（材料加工工程專業(yè)論文）20cr鋼與zg25mnni鋼焊接接頭組織與性能研究.pdf

摘要 摘要 轉(zhuǎn)向架是鐵道車輛鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，在車輛運(yùn)行中，承受各種靜、動(dòng)載荷。而軸 箱體是轉(zhuǎn)向架的重要部件，軸箱體與定位銷焊接質(zhì)量的好壞對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量有著重 要影響。 本文采用不同焊接方法及焊接材料對(duì)厚度為1 2 m m 的淬火+ 中溫回火及淬火+ 高溫 回火定位銷材料2 0 c r 鋼與軸箱體材料z g 2 5 m n n i 鋼進(jìn)行了冷、熱裂紋敏感性焊接工藝 試驗(yàn)，并對(duì)焊接接頭進(jìn)行了4 0 低溫沖擊、室溫拉伸、硬度等常規(guī)力學(xué)性能試驗(yàn)和金 相顯微組織分析。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用j 5 0 6 、j 5 0 2 、a 3 0 2 焊條及e r 5 0 6 焊絲焊接淬火+ 中溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼及淬火+ 高溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼，焊接接頭均具有良好的 抗裂紋能力，冷、熱裂紋試驗(yàn)裂紋率為0 ；4 0 沖擊功與斷口形貌綜合表明焊接接頭 及2 0 c r 鋼、z g 2 5 m n n i 鋼側(cè)熱影響區(qū)沖擊韌性均優(yōu)于母材；焊接接頭抗拉強(qiáng)度和屈服 強(qiáng)度較z g 2 5 m n n i 鋼母材的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度高。 采用j 5 0 2 焊條焊接淬火+ 中溫回火及淬火+ 高溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i ，兩種接 頭焊縫金屬顯微組織基本都為白色先共析鐵素體，針狀鐵素體及少量珠光體。此外，淬 火+ 中溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼焊接接頭在z g 2 5 m n n i 鋼側(cè)熱影響區(qū)出現(xiàn)了魏氏 組織，嚴(yán)重降低了接頭低溫沖擊韌性。采用e r 5 0 6 焊絲焊接淬火+ 中溫回火及淬火+ 高 溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼，兩種接頭焊縫金屬顯微組織基本都為細(xì)小針狀鐵素體 和珠光體，并有少量無碳貝氏體存在。此外，淬火+ 高溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼焊 接接頭在z g 2 5 m n n i 鋼側(cè)熱影響區(qū)出現(xiàn)了魏氏組織，使焊接接頭的低溫沖擊韌性下降。 關(guān)鍵詞：異種鋼焊接；組織；力學(xué)性能 大連交通大學(xué)t 學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t b o g i ei st h ek e yp a r to fs t e e lc o n s t r u c t i o no fr a i l w a yv e h i c l e s i ta b s o r b sb o t l lm o v i n ga n d s t a t i cl o a dw h i l er a i l w a yv e h i c l e sr t m n i n g a n da x l eb o xb o d yi st h ek e yp a r to fb o g i e s o w e l d i n gq u a l i t yo fa x l eb o xb o d ya n dl o c a t i n gs t u dh a sm u c h e f f e c to nw h o l eb o g i e q u a l i t y i nt h ep a p e r ，12 m mq u e n c h e dp l u sa v e r a g et e m p e r i n ga n dh i 曲t e m p e r i n g2 0 c rs t e e la s l o c a t i n gs t u dm a t e r i a lw e r er e s p e c t i v e l yj o i n t e dw i t ha x l eb o xb o d ym a t e r i a lz g 2 5 m n n is t e e l b yd i f f e r e n tw e l d i n gm e t h o d s a n dm a t e r i a l c o l dc r a c ks e n s i t i v i t yt e s ta n dh o tc r a c k s e n s i t i v i t y t e s tw e r ec o n d u c t e dt ot h e s ew e l d i n gj o i n t s t h em e c h a n i c a lp r o p e r t ya n d m i c r o s t r u c t u r eo fw e l d i n gj o i n t sw e r ei n v e s t i g a t e db y 一4 0 l o w - t e m p e r a t u r ei m p a c tt e s t 、 r o o m t e m p e r a t u r et e n s i l et e s t 、h a r d n e s st e s ta n dm i c r o s c o p i ct e s t t h er e s u l t ss h o wt h a ta d o p t e dj 5 0 6 、a 3 0 2 、j 5 0 2e l e c t r o d ea n de r 5 0 6s o l d e r i n gw i r et o w e l dq u e n c h e dp l u sa v e r a g et e m p e r i n g2 0 c rs t e e la n dz g 2 5 m n n is t e e lo rq u e n c h e dp l u s l l i g ht e m p e