A588 GR A低合金高強鋼焊接性研究及應用

摘 要：對美標鋼板A588 GR A的焊接性能進行研究，分析了鋼板在焊接過程中的冷裂傾向，熱裂傾向，進行預熱溫度的確定，進行了三種焊接方法的焊接工藝評定，并成功應用于實際產品制造中。

關鍵詞：低合金高強鋼；焊接性；焊接材料

1 前言

A588 GR A是美國標準ASTMA 588/ A588M-05中一種抗大氣腐蝕的高強度低合金鋼。我公司負責制造的AP1000壓水堆核電站某設備主體采用該材料焊接而成，該設備對控制棒驅動機構進行支持和保護及冷卻，其制造質量直接關系到核電站的安全運行。為高質量的完成該設備的制造，對該材料進行必要的焊接性研究及試驗顯得非常有必要。

2 A588 GR A鋼的焊接性分析

A588 GR A鋼的化學成分及力學性能見表1（供貨值）。

表1 化學成分及力學性能 （%）

該鋼中作為合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V等， V的加入可以起到細化晶粒和沉淀強化的作用，其他元素均屬固溶強化。這些元素的加入，在提高鋼的強度的同時，也惡化了鋼的焊接性。該鋼通過加入Cu元素合金化來提高耐大氣腐蝕，Cu的含量較高，達到0.32%，而Cu元素是容易引起焊接熱裂紋的元素。

淬硬傾向分析：

按照國際焊接學會（IIW）推薦的碳當量公式計算該鋼種的CE：

CE=C+Mn/6+（Cu+Ni）/15+（Cr+Mo+V）/5=0.48%；

因CE值處于0.40%與0.60%之間時，鋼材有一定的淬硬傾向，焊接前需要預熱。

熱裂紋敏感性分析：采用熱裂紋敏感系數公式計算熱裂紋敏感系數：

HCS=1000C（S+P+Si/25+Ni/100）/（3Mn+Cr+Mo+V）=0.95≤2，不會產生熱裂紋。

3 焊接方法的確定及焊接材料的選擇

由于被焊產品主體為大直徑筒形構件，在筒體上還接了許多其他零部件，設計對筒體尺寸精度要求很高，需要嚴格控制焊接變形，同時該零件的焊縫長度比較長，焊接量較大，焊接時需要全位置焊接。……