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1引言近年來，鋼結構已發(fā)展為大規(guī)模開發(fā)，因此，對鋼材材料的高強度進行研究，以使鋼結構更輕，并進行了實際應用。最近，鋼結構的可靠性和安全要求得到了進一步提高。同時，就鋼結構生產而言，簡化過程和縮短施工期的要求也在不斷增加。為了應對焊接鋼結構的高強度，已經開發(fā)了許多高強度的鋼焊接材料。本文簡要介紹了高強度鋼焊接材料的開發(fā)。 2。高強度鋼高強度鋼的優(yōu)勢是增加鋼結構的設計應力，并使鋼結構成分更薄且更輕。這可以減少焊接工作量，制造成本和制造持續(xù)時間。另外，由于組件的分段面積變小，因此可以靈活設計鋼結構。此外，由于二氧化碳排放量減少了各種鏈接（例如組件制造和運輸），因此對環(huán)境保護也非常有益。目前，就焊接結構鋼而言，最高強度950MPa級高強度鋼（HT950）主要用于高壓水管中。建筑鋼結構的用例很少，并且處于經驗階段。 HT780級高強度鋼已用于鋼結構機械加工，例如升空的鉆井平臺，球形儲罐和日本的Akashi海峽橋。最近，它被用來由日本東京天塔的Gain Tower制作鋼管柱。 HT780級高強度鋼正在建設領域進行促進和應用。 HT590以下的高強度鋼被廣泛用于海上結構，橋梁，造船，建筑和其他行業(yè)。商業(yè)船中使用的鋼的強度基本上低于HT490水平。

但是，大容器運輸船上的倉庫使用HT570高強度厚的鋼板。圖1顯示了建筑鋼結構材料的拉伸強度和設計強度之間的關系。近年來，日本在支撐建筑物的柱子的高強度方面取得了重大進展。背景原因是，在Hanshin Awaji地震之后，該建筑的沖擊吸收結構引起了人們的關注。借助令人震驚的結構，仍然可以使用地震災難后的建筑物。為此，廣泛采用了一種將鋼結構保持在彈性范圍內的設計方法。在橋梁結構方面，JIS G 3140中包括高強度，加工性和可焊性的高產量鋼板，實現了標準化。橋梁高強度的客觀條件已經滿足。 3高強度焊接材料的開發(fā)ht780和HT950級高強度鋼的設計變化如圖2所示。在1970年代后期，使用了超低氫手動弧焊接（SMAW）和冶煉液體倒入液壓焊接（SAW）焊接材料（SAW）焊接材料。后來，為了適應Notch韌性的需求，開發(fā)了使用NI增強基質和燒結通量的低氧型焊接材料，并獲得了實際應用。之后，為了應對進一步提高強度的要求（HT950級），使用HT780級鋼法來進一步提高焊接材料的強度。由于HT950級鋼用于高壓水管，因此需要高斷裂韌性，為此，開發(fā)了超低氧氣型高韌性SMAW和HT950級鋼的鋸焊料。

4高強度焊接材料的開發(fā)狀態(tài)4.1高強度和高水平高強度焊接金屬的主要方法是添加合金元素并完善結構。 SMAW焊接金屬的碳當量（CEQ）和拉伸強度之間的關系如圖3所示。焊接金屬和CEQ的拉伸強度基本上處于正比例關系中。因此，通過調整合金元素的量，可以獲得所需的強度。焊接金屬基質增強和微結構細化對于焊接金屬的高韌性非常重要。對于不同強度水平的焊接金屬，使用不同的組織控制方法。如圖4所示，當焊接金屬的屈服強度低于600MPa時，焊接金屬的結構為鐵素體，當焊接金屬的屈服強度高于600MPa時高強板焊接加工鉚焊，焊接金屬的結構為貝氏巖或mar蟲。高強度鋼的焊接材料可確保低溫韌性為500-600MPa，作為焊接金屬強度的極限。焊接金屬成分的設計與屈服強度小于500-600MPa的設計與焊接金屬成分的設計大不相同，其屈服強度小于500-600MPa。表1顯示了提高每個強度水平的焊接金屬韌性的方法。提高焊接金屬的韌性低于600mpa的韌性主要是為了使添加Ti-B的添加，而將焊接金屬的韌性提高強度水平的韌性使大于600MPA的韌性主要增加了NI含量，以使結構含量更大。此外，減少焊接金屬的氧含量會降低相變點，因此將焊接金屬結構的微型化并提高韌性裂紋抗性也是改善焊接金屬韌性的有效方法。