r i n g2 0 c rs t e e la n dz g 2 5 m n n is t e e lc a no b t a i ng o o dc o l dc r a c k i n gr e s i s t a n c e a b i l i t ya n dh o tc r a c k i n gr e s i s t a n c ea b i l i t y t h ec o l dc r a c kr a t i oa n dh o tc r a c kr a t i oa r ez e r o 一4 0 i m p a c te n e r g ya n df r a c t u r em o r p h o l o g yi n d i c a t ei m p a c tt o u g h n e s so fw e l d i n gj o i n t s 、 h a zo n2 0 c rs t e e ls i d ea n dh a zo nz g 2 5 m n n is t e e ls i d ea r eh i g h e rt h a nt h a to fb a s e m e t a l t h et e n s i o ns t r e n g t ha n dy i e l ds t r e n g t ho fw e l d i n gj o i n t sa r ea l s oh i g h e rt h a nt h a to f b a s e m e t a l a d o p t e dj 5 0 2e l e c t r o d et ow e l dw h e t h e rq u e n c h e dp l u sa v e r a g et e m p e r i n g2 0 c rs t e e la n d z g 2 5 m n n is t e e lo rq u e n c h e dp l u sh i g ht e m p e r i n g2 0 c rs t e e la n dz g 2 5 m 1 1 n is t e e l ，t h e r n i c r o s t r u c t u r eo fw e l dm e t a li sb a s i c a l l yw h i t ep r o e u t e c t o i df e r r i t e 、n e e d l e l i k ef e r r i t ea n da l i t t l ep e a r l i t e i na d d i t i o n , w i d m a n s t a t t e nt h a ta p p e a r si nh a za tz g 2 5 m n n is t e e ls i d eo f q u e n c h e dp l u sa v e r a g et e m p e r i n g2 0 c rs t e e la n dz g 2 5 m n n is t e e lw e l d i n gj o i n t ，s e r i o u s l y r e d u c e sl o wt e m p e r a t u r et o u g h n e s so fj o i n t u s i n ge r 5 0 - 6s o l d e r i n gw i r et ow e l dw h e t h e r q u e n c h e dp l u sa v e r a g et e m p e r i n g2 0 c rs t e e la n dz g 2 5 m n n is t e e lo rq u e n c h e dp l u sh i g h t e m p e r i n g2 0 c rs t e e la n dz g 2 5 m n n is t e e l ，t h em i c r o s t r u c t u r eo fw e l dm e t a li sb a s i c a l l yf i n e n e e d l e l i k ef e r r i t e 、p e a r l i t ea n daf e wc a r b o n f r e eb a i n i t e f u r t h e r m o r e ，w i d m a n s t a t t e na l s o a p p e a r si nh a za t2 0 c rs t e e ls i d eo fq u e n c h e dp l u sh i g ht e m p e r i n g2 0 c rs t e e la n d z g 2 5 m n n is t e e lw e l d i n gj o i n t ，w h i c hd e c r e a s e sl o wt e m p e r a t u r et o u g h n e s so f j o i n t k e yw o r d s ：d i s s i m f l a rs t e e l sw e l d i n g ；m i c r o s t r u c t u r e ；m e c h a n i c a lp r o p e r t y i l 大連交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解太蓬鑾通太堂有關(guān)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)及保 留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的 知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬太整鑾通太堂，本人保證畢業(yè)離校后，發(fā)表或使用 論文工作成果時(shí)署名單位仍然為太整鑾通太堂。學(xué)校有權(quán)保留并向 國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件及其電子文檔，允許論文被查 閱和借閱。 本人授權(quán)太整塞通太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入 中國科學(xué)技術(shù)信息研究所中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫等相關(guān)數(shù)據(jù)庫 進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論 文。