低合金高強(qiáng)度耐磨板是一類可焊接的低碳工程結(jié)構(gòu)用鋼。其含碳量通常小于0.25%，比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼有較高的屈服點(diǎn)σs或屈服強(qiáng)度σ0.2(30～80kgf/mm2)和屈強(qiáng)比σs/σb(0.65～0.95),較好的冷熱加工成型性，良好的焊接性，較低的冷脆傾向、缺口和時(shí)效敏感性，以及有較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。
另外，其合金元素含量較低，一般在2.5%以下，在熱軋狀態(tài)或經(jīng)簡單的熱處理（非調(diào)質(zhì)狀態(tài)）后使用；因耐磨板能大量生產(chǎn)、廣泛使用。各發(fā)達(dá)工業(yè)國家的低合金高強(qiáng)度耐磨板產(chǎn)量約占鋼產(chǎn)量的10%。但低合金高強(qiáng)度耐磨板的焊接經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)冷裂紋、熱裂紋等問題。
1、冷裂紋
由于低合金高強(qiáng)度耐磨板中合金元素的含量較低，造成其碳當(dāng)量處于一個(gè)較高水平，使得其具有比較高的淬硬性傾向，在焊接熱影響區(qū)極易產(chǎn)生冷裂紋。
研究表明，產(chǎn)生冷裂紋的三個(gè)主要因素有：一是焊縫金屬或熱影響區(qū)硬組織、裂縫金屬內(nèi)殘留的擴(kuò)散氫、焊接殘余應(yīng)力；二是隨著低合金高強(qiáng)度耐磨板強(qiáng)度等級(jí)的增高；三是焊接接頭冷裂紋傾向增大。焊接低合金高強(qiáng)度耐磨板時(shí)，由于雜質(zhì)而產(chǎn)生的氫來不及逸出，會(huì)殘留在焊縫內(nèi)。另外，隨合金元素含量增多、強(qiáng)度等級(jí)的提高，熱影響區(qū)有較大的淬硬傾向。
為了解決冷裂紋的問題，焊前除了嚴(yán)格按照說明書的規(guī)定操作外，通過提高材料的焊接性和強(qiáng)度，將冷裂紋的產(chǎn)生位置從熱影響區(qū)轉(zhuǎn)移到焊縫。殘余應(yīng)力值及其產(chǎn)生的時(shí)間也是影響因素之一，如果殘余應(yīng)力產(chǎn)生較早，冷裂紋會(huì)產(chǎn)生在焊縫處，從而降低熱影響區(qū)的冷裂紋。
2、熱裂紋
熱裂紋是由于焊縫金屬中硫元素、碳含量偏高而產(chǎn)生的，它會(huì)形成低熔點(diǎn)共晶物，在焊接應(yīng)力的作用下，結(jié)晶的液態(tài)金屬沿晶界開裂，形成熱裂紋。
低合金高強(qiáng)度耐磨板焊接時(shí)，鋼材和焊接材料的含碳量也相當(dāng)關(guān)鍵。例如，由于鋼中硫元素與錳元素的存在，而形成硫化錳化合物，高熔點(diǎn)的硫化錳會(huì)增加鋼的抗裂紋性。另外，減小焊接結(jié)構(gòu)的剛性與控制焊縫成形系數(shù)等，對(duì)減少熱裂紋的產(chǎn)生也很重要。