0引言

Q355B鋼板作為低合金高強度結構鋼，綜合性能好，具有耐低溫、易焊接、冷沖壓性、可切削性等優點，廣泛應用于橋梁、車輛、船舶、建筑、壓力容器、塔架、特種設備等領域。中厚板內在質量，對中厚板的生產和使用均有重要的影響，而受到生產廠和用戶的高度重視。因此，在生產過程中在保證外觀質量前提下，優化和改善組織、確保客戶使用十分關鍵。

2010年4月正式生產板材，品種以Q355B為主，產量占比逐年增加，是九鋼中板的核心鋼種，因此，確保和改進Q355B質量是一項重要工作。本文針對對Q355B鋼板焊接開裂展開分析。

1影響焊接開裂的因素

1.1 鋼材成分與焊接性

Q355B屬于低合金高強度鋼，若碳當量（ C_eq ）較高（接近上限 0.45% ），或硫（S）、磷（P）等雜質含量超標，易導致焊接冷裂紋。

解決：檢測鋼材的化學成分，確保Ceq符合標準（GB/T1591），必要時選擇碳當量更低的材料。

1.2母材組織

鋼板若存在軋制缺陷、分層或內部夾雜物，焊接時應力集中易引發裂紋。

解決：焊接前進行UT檢測，剔除缺陷部位。

2 原因分析

2024年1月份生產的Q355B鋼板在使用過程中出現焊接開裂，于是對成分、焊接及鋼板組織進行分析。如下圖1。

圖1焊接開裂

2.1 成分檢驗

調取該爐鋼數據表明鋼板成分符合標準，碳當量（CEV為 0.40% ）正常，硫（S）磷（P）等雜質含量在標準范圍內，成分不是產生焊接開裂的原因。

通過檢驗，該樣品冶煉成分如表1：

2.2焊接作業檢查

檢查作業現場，焊接過程中進行了150～200^°C 的要求進行了預熱；埋弧焊焊接電流 500～600A ，電壓 28～32V ，速度 20～30 cm/min 合理范圍；焊接采用ER50-6焊絲，與母材匹配，焊接操作無導致材料開裂因素

表1Q355B試樣熔煉成分結果（%）

注：CEV=C+Mn6+（ Cr+Mo+V ） 15+ （Ni+Cu）/15.

2.3鋼板取樣檢驗

2.3.1 彎曲實驗

對鋼板進行取樣檢驗，彎曲沒有出現開裂等異常情況，實驗合格。對彎曲樣品再次取樣檢驗，在彎曲樣品的兩端取兩個樣品分別標記為1#、2#（如下左圖所示）：拋磨腐蝕之后宏觀金相觀察，可以看到兩個樣品的宏觀金相差異很大，1#樣品厚度四分之一位置出現很明顯的偏析黑線，2#樣品該位置卻很均勻（如下右圖所示）。

圖2樣品宏觀形貌

DT0.5，2#樣品夾雜等級 i=AT2.5 ， DT0.5 。1#樣品1/4厚度存在明顯的鐵素體偏析帶且有大量的硫化物夾雜析出，如圖3。

2.3.2 金相顯微觀察

圖31#2#樣品100倍和500倍微觀組織以及夾雜物100倍金相觀察

樣品彎曲實驗未出現異常，取彎曲樣品兩段各做金相檢驗，1#、2#樣品邊部為 F+B ，1/4厚度、厚度中部金相組織均為 F+P+ 少量B。根據GB/T10561-2023A法判定1#樣品夾雜等級 i=AT4.0

3討論與分析

1）樣品直讀光譜成分檢測結果均在國家標準控制范圍內；

2）由于樣品為鋼板樣，并非缺陷樣品，彎曲合格，在彎曲試樣一端取的樣品為1#樣品，宏觀金相觀察1/4厚度出現偏析線，微觀金相觀察為鐵素體偏析帶且有大量的硫化物析出，1#樣品夾雜等級為 i=AT4.0 ，DT0.5。1#金相結果對于彎曲樣品屬于異常現象，所以在彎曲試樣的另一端取樣品2#，該樣品宏觀觀察為正常，1/4厚度均勻，并未出現偏析線，2#樣品夾雜物等級為 i=AT2.5 DT0.5，2#金相結果對于彎曲樣品屬于正常現象。因此，該試樣局部存在鋼板冶煉薄弱位置，該位置1/4厚度組織偏析夾雜存在很大差異。

4結論與解決措施

1）樣品直讀光譜成分檢測結果均在國家標準控制范圍內。

2）從鋼板彎曲試樣上截取試樣宏觀微觀上可以發現，鋼板局部存在組織偏析位置，夾雜析出較多，該鋼板在加工過程中會出現局部開裂現象。

3）優化煉鋼工藝及生產過程管控，減少鋼中的非金屬夾雜物及偏析，提高板坯中組織的均勻性。

4）控制轉爐終點的碳含量在 0.07% 以上，成分上有所保證；精煉白渣時間在10分鐘以上；精煉軟吹時間在8分鐘以上；精煉出站 [N]?55 ppm ;拉壞時板坯恒拉速穩態澆鑄，控制溫度范圍：15^°C? 過熱度 ?30?C ；針對Q345R、要求Z向性能鋼等鋼種，把硫脫到 0.005% 以下再進行鈣處理，抑制凝固過程析出硫化物夾雜；在設備充許情況下，品種鋼上連鑄臺前需測定鋼中氫。

通過開展板壞內部質量改善實踐，目前板坯中間裂紋和夾雜在0.5級及以下的比率達到 97% ，中心偏析在C0.5級及以下所占比率達到 95% ，三角區裂紋基本消失，疏松和縮孔輕微已不在肉眼可視范圍。

參考文獻

[1］夏贊平，肖太平，劉欣.提高連鑄板坯內部質量的實踐［C]//河北省金屬學會，江蘇省金屬學會，山東金屬學會，山西省金屬學會，遼寧省金屬學會.2019年煉鋼生產新工藝、新技術、新產品研討會論文集.；，2019：382-388.D0I：10.26914/c.cnkihy.2019.034373.