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定) 學(xué)位論文作者簽名：剃q 氣 日期：沙脾月p 日 導(dǎo)師簽名：輯錫藝 日期：歹t 紀(jì)羅年6 月r 刀日 學(xué)位論文作者畢業(yè)后去向：多抖身 工作單位：糸弓汰業(yè)確單么司 電話：配中一2 妊f d 多仍 通訊地址：拗曬秣侈喲詹宿侈7 參 郵編：i o v f 電子信箱：樅厶伊2 反廠叭 大連交通大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作 及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝及參考 文獻(xiàn)的地方外，論文中不包含他人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成 果，也不包含為獲得太整褒通太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而 使黑過的材料。與我一圊工作的圊態(tài)對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在 論文中作了明確的說明并表示謝意。 本人完全意識(shí)到本聲明的法律效力，申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不 實(shí)之處，毒本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。 學(xué)位論文作者簽名：橢 日期：紗孑年f 月備丑 緒論 緒論 l 本課題研究的目的和意義 轉(zhuǎn)向架是列車行走部分，它具有導(dǎo)向功能，支承車輛施加的垂直荷載的功能以及制 動(dòng)功能m 。 軸箱作為轉(zhuǎn)向架組成的一部分，不但要承受列車一系彈簧的靜載，動(dòng)載，亦是連接 輪轂軸的固定部件口1 。因此，軸箱與固定軸箱的定位銷的材料以及焊接工藝對(duì)于轉(zhuǎn)向架 尤其重要。我國自主研制的c w _ 型轉(zhuǎn)向架，軸箱體是由z g 2 5 m n n i 鋼鑄造而成，軸 箱體定位銷由2 0 c r 鋼制成。定位銷和軸箱體通過焊接連接。原工藝為淬火+ 高溫回火 2 0 c r 鋼定位銷與z g 2 5 m n n i 鋼軸箱體焊接，但由于淬火+ 高溫回火2 0 c r 鋼定位銷螺紋 根部強(qiáng)度不夠，在使用中出現(xiàn)裂紋，現(xiàn)在為提高定位銷螺紋根部強(qiáng)度，擬采用淬火+ 中 溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼的焊接工藝，但由于淬火+ 中溫回火的2 0 c r 鋼其硬度較 高，具有較大的淬硬傾向，其焊接性較淬火+ 高溫回火2 0 c r 鋼差。因此，研究淬火+ 中 溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼的焊接性，選擇合適的焊接材料，優(yōu)化焊接工藝，對(duì)于 提高c 州型轉(zhuǎn)向架軸箱體與定位銷的焊接質(zhì)量，提高c w _ 2 型轉(zhuǎn)向架的性能具有十 分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 2 國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài) 2 1z g 2 5 m n n i 鋼及其焊接性 z g 2 5 m n n i 鋼，通常被稱作b 級(jí)鋼，由戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所根據(jù)美國 a a r m 2 0 1 9 2 標(biāo)準(zhǔn)研制，它是由z g 2 5 鑄造碳素鋼發(fā)展而來的口1 。 z g 2 5 m n n i 鋼相對(duì)于原z g 2 5 材料的性能有了較大的提高，有資料顯示，通過對(duì) z g 2 5 m n n i 鋼與原z g 2 5 材料性能比較，它的屈服極限提高了1 4 ，強(qiáng)度極限提高了7 。 熱處理研究表明，z g 2 5 m n n i 鋼未經(jīng)熱處理時(shí)，組織中晶粒較大，存在魏氏組織，區(qū)域 偏析及內(nèi)應(yīng)力，其力學(xué)性能較差，尤其是低溫沖擊性特別低。當(dāng)z g 2 5 m 州i 鋼經(jīng)a c 3 + ( 1 0 l o o ) c 正火處理后，原鑄態(tài)組織全部重新結(jié)晶形成細(xì)晶粒鐵素體和珠光體組織。其 中，當(dāng)熱處理溫度僅略高于a c 3 ，或保溫時(shí)間不足時(shí)，出現(xiàn)遺傳影響組織，其性能與正常正火 組織相差無幾；當(dāng)熱處理溫度高于a t 3 + ( 5 0 l o o ) c ，并且保溫適當(dāng)時(shí)間后空冷，就可獲得 優(yōu)良的正火組織，其力學(xué)性能優(yōu)良，為z g 2 5 m n n i 鋼正火熱處理的最佳組織。 我國在對(duì)軸箱體的材料選擇上，普遍采用的是z g 2 5 m 【1 n i 鋼。對(duì)于z g 2 5 m n n i 鋼， 通過碳當(dāng)量公式判斷這種材料是否有淬硬傾向。而當(dāng)c e 郢4 時(shí)，鋼材在焊接時(shí)基本無 淬硬傾向，焊接性良好。焊接時(shí)，除鋼板厚度很大和環(huán)境溫度很低等情況外，一般不需 預(yù)熱和嚴(yán)格控制線能量。c e = 0 4 0 6 時(shí)鋼的淬硬性逐漸增加，屬于有淬硬傾向的鋼。 大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 z g 2 5 m n n i 鋼的含碳量低，錳，硅含量比較少，所以，通常情況下不會(huì)因焊接而引起嚴(yán) 重硬化組織或淬火組織。這種鋼材的塑性和沖擊性優(yōu)良，焊接接頭塑性和沖擊韌性也很 好，焊接時(shí)，一般不需預(yù)熱、層間溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織，可以 說，整個(gè)焊接過程中無須特殊的工藝措施，其焊接性優(yōu)良h 3 。 z g 2 5 m n n i 鋼的低溫沖擊韌性與其化學(xué)成分的關(guān)系哺1 z g 2 5 m n n i 鋼是一種低合金高強(qiáng)度鑄鋼，其中合金元素對(duì)z g 2 5 m n n i 鋼的塑性的影 響十分明顯，特別是對(duì)低溫韌性的影響更為突出。