一般而言，鎢惰性氣體保護焊接（GTAW）焊接金屬可以達到與基本材料相同的韌性。 GTAW焊縫的金屬氧含量低于50ppm，而其他焊接方法的焊接氧含量為數百到數千ppm。為了減少焊接金屬的含量，還使用了不同的焊接方法。 Smaw采用堿性低水型藥物皮膚，鋸采用堿性冶煉通量，GMAW（融化電極氣體保護焊接）使用AR CO2來保護氣體。此外，近年來，正在促進有關使用純AR和其他惰性氣體保護焊接方法減少焊接金屬氧含量的研究。由于焊接金屬的低氧化會增加焊接金屬的韌性和斷裂抗性，因此當焊接金屬的影響完全韌性時，撞擊工作（頂級平臺工作）得到改善。焊接金屬強度和氧含量對平臺工作對焊接金屬沙比撞擊的影響如圖5所示。從圖5中，焊接金屬氧含量較高電焊工廠，強度越高，平臺工作越小。原因是氧含量越高，強度越高，真正應變越小，韌性斷裂能就越小。其中，當強度高時，氧含量小于50ppm的GTAW焊接金屬的平臺功能也很高。因此，為了改善韌性，焊接金屬的強度越高，必須制造焊接金屬的氧化越低。 4.2在焊接前降低預熱溫度，增加焊接金屬合金的元素含量以達到高強度，這將改善焊接金屬和焊接裂紋靈敏度指數（PCM）的碳等效。在這種情況下高強板焊接加工鉚焊，在焊接熱周期下硬化的基本材料熱影響區(qū)（HAZ）和焊接金屬將產生低溫裂紋。

特別是對于HT590或更高版本的高強度鋼焊接，對預熱，層間溫度和焊接后熱處理有嚴格的要求，以防止焊接裂紋。為了應對這種情況，在鋼制造中，使用熱機械控制的滾動過程（TMCP）來完善晶粒，以使TMCP鋼的PCM低于具有相同強度的傳統(tǒng)鋼的PCM，從而降低了鋼的焊接裂紋的敏感性。圖6顯示了焊接金屬的擴散氫含量與最低預熱溫度之間的關系。根據圖。 6，在同一PCM情況下，焊接材料的氫化較低，這可以降低焊接預熱溫度。目前，日本已經實現了省略焊接預熱和焊接后的熱處理過程，或通過將鋼與低水量焊接材料相結合，從而降低預熱溫度。就超厚板的多層焊接而言，由于每個珠子積聚在每個珠子中，因此經常發(fā)生低溫焊接裂紋。預防焊接中這種低溫裂紋的方法是立即進行焊接后的熱處理和脫氫作用（例如，150°C×2H或更多）。當用HT950鋼焊接高壓水管時，無論板有多厚，都必須進行預熱和焊接后的熱處理，以防止在焊接中發(fā)生低溫裂紋。 4.3隨著焊接鋼結構的越來越大，效率和避免勞動力的焊接，高強度和高韌性的鋼結構的要求越來越高。目前，HT490-HT590大型能源焊接的建筑結構鋼是實用的。該鋼主要用于制作焊接方柱。焊接使用大線能量焊接方法，例如電磁焊接和浸沒的電弧焊接。

Electroslag焊接采用一次性垂直自動焊接方法，以焊接內壁和外部板之間的間隙（例如23-25mm），可實現高效率和避免勞動力的焊接。焊絲能量與內壁的厚度成比例增加。例如，厚度為60mm的焊絲能量達到90-100kJ/mm。目前，有一種趨勢是降低外面板和內壁（外面板厚度/內壁厚度）的厚度比，這會在焊接過程中降低冷卻速度。因此，焊接金屬芯和融合線附近的韌性要求變得越來越嚴格。淹沒的電弧焊接用作裝配柱外板組裝的高效焊接方法。外部板的兩側都有I型或V型角接縫（焊接墊）。當在這部分進行淹沒的電弧焊接時，使用雙電極粗線和鐵粉末冶煉通量的高電流焊接用于提高焊接效率并完全焊接。例如，當用60mm的厚度焊接外板時，斜角是35°V形的斜角，線能量為60 kJ/mm，焊接可以在一次通過時完成。此外，焊接機器人用于焊接冷形成柱零件，從而實現節(jié)省勞動的焊接。傳統(tǒng)的二氧化碳保護電線大連旅順機械加工，例如JISZ 3312 YGW11（用于BCR295）和YGW18（用于BCP325），這是由于重疊的焊珠以及焊接爐灶的積累量增加而無法執(zhí)行連續(xù)焊接的主要原因。為此，開發(fā)了用于機器人焊接的實心焊接YGW11和YGW18，以控制焊接槽的量。 （Huizi）