淬火回火或沉
淀硬化高强度结构钢板和宽平板供货技术条件》中的$69oQ(S690QL)钢。这种高强度结构钢用于焊
接结构，确有其经济技术优势，但对焊接技术要求较高，焊接工艺参数控制较严，焊接生产过程控制
也不容马虎。本文拟就淬火回火高强度结构钢及其焊接性作～些介绍和分析并提出焊接工艺设

1可焊高强度结构钢
11高强度可焊细晶粒钢
高强度可焊细晶粒钢，是在原c—Mn钢的基础上，严格控制钢中的含c量，以多种微合金元素
强化，经热处理后细化晶粒，得到高强度又具有一定坤出韧性，同时叉保持了低碳一锰系钢良好的
焊接性。八十年代初，联邦德国首先以国家工业标准的形式反映新一代高强度的可焊细晶粒钢下
面列出DINl71o2《可焊细晶粒结构钢(正火)交货技术条件》中的几种钢的化学成分钢号中的数字
代表该种钢的最低屈服极限(N／irllo)。
表1钢的勺样化学成分(％】(DIN17102)

钢号CMnPSAlNCrCuM0N】NhVN6q-
totalV+n
≤≤≤≥乓≤≤≤≤≤≤≤≤

S匹3】5018{045O70O03500300300∞005
O】O0帅030————
S355O035003002000803OO100】2

—=_蚴
S3帅0()350030
O20Oo200020O05
S420O1010oj0035lO030O2o
O30】O0022
S正46O～060一】70O0350030O2o010

StE500O2l0∞5Oo300．22

从上表可以看出，该高强度细晶粒钢系的微量台金元素的合金系统，是在控制全铝量fAltota1)
的前提下，以、M0、Ni、Ti及v为主。当屈服点在315N／rfllTl(及其以下)时，则以NI1为主，这时
≤003％，无下限规定，同时控制微量的v与，使Nl1+v+lri≤005％。对于STE355钢，则V的
上限可达0．10％，N}1可达到0．05％，同时控制Nb+V+Ti≤012％，总量上有所增加。STE355以上
的钢号，则加入上限可到1．00％的，v可达到020％和0．22％，而总量Nh+V+Ti~<0．22％，又要
高一些随着屈服点的提高，钢中的含Mn量也提高，含Mo量稍有增加，而含c量则受到严格控制，
因此在具有高强度的情况下，仍保持了一定良好的焊接性。
1．2淬火回火高强度结构钢
强度级别更高的工程机械用结构钢，就不是正火态，而是凋质态。也就是EN10137—2《淬火
+回火高强度结构钢板和宽平板供货技术条件》所到系列钢。与正火态的高强度细晶粒钢比较，它
们的化学成分设计稍有调整，另一种冶炼工艺和加工路线。例$690钢(老钢号为StE690)标准的作
业流程是：
jI鉴兰兰篓塑J—j塞窒壁j一一【垫一j重堡j一!堡鏖!墨堕些J——
一匝亟一匝亟一匪
$690钢的机械性能及其典型的化学成分列于表2和表3。
表2$690钢机械性能(t≤50ram

6so'b85AKV(J)
(N／ram：1(N／ram)(％)0~C一20℃一40℃一60℃

$690Q4030／／
S690QL≥690770—940≥14504030【／
$690QLI605040【30

表3$690钢勺样化学成分(％)max

CM12siPIscrCuMoNNbV
$690O002510015
S69oOL0】8】50O5O00200010】∞02505O150O05012005

$690QL10020i00J0f

从$690钢的化学成分可以看出，淬火回火高强度结构钢的微台金化系统