雖然，在一定熱處理?xiàng)l件下，z g 2 5 m n n i 鋼均能達(dá)到美國a a r 標(biāo)準(zhǔn)，但從大量的統(tǒng)計(jì)回歸分析數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，不同的合金成分配 比表現(xiàn)出的機(jī)械性能和低溫韌性不同，并且呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，z g 2 5 m n n i 鋼的硬度( h b ) 和塑性( 6 ) 也具有某種規(guī)律性。 z g 2 5 m n n i 鋼的合金元素主要是c 、m n 、n i 。z g 2 5 m n n i 鋼的低溫沖擊韌性為7 時(shí)沖擊功c v _ 2 0 7 ( k g f c m 2 ) - 單- 個(gè)合金元素對(duì)其低溫沖擊韌性的影響為： c 和7 沖擊功c v 的關(guān)系。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)的角度不難發(fā)現(xiàn)，他們之間存在著 線性關(guān)系。利用一元線性回歸法對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出其回歸方程式為：7 c 時(shí)沖擊功 c v = 6 6 5 1 0 6 5 c ( k g f c m 2 ) ，其相關(guān)系數(shù)t r = o 6 。因此從關(guān)系式中可知，在低碳的情況下， z g 2 5 m 1 ：1 n i 鋼表現(xiàn)出良好的低溫沖擊韌性。 m n 和7 沖擊功c v 的關(guān)系。按一元線性回歸法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出其線性回歸 方程為：- 7 沖擊功c v = o 6 2 + 3 9 3 m n ( k g f c m 2 ) ，相關(guān)系數(shù)o = 0 6 3 。從關(guān)系中不難發(fā) 現(xiàn)，在高錳時(shí)，z g 2 5 m n n i 鋼表現(xiàn)出良好的低溫沖擊韌性。 n i 和7 沖擊功c v 的關(guān)系。通過統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，n i 對(duì)7 沖擊功c v 的影響沒 有規(guī)律。如果用線性回歸進(jìn)行分析，其相關(guān)性很差。因此，在成分范圍內(nèi)，n i 對(duì)z g 2 5 m n n i 鋼的影響是很穩(wěn)定的。 合金鋼材料的機(jī)械性能，往往取決于合金元素的綜合作用，考慮到n i 對(duì)7 沖擊 功c v 的影響很穩(wěn)定，故只分析c 和m n 對(duì)7 沖擊功c v 的綜合影響，其關(guān)系式為： 7 c 沖擊功c v = 5 3 4 1 7 6 7 c + 3 8 7 m n ( k g f c m 2 ) 。 z g 2 5 m n n i 鋼硬度和塑性的關(guān)系式。z g 2 5 m n n i 鋼的硬度( h b ) 和塑性( 6 ) 具有 某種關(guān)系。由數(shù)據(jù)可知，他們存在線性關(guān)系。進(jìn)行一元線性回歸分析，得出關(guān)系式為： i s = = 5 6 2 0 1 6 h b ，其相關(guān)系數(shù)為o = 0 8 9 。很顯然，隨著硬度的降低，z g 2 5 m n n i 鋼的塑 性將提高。 與b 鋼同期生產(chǎn)的還有c 級(jí)鋼。通過碳當(dāng)量公式c e = c + m n 6 + ( c u + n i ) 1 5 + ( c r + m o ) 5 對(duì)c 級(jí)鋼的碳當(dāng)量進(jìn)行計(jì)算得知c 級(jí)鋼的碳當(dāng)量為c e = 0 6 4 0 6 8 ， 根據(jù)碳當(dāng)量的一般規(guī)則，我們可知c 級(jí)鋼的可焊性較差，其焊縫有一定的淬硬傾向，如 2 緒論 果焊接時(shí)不采取適當(dāng)?shù)拇胧?，焊縫有可能產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。我國1 9 9 9 年底開始批量生產(chǎn) 的x l k 型集裝箱快運(yùn)平車，在使用不到半年的時(shí)間，由于種種原因需返廠處理。從返廠 的x l k 型集裝箱快運(yùn)平車中，發(fā)現(xiàn)部分鎖座( 材料為c 級(jí)鋼) 與車體焊接焊縫產(chǎn)生裂紋， 絕大多數(shù)焊縫出現(xiàn)在c 級(jí)鋼鎖座一側(cè)熔合線上，多數(shù)裂紋與車體長度垂直。對(duì)焊縫進(jìn)行 處理后，發(fā)現(xiàn)裂紋表現(xiàn)為冷裂紋特征。通過分析，鎖座采用了b 級(jí)鋼來代替c 級(jí)鋼， 在焊接過程中，b 級(jí)鋼鎖座焊縫未產(chǎn)生裂紋。采用了b 級(jí)鋼來代替c 級(jí)鋼可以有效的解 決鎖座焊縫開裂問題，同時(shí)還可以簡化工藝，有利于降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量哺1 。 2 22 0 c r 鋼及其焊接性 2 0 c r 鋼為低合金鋼，所含有的合金元素小于5 。與b 級(jí)鋼相比較，p 、s 含量控 制比較嚴(yán)格，使合金力學(xué)性能更佳優(yōu)異口1 。 2 0 c r 鋼比相同含碳量的碳素鋼的強(qiáng)度和淬透性都明顯地高，油淬到半馬氏體硬度的 淬透性為0 2 0 3 0 m m 。這種鋼淬火中溫回火后有良好的綜合機(jī)械性能，低溫沖擊韌性良 好，回火脆性不明顯。滲碳時(shí)鋼的晶粒有長大傾向，所以要求二次淬火以提高心部韌性， 不宜降溫淬火。當(dāng)正火后硬度為h b l 7 0 - - - 2 1 7 時(shí)，相對(duì)切削加工性約為6 5 ，焊接性中 等，焊前應(yīng)預(yù)熱到1 0 0 - - 1 5 0 ，冷變形時(shí)塑性中等隅1 。 2 0 c r 鋼含有少量的合金元素，碳當(dāng)量比較低，一般情況下( 除環(huán)境溫度很低或鋼板 厚度很大時(shí)) 冷裂傾向不大。隨著合金元素的增加，淬硬傾向有所增加。因此，需要采 取控制焊接線能量、降低含氫量、預(yù)熱和及時(shí)焊后熱處理等措施，以防止冷裂紋產(chǎn)生。 2 0 c r 鋼焊接熱裂紋傾向較小，但有時(shí)也會(huì)在焊縫中出現(xiàn)熱裂紋，這與c 、s 、p 等元素 含量有關(guān)。減小母材在焊縫中的熔合比，增大焊縫形狀系數(shù)( 即焊縫寬度與厚度之比) ， 有利于防止焊縫金屬的熱裂紋1 們。 