桥梁钢焊接接头组织分析+文献综述(3)
对于14MnNbq的焊接性，焦伟[24]等人进行了试验研究，并与国外常用桥梁钢16Mnq、SM490C进行了相关对比分析，结果表明，采用较小的热输入焊接14MnNbq钢时，在HAZ易产生淬硬组织，具有一定冷裂倾向。14MnNbq钢的冷裂敏感性介于16Mnq和SM490C之间，焊接14MnNbq钢应选用低氢型焊接材料，并采用一定的防冷裂预热措施，不同厚度的钢板应采用不同的防冷裂预热温度。
对于14MnNbq的埋弧焊接工艺，周名琦[25]等人对实物裂纹的各种检验结果表明，14MnNbq钢埋弧焊时有一定的热裂纹倾向，可变拘束裂纹试验结果证明了这一点。造成这种裂纹的内在因素是母材中的Nb及S元素在焊接过程中稀释到焊缝金属中，促进了S等杂质向柱状晶界偏析，Nb可能在晶界形成NbC，促进热裂纹的形成。热裂纹的形成与Nb、S的联合作用有关。周友荣[26]等人研究了铁路钢结构桥梁用14MnNbq钢双细丝双弧埋弧焊接多种母材与焊材匹配的对、角接接头的性能和组织状况，结果表明，采用双细丝双弧埋弧焊接工艺，可以改善焊接热循环和接头的组织状况，保证接头较高的力学性能。
本课题钢板进行了埋弧焊和CO2气体保护焊两种焊接方法。采用多道焊焊接接头进行试验，研究焊接电流，焊丝直径，板厚等焊接参数对焊接接头性能的影响。拍摄接头金相图并进行分析，对焊接接头的力学性能进行分析。
1.3 本课题研究的意义
桥梁用钢曾经用16Mnq和15MnVNq等钢种，武钢在原有平炉冶炼16Mnq钢的基础上，研制开发出通过转炉连铸生产的新型桥梁用14MnNbq钢。该钢种已成功用于芜湖长江大桥、南京长江大桥等国内重大桥梁工程中，取得了良好的经济效益和社会效益[27-29]。
16Mnq钢已广泛用于铁路桥梁。这种钢具有敏感的厚度效应，到目前为止，在栓焊钢梁上使用的最大厚度可能只有32mm，这就极大地约束了大跨度栓焊钢梁的发展。而通过微合金化和厚板正火处理的14MnNbq钢板的综合性能良好，板厚效应不明显，是一种有发展前途的新型桥梁钢。适用于大跨度栓焊钢梁，今后批量生产时应予以重视。14MnNbq钢对焊接线能量不太敏感，尤其对接头的强度和塑性没有明显影响，但是控制线能量对改善和提高接头各区的韧性是有益的[30]。
本课题在实验过程中选取不同板厚、不同工艺状态的试样进行了金相方面的大量试验。这对深入系统地研究钢的控扎机理、热处理工艺对钢材组织结构、物理性能、焊接性能和力学性能的影响有重要意义，而且还为进一步完善生产工艺和提高钢板的实物性能提供了一定的指导依据。
2 雁荡山特大桥桥梁钢焊接接头组织分析
雁荡山特大桥是我国首座高速铁路上的全焊接结构钢桥，设计新颖、工艺先进，主桥跨越甬台温高速公路，2-90米叠合拱钢梁全长184米、高27米，总重量3438.4吨，其结构属同类跨度世界领先、亚洲第一。钢桥主体结构由钢箱梁、主拱肋、辅拱肋、及斜腿、拱肋横撑、吊杆（索）等组成。本课题选用的是用于雁荡山特大桥的14MnNbq钢母材，对不同部件的金相图进行分析。14MnNbq钢的母材组织见图2-1。
图2-1 14MnNbq钢的母材
从图2-1可以看出，14MnNbq钢的母材组织为珠光体加铁素体，且因是轧制态的，呈带状组织分布。
2.1 雁荡山特大桥2-90米叠合拱钢梁中的主拱
2.1.1 主拱的焊接工艺
主拱部件的焊接接头型式见图2-2，主拱部件的焊接参数见表2-1。
焊接方法：CO2气体保护焊（CO2流量：22L/min），在组装中进行点固焊，
接头形式：T型熔透 角接
板厚：16mm
焊条：SHJ507Ni或SHJ507Φ3.2，为低氢钠型焊条