有學(xué)者為2 0 c r 鋼在其他機(jī)器零件上的使用改善熱處理工藝。如采用9 0 0 9 3 0 加 熱淬火2 0 0 。c 左右回火，可得到板條馬氏體，具有較高的強(qiáng)度和硬度。滾子鏈滾子原采用 1 0 號(hào)低碳鋼表面滲碳淬火后中溫回火，表面硬度4 3 5 h r c ，o b - - 9 5 8 6 m p a k = 3 4 2 j c m 2 ，使 用過程中常發(fā)生滾子早期破碎?，F(xiàn)采用2 0 c r 鋼低碳馬氏體強(qiáng)化工藝，即9 0 0 e 淬火+ 1 9 0 回火，硬度4 5 h r c ，o b = 1 2 8 2m p 如a k = 6 0 5j c m s 。由于板條馬氏體具有較高的抗沖抗力，低 的缺口敏感性及過載敏感性，從而使?jié)L子具有較高的抗沖擊能力，可防止早期破碎，提高其 使用壽命。沖擊器氣缸采用2 0 c r 鋼滲碳淬火，因韌性不足常易出現(xiàn)早期脆斷而發(fā)揮不出 滲碳后的高耐磨潛力。現(xiàn)改用9 0 0 直接鹽水淬火+ 2 0 0 回火，硬度為3 8 - - 一4 5 h r c ，由于 強(qiáng)韌性提高，避免了早期脆斷，提高了使用壽命。沖擊器同心閥承受較大的沖擊力，原采用 4 0 c r 鋼調(diào)質(zhì)處理，由于強(qiáng)韌性低，其損壞形式常是底部被擊碎或打裂?，F(xiàn)用2 0 c r 鋼直接進(jìn) 大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 行低碳馬氏體強(qiáng)化，硬度4 0 一- 4 5h r c ，充分發(fā)揮了板條馬氏體具有高強(qiáng)度與高韌性的特 性，使用壽命大幅度提高n 。 2 0 c r 鋼有較好的焊接性。但要成功地焊接這類鋼，必須掌握這類鋼的焊接性特點(diǎn)， 擬定正確的焊接工藝，并且嚴(yán)格實(shí)施。這類鋼焊接性的主要特點(diǎn)是n 2 1 引：在焊接熱影響 區(qū)，特別是焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)有產(chǎn)生冷裂紋和韌性下降的傾向；在焊接熱影響區(qū)受 熱時(shí)未完全奧氏體化的區(qū)域，及受熱時(shí)最高溫度低于a c l ，而高于鋼調(diào)質(zhì)處理時(shí)的回火 溫度的那個(gè)區(qū)域有軟化或脆化的傾向。雖然2 0 c r 鋼的脆硬傾向較大，但在焊接熱影響 區(qū)的粗晶區(qū)形成的是馬氏體，又因這類鋼m 。點(diǎn)較高，所形成的馬氏體可發(fā)生自回火， 這樣使得這種鋼的冷裂傾向小得多。但為了可靠地防止冷裂紋的產(chǎn)生，還必須嚴(yán)格控制 焊接時(shí)的氫源及選擇合適的焊接方法及焊接工藝參數(shù)。一般2 0 c r 鋼的熱裂傾向較小， 因鋼中的碳、硫含量都比較低，而含錳量及m n s 又較高。如果鋼中的碳、硫含量較高 或m n s 低時(shí)，則熱裂傾向增大。 2 3 異種鋼的焊接性 從組織成分上對(duì)鋼種分類，2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼都是低合金鋼。對(duì)于化學(xué)成分、 強(qiáng)度級(jí)別不同的異種低合金鋼的焊接，焊接結(jié)構(gòu)不但經(jīng)濟(jì)合理，還能夠提高整體焊接結(jié) 構(gòu)的使用性能因此被廣泛應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)中n 引。 2 3 1 焊接方法的選擇 焊接金相組織相同的異種鋼，選擇焊接方法和焊接工藝時(shí)，由于鋼的熱物理性能差 異不大，焊縫金屬的性質(zhì)多半與熔敷金屬的性質(zhì)相接近，可不考慮因組織差異所帶來的 附加條件。焊接金相組織不同的鋼時(shí)，情況則大不相同，在選擇焊接方法和工藝時(shí)，應(yīng) 考慮一些附加條件，譬如，需要把基體金屬熔化量降低到最小限度，即要求熔合比盡量 小，以避免焊縫的過熱區(qū)出現(xiàn)脆性的淬火組織和裂紋等缺陷。 目前我國焊接異種鋼最常用的方法仍然是手工電弧焊。手工電弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)是工 藝較靈活和熔合比較小。埋弧焊和堆焊是大有前途的方法，用這兩種方法可以保證焊縫 金屬得到最小的熔合比。焊接不同合金化的珠光體鋼以及珠光體鋼與高鉻馬氏體鋼構(gòu)件 時(shí)，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊有廣泛的實(shí)用性。高合金鋼的組合件一般用惰性氣體保護(hù) 焊。也有采用電子束焊接珠光體鋼與奧氏體鋼的各種真空設(shè)備薄壁構(gòu)件的報(bào)道。 用普通熔焊方法焊接時(shí)，異種鋼焊接接頭的質(zhì)量在很大程度上取決于所選用的焊接 材料。材料選用不當(dāng)，熔敷金屬中滲入合金元素，易使焊縫過渡區(qū)產(chǎn)生脆性相或裂紋， 以及在熔化區(qū)產(chǎn)生集中的結(jié)晶層和擴(kuò)散層。因此，焊接材料的選擇要根據(jù)被焊鋼材的性 能，構(gòu)件的制造工藝和使用條件綜合考慮。 4 緒論 對(duì)于異種鋼構(gòu)件，只要焊縫金屬的強(qiáng)度不低于構(gòu)件中強(qiáng)度較低的一種鋼材強(qiáng)度就可 以了。一般要求焊縫的機(jī)械性能和耐熱性能接近基體金屬，或者超過同類成分的基體金 屬。因此選用成分接近強(qiáng)度較低鋼材的焊接材料( 通常是異種鋼中含合金元素較少的鋼 材) 就可以滿足對(duì)接頭提出的強(qiáng)度要求。利用這一原則選擇焊接材料焊接珠光體鋼和高 鉻鋼是合適的。但是焊接珠光體鋼和奧氏體鋼時(shí)，由于靠近奧氏體一側(cè)的焊縫段上會(huì)出 現(xiàn)淬火組織和裂紋，所以這時(shí)必需采用高合金鋼的焊接材料。 焊接異種鋼時(shí)恰當(dāng)?shù)倪x擇預(yù)熱溫度和預(yù)熱規(guī)范是十分重要的。焊接很近成分相同的 鋼材時(shí)，預(yù)熱規(guī)范一般根據(jù)基體金屬產(chǎn)生淬火裂紋的傾向進(jìn)行選擇。焊接金相組織類型 相同，但合金成分不同的鋼材時(shí)，這一原則也可適用。焊接同類金相組織的鋼材，預(yù)熱 溫度是根據(jù)鋼材的要求選取的；焊接金相組織不同的鋼材時(shí)，預(yù)熱溫度在很大程度上取 決于焊縫金屬的合金化程度。 2 3 2 焊接材料的選擇 1 選擇焊接材料的一般規(guī)則 焊接異種鋼時(shí)，通?？偸歉鶕?jù)下述主要條件來選擇焊接材料 ( 1 ) 保證焊接接頭的使用性能，即保證焊縫金屬與基體金屬具有良好的機(jī)械性能 和綜合性能。 ( 2 ) 保證焊縫金屬具有一定的致密性( 沒有氣孔、夾雜，或有單個(gè)小氣孔與夾雜， 但數(shù)量在單位長度內(nèi)不超過額定值) ( 3 ) 焊接接頭應(yīng)該具有良好的工藝性能，即在接頭區(qū)內(nèi)不出現(xiàn)熱裂紋和冷裂紋。 ( 4 ) 保證焊縫金屬具有所要求的綜合特性( 熱強(qiáng)性、耐熱性、耐腐蝕性、耐磨性 等) ( 5 ) 保證焊條有良好的工藝性，即焊條能夠適應(yīng)各種空間位置的焊接，且能適應(yīng) 交直流焊接電源，并有一定的生產(chǎn)效率、熔敷系數(shù)和熔合比等。 焊接材料的上述各種指標(biāo)，一般都需要從試驗(yàn)中取得，但在有關(guān)的手冊(cè)中和焊接材 料的出廠證書中，往往也可以查到。異種鋼焊接材料的選擇取決于構(gòu)件的形式、使用條 件和壽命等因素。此外，到為焊接構(gòu)件選用鋼材和焊接材料時(shí)，就必須注意到焊接接頭 中可能出現(xiàn)嚴(yán)重的金相組織、化學(xué)成分和機(jī)械性能的不均勻以及出現(xiàn)過大的焊接殘余應(yīng) 力。這種過大的殘余應(yīng)力主要是膨脹系數(shù)不同引起的，因此，不能用熱處理的方法消除。 上述這些因素都會(huì)使異種鋼構(gòu)件的使用性能和可靠性大大降低。嚴(yán)格地說，完全均質(zhì)的 焊接接頭實(shí)際上是不存在的，因?yàn)樵诤缚p金屬和基體金屬之間總會(huì)有某種不均勻( 化學(xué) 的、金相組織的和機(jī)械性能的) 存在。 2 根據(jù)機(jī)械強(qiáng)度選取焊條 大連交通大學(xué)1 ：學(xué)碩七學(xué)位論文 我國國標(biāo)“低碳鋼及低合金高強(qiáng)度鋼焊條( g b 9 8 1 7 6 ) 中規(guī)定了每一種電焊條熔 敷金屬機(jī)械性能的級(jí)別。因此可以根據(jù)被焊鋼材的機(jī)械系能來選用相應(yīng)的焊條，以保證 焊縫金屬的機(jī)械性能。在焊接低碳鋼時(shí)，熔敷金屬和基體金屬的成分以及金相組織都十 分接近，一覺容易獲得與基體金屬等強(qiáng)度的接頭。但在焊接含碳量較高的碳鋼或者合金 鋼時(shí)，為了保證焊縫金屬與基體金屬等強(qiáng)度，通常要使熔敷金屬的成分和金相組織不同 于基體金屬的成分和金相組織。因此，選用焊條時(shí)需謹(jǐn)慎考慮，以免出現(xiàn)不良的后果。 為保證低碳鋼和低合金鋼焊條接近的焊縫具有足夠的強(qiáng)度，焊條中的含碳量不應(yīng)超 過0 1 5 否則，焊縫金屬的塑性和沖擊韌性會(huì)明顯的下降。如焊縫中需要加入合金元 素時(shí)，應(yīng)考慮既要能夠提高接頭的強(qiáng)度，又不至于降低它是塑性和沖擊韌性。 焊縫金屬實(shí)際上是熔敷金屬與熔化的基體金屬混合在一起的合金?；w金屬在焊縫 中所占的比例( 熔合比) 取決于多種因素。手工電弧焊和堆焊時(shí)，基體金屬在焊縫中所 占的比例，根據(jù)坡口角度越大，熔合比就越?。环粗?，坡口角度越小，熔合比越大。 實(shí)踐證明，為了保證焊接接頭在使用中的可靠和安全，選擇焊接材料時(shí)不僅要保證 焊縫金屬與基體金屬等強(qiáng)度，而且還應(yīng)保證具有高的塑性，在焊接高強(qiáng)鋼和高合金鋼時(shí)， 往往很難兼顧強(qiáng)度和塑性。因此，在選擇焊接材料時(shí)，常常不得不選用強(qiáng)度稍低但塑性 較好的熔敷金屬。這時(shí)焊縫成為焊接接頭中的一層“軟的 中間夾層，根據(jù)焊縫的“接 觸強(qiáng)化”理論，仍能獲得使用性能良好的等強(qiáng)度接頭。 2 3 3 異種鋼材焊接的困難 不同低合金鋼的焊接，除了部分低碳鋼外，大部分具有較大的淬火傾向，焊接時(shí)有 明顯的裂紋傾向。焊接這類鋼首先要采取措施防止近縫區(qū)裂紋，其次要注意防止或減輕 它們由于化學(xué)成分不同，特別是碳及碳化物形成元素含量的不同所引起界面組織和力學(xué) 性能的不穩(wěn)定和劣化陟矧。對(duì)于異種鋼的焊接常常出現(xiàn)的問題是： 化學(xué)成分不均勻性問題口鍆 異種金屬焊接接頭的化學(xué)成分不均勻性及由此導(dǎo)致的組織和力學(xué)性能的不均勻性 是異種金屬焊接中極為突出的問題。異種金屬焊接接頭中，不僅焊縫與母材往往成分不 同，就連焊縫本身成分也是不均勻的；此外，焊縫與母材交界的過渡區(qū)成分也往往既區(qū) 別于焊縫又不同于母材。這種成分的不均勻，對(duì)異種金屬焊接接頭的整體性能有重要影 響，在選擇填充材料、制定焊接工藝時(shí)應(yīng)充分估計(jì)到其影響的后果。采用熔焊時(shí)，更要 注意對(duì)稀釋率的控制。 合金元素對(duì)焊縫性能的影響：隨著碳含量的增加，原奧氏體晶粒寬度減小，柱狀晶 邊界處先共析鐵素體量減少，針狀鐵素體量增加。但另一方面，碳使焊縫金屬的固溶度 6 緒論 及硬度增加，對(duì)韌性有不利影響。因此，碳含量應(yīng)保持在合理范圍內(nèi)。m n 是有效的細(xì) 化晶粒的元素。在c m n 系焊縫中，m n 含量的增加使針狀鐵素體量持續(xù)增加，先共析 鐵素體及中間層狀組織減少，m n 使焊縫的晶粒細(xì)化，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度增加，沖擊 韌性提高。s 在 o 0 5 的范圍內(nèi)對(duì)強(qiáng)度的影響較小，但對(duì)低溫沖擊韌性極為不利，s 使 焊縫中層狀帶有m a c 的鐵素體體積增加，在層狀界面形成m n s ，先共析鐵素體量減 少，隨著s 含量的增加，焊縫的沖擊韌性大大降低。因此，為了避免焊縫的力學(xué)性能下 降，應(yīng)嚴(yán)格控制s 的含量。p 在0 0 3 以下使焊縫強(qiáng)度略有增加，但對(duì)韌性影響較小， 隨著s 含量的增加，先共析鐵素體量稍有增加。對(duì)于實(shí)際焊縫將p 控制在0 0 2 以下就 可以確保韌性2 沏1 。 界面組織的不穩(wěn)定性啪3 u 異種金屬的焊接接頭，在焊縫與母材之間沒有一條截然的界線，而存在著熔合區(qū)。 雖然關(guān)于熔合區(qū)的含義在不同場(chǎng)合所指還不完全一致，但都認(rèn)為它是從母材金屬向焊縫 過渡的過渡區(qū)，該區(qū)最大的特征是具有明顯的宏觀化學(xué)不均勻性。這是這種化學(xué)不均勻 性引起組織的不均勻性，以至給異種金屬焊接接頭的物理化學(xué)性能、力學(xué)性能等帶來很 大影響。例如采用奧氏體不銹鋼填充金屬焊接低合金鋼與奧氏體不銹鋼的異種金屬焊接 接頭常發(fā)生的“碳遷移，會(huì)導(dǎo)致其界面焊縫一側(cè)形成增碳層，引起接頭力學(xué)性能下降， 甚至開裂。雖然過渡區(qū)在尺寸上只占整個(gè)接頭的極小部分，其影響卻不可忽視。所以， 在焊接異種金屬時(shí)，不僅要考慮焊縫金屬本身的成分和性能，而且還要考慮過渡區(qū)可能 形成的成分和性能。當(dāng)被焊異種金屬化學(xué)成分相差越大，熔合比或稀釋率越高時(shí)，過渡 區(qū)也越明顯。反之，或者熔合區(qū)金屬液態(tài)存在的時(shí)間越長，或者液態(tài)金屬的流動(dòng)性越好， 則過渡區(qū)會(huì)有所減小。 用奧氏體焊條焊接珠光體鋼碳遷移的問題口糾朝 研究者們把碳遷移主要?dú)w結(jié)為以下幾點(diǎn)： 1 碳在鐵素體和奧氏體中具有不同的活度，在異種金屬交界面存在著碳的活度梯 度，所以有時(shí)碳是上坡擴(kuò)散。奧氏體焊縫中鎳含量的增加能提高碳在焊縫中的活度，使 碳化物穩(wěn)定性降低。用高鎳合金作焊縫金屬時(shí)，碳遷移傾向要小些。當(dāng)鐵素體母材中存 在碳化物形成元素時(shí)，可以使碳在母材中形成穩(wěn)定的碳化物而降低碳的活度。 2 在相同溫度下，碳在鐵素體中的擴(kuò)散比在奧氏體中快5 1 0 倍，并且碳在奧氏體 中的溶解度也大于鐵素體。 3 熱影響區(qū)的溫度梯度有利于碳向焊縫擴(kuò)散。一些學(xué)者還認(rèn)為，熔合界面產(chǎn)生的熱 應(yīng)力有助于碳遷移。 7 大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 4 在異種鋼接頭中，奧氏體焊縫金屬中的c r 等合金元素會(huì)“吸引”熱影響區(qū)中的碳 向焊縫中擴(kuò)散，即使碳的活度增大。因此，除了碳的濃度擴(kuò)散外，還存在活度擴(kuò)散，這 使得碳擴(kuò)散行為變得更為復(fù)雜。 研究結(jié)果表明，在這種異種鋼接頭中，碳遷移的敏感溫度區(qū)間是在鐵素體母材相變 點(diǎn)氏l 以下的高溫區(qū)，在一般焊接規(guī)范下，碳遷移在焊態(tài)是不明顯的。 氫在焊接接頭中的敏感性問題一1 氫在焊接接頭中是十分有害的。氫在不同鋼種及不同溫度擴(kuò)散系數(shù)是不同的。用奧 氏體型填充材料焊接珠光體鋼時(shí)，應(yīng)考慮在熔化焊過程不同階段的擴(kuò)散和聚集特點(diǎn)。 通常，被焊母材中的含氫量很低，而所有的焊接方法都使熔敷金屬增氫。熔化焊時(shí)， 焊條藥皮、焊劑中的吸附水和結(jié)晶水，保護(hù)氣體中的水分，焊接區(qū)的油污、鐵銹及空氣 中的水分等，在焊接電弧熱的高溫作用下，分解為原子態(tài)和離子態(tài)的氫，溶解進(jìn)入熔池 中。熔池中溶解的氫高于其周圍母材中溶解的氫，形成了氫擴(kuò)散的濃度梯度。氫在濃度 梯度和溫度梯度的作用下，沿“不完全熔化區(qū)熔化了晶界及與熔池相連的未熔化的母 材晶粒的晶格間隙向母材中擴(kuò)散。氫在固溶體中的擴(kuò)散速率比任何金屬原子的擴(kuò)散速率 大1 0 0 0 倍以上，氫在液態(tài)中的擴(kuò)散速率要比這個(gè)數(shù)字高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。所以，氫沿“不 完全熔化區(qū) 熔化了的晶界擴(kuò)散，能使氫更多更快的擴(kuò)散到母材側(cè)更深的部位。 熔化焊時(shí)，在熔池底部總存在一個(gè)晶界局部熔化而晶內(nèi)未完全熔化的“不完全熔化 區(qū)”。因此，不管填充材料及被焊材料為何種材料，在熔池階段，氫必然沿熔化了的晶 界及與熔池相連的未熔化的母材晶粒的晶格間隙向母材側(cè)擴(kuò)散。也就是說，熔池階段氫 的這一擴(kuò)散過程在任何熔化焊接頭中都是相同的。如果熔池中溶解了較多的氫，在熔池 階段也將有較多的氫沿著熔化了的晶界及與熔池相連的未熔化的母材晶粒的晶格間隙 擴(kuò)散進(jìn)入“不完全熔化區(qū) ，并沿晶界向熱影響區(qū)中更深的部位擴(kuò)散。 大量的生產(chǎn)實(shí)踐和理論研究證明，氫致裂紋的產(chǎn)生與接頭的組織、拘束應(yīng)力、擴(kuò)散 氫含量及分布有關(guān)。通過上面的分析，“不均勻混合區(qū) 和“不完全熔化區(qū)”為接頭中 的富氫帶。從組織上看，焊縫“均勻混合區(qū)為奧氏體或奧氏體十鐵素體；“不均勻混 合區(qū)或以奧氏體為主( 形成了“富奧氏體帶”) 或以馬氏體為主( 形成馬氏體帶) ； “不完全熔化區(qū) 為馬氏體+ 奧氏體；“熱影響區(qū)”為馬氏體等。從應(yīng)力分布來看，焊 態(tài)下，異種鋼接頭熔合線附近的殘余應(yīng)力特征為：焊縫側(cè)受拉應(yīng)力，珠光體母材側(cè)受壓 應(yīng)力，最大拉應(yīng)力位于熔合線焊縫側(cè)。因此，異種鋼接頭熔合區(qū)尤其是焊縫側(cè)“不均勻 混合區(qū) ，具備產(chǎn)生氫致延遲裂紋的條件，是氫致裂紋最敏感的區(qū)域。 8 緒論 通過對(duì)以上的焊接性問題分析來看，可以發(fā)現(xiàn)，在焊接接頭的焊縫區(qū)域，通常都會(huì) 產(chǎn)生導(dǎo)致淬硬傾向的組織，例如馬氏體，使焊接接頭的冷裂紋敏感性增大。隨著含碳量 的增加，及焊接板厚的增加，焊前預(yù)熱和焊后熱處理變的必不可少。 3 本課題所用材料和預(yù)期達(dá)到的結(jié)果 本課題選擇淬火+ 中溫回火2 0 c r 鋼作為轉(zhuǎn)向架軸箱體定位銷材質(zhì)，對(duì)厚度為1 2 m m 的淬火+ 中溫回火及淬火+ 高溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼，選擇不同的焊接材料，不 同的焊接方法，進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，并對(duì)各種工藝條件下焊接接頭的冷、熱裂紋敏感性 傾向的研究以及對(duì)其沖擊、拉伸等常規(guī)力學(xué)性能進(jìn)行研究，同時(shí)對(duì)焊接接頭進(jìn)行組織、 硬度的分析，對(duì)斷口進(jìn)行掃描分析，以確定合理的焊接材料，焊接工藝方法，為轉(zhuǎn)向架 在實(shí)際的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。 9 大連交通大學(xué)t 學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章試驗(yàn)材料和方法 1 1 試驗(yàn)材料 2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼的成分和性能見表1 1 和表1 2 。焊接材料分別為j 5 0 6 、j 5 0 2 、 a 3 0 2 焊條和e r 5 0 6 焊絲。焊接材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能見表1 3 和表1 4 。焊接方 法分別為手工電弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊，保護(hù)氣體為8 0 a r + 2 0 c 0 2 。 表1 12 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼的化學(xué)成分( 質(zhì)量分?jǐn)?shù)，) t a b l e 1 1c h e m i c a lc o m p o s i t i o no f2 0 c ra n dz g 2 5 m n n i ( w t ，) 表1 22 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼的力學(xué)性能 t a b l e 1 2m e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f2 0 c ra n dz g 2 5 m n n i 表1 3 焊條( 絲) 熔敷金屬化學(xué)成分( 質(zhì)量分?jǐn)?shù)，) t a b l e 1 3c h e m i c a lc o m p o s i t i o no fd e p o s i t e dm e t a l ( 、吒) 1 0 第一章試驗(yàn)材料和方法 表1 4 焊條( 絲) 熔敷金屬力學(xué)性能 t a b l e 1 4c h e m i c a lp r o p e r t i e so fd e p o s i t e dm e t a l 1 2 試驗(yàn)方法 1 2 1 斜y 型坡口裂紋試驗(yàn) 斜y 型坡口焊接裂紋試驗(yàn)是常用的冷裂紋敏感性試驗(yàn)方法。試驗(yàn)按 g b t 4 6 7 5 1 1 9 8 4 焊接性試驗(yàn)斜y 型坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法進(jìn)行。圖1 1 為斜y 型坡口焊接裂紋試驗(yàn)用試件形狀及尺寸。圖1 1 中試件厚度為1 2 m m 。試驗(yàn)焊縫的焊接 方式見圖1 2 。分別進(jìn)行了采用j 5 0 6 、j 5 0 2 、a 3 0 2 、焊條和e r 5 0 6 焊絲焊接淬火+ 中溫 回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼以及淬火+ 高溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼的斜y 型坡1 2 1 焊接裂紋試驗(yàn)，斜y 型坡1 2 1 焊接裂紋試驗(yàn)的焊接工藝參數(shù)如表1 5 所示。試件焊接后放 置4 8 小時(shí)，按圖1 3 所示的裂紋長度計(jì)算方式分別測(cè)量并計(jì)算各試件表面裂紋率和斷面 裂紋率。 一 8 l- 試驗(yàn)焊縫 拘柬焊縫 拍柬焊縫 l ) ) ) ) ) ) ) )( p ( ( ( ( ( f 8 0 6 0 圖1 1 斜y 形坡口焊接裂紋試驗(yàn)用試件形狀及尺寸 f i g 1 1f o r ma n ds i z eo fs a m p l ef o ry - g r o o v er e s t r a i n tc r a c k i n gt e s t 大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 圖1 2 試驗(yàn)焊縫的焊接方式 f i g 1 2w e l d i n gm o d eo ft e s tw e l d i n g 裂紋率的計(jì)算 表面裂紋率： c ，：蘭1 0 0 式中：c 廠表面裂紋率( ) ； i 廠表面裂紋長度之和( m m ) ； 州驗(yàn)焊縫長度( u 1 1 ) 。 斷面裂紋率：在試驗(yàn)焊縫上切下4 塊試片，檢查5 個(gè)斷面的裂紋深度。 c 。：娶1 0 0 k 一了百x 式中：c 。一斷面裂紋率( ) ； 日，5 個(gè)斷面上裂紋深度之和( n h n ) ； 日5 個(gè)斷面焊縫最小厚度之和( i l u n ) 。 1 2 第一章試驗(yàn)材料和方法 a ) b ) 圖1 3 試樣上裂紋長度計(jì)算 a ) 表面裂紋b ) 斷面裂紋 f i 9 1 3f l a wl e n g t hc a l c u l a t i o na b o u t t e s ts a m p l e a ) s u r f a c ec r a c kb ) s e c t i o nc r a c k 表1 52 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼斜y 型坡口焊接裂紋試驗(yàn)焊接工藝參數(shù) t a b l e 1 5w e l d i n gp a r a m e t e ro f2 0 c ra n dz g 2 5 m n n if o ry g r o o v er e s t r a i n tc r a c k i n gt e s t 母材焊接材料 焊接材料 烘干規(guī)范萼星， 焊接規(guī)范 烘干溫f 烘干時(shí) 度 cl 問m 焊接電流l 焊接電壓f 焊接速孳l 氣體流量 i ，al 1 i ，n l - - i m mm i n m i f f 淬火+ 中溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 n i 鋼 淬火+ 中溫回火2 0 0 r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼 淬火+ 中溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼 淬火+ 中溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼 淬火+ 中溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼 淬火+ 高溫回火2 0 c r 鋼與z g 2 5 m n n i 鋼