專題低合金鋼的埋弧焊的焊縫的組織和性能

1、 低合金鋼埋弧焊工藝及焊縫組織研究摘要: 本文針對低合金鋼的焊接性能，埋弧焊原理和簡單的操作和其他相關(guān)工藝，如何選擇焊劑及低合金埋弧焊焊接工藝及焊縫組織分布及特征進(jìn)行了研究。并分析電流對焊縫成形的的影響及焊劑類型和堿度對焊縫組織的影響。本實(shí)驗(yàn)采用兩種焊焊劑：HJ431和SJ101，兩組焊接工藝參數(shù)：電流450A,電壓28V，電流600A,電壓32V.研究了焊劑和焊接工藝參數(shù)電流對焊縫組織的影響。利用金相分析等手段，觀測了母材及接頭的組織分布和特征。結(jié)果表明：低合金鋼的埋弧焊焊接過程中，在其他條件相同的情況下，HJ431的焊縫比SJ101的焊縫更平整更光滑，成型更美觀。在燒結(jié)焊劑中焊接參數(shù)的焊接

2、電流越大，則焊縫的余高和熔深都增加而焊縫的寬度變化不大?！?】關(guān)鍵詞：埋弧焊；低合金鋼；焊劑；顯微組織。Research on SAW procedure of : Aiming at the low alloy steel welding performance, welding principle and simple operation and other related technology, how to choose the flux and low alloy submerged arc welding process and weld tissue distribution a

3、nd characteristics of the study. And analysis of current on weld shaping and the effect of flux type and alkalinity on weld microstructure effects. This experiment uses two kind of welding flux: HJ431 and SJ101, two groups of welding parameters : the current 450A, voltage 28V, current 600A, voltage

4、32V of fluxes and welding parameters on weld microstructure impact current. Use of metallographic examination, observation the mother material and joint tissue distribution and characteristics. The results showed that: low alloy steel submerged arc welding process, under the same conditions, the HJ4

5、31 weld seam formation of more than SJ101 more smooth, forming more beautiful. The sintered flux welding parameter welding current is larger, the weld residual and high penetration depth is increased and the weld width change.Key Words : 目 錄第一章 緒論11.1 低合金鋼的概況21.2 低合金鋼的焊接性21.3 低合金鋼的焊接工藝2 1.3.1 焊前準(zhǔn)備.2

6、 1.3.2 焊接材料的選擇.31.4 埋弧焊.31.5 研究現(xiàn)狀及發(fā)展3第二章 實(shí)驗(yàn)過程42.1實(shí)驗(yàn)材料及方法42.2 焊接工藝過程42.3組織觀察5第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析63.1顯微組織63.2顯微組織分析7第四章 結(jié)論8參考文獻(xiàn)9第一章 緒論1.1 低合金鋼的概況 低合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上，通過加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%以下的一種或幾種合金元素而形成的，從而提高了鋼的淬透性，并保證鋼經(jīng)過熱處理后能獲得良好的綜合力學(xué)性能，同時(shí)具有較高的強(qiáng)度和足夠的韌性。低合金鋼主要分為強(qiáng)度用低合金鋼和專用低合金鋼的兩大類。強(qiáng)度用低合金鋼的屈服強(qiáng)度均超過了294MPa的級別，所以又被稱為低合金高強(qiáng)度鋼。按照屈服強(qiáng)

7、度范圍不同又被分為了熱軋鋼和正火鋼，低碳調(diào)質(zhì)鋼，中碳調(diào)質(zhì)鋼。由于現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，對鋼材有了更高的要求，如汽輪機(jī)和鍋爐上工作的在高溫高壓及高應(yīng)力作用下的零部件，不僅要強(qiáng)度高，耐蝕性好，而且在高溫下保持足夠高的強(qiáng)度，所以低合金鋼滿足了普通碳素鋼無法滿足的很多要求，能適應(yīng)了現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展?！?】1.2 低合金鋼的焊接性低合金鋼在焊接的過程中容易產(chǎn)生熱裂紋，不但出現(xiàn)在焊縫中，還可以產(chǎn)生在熔合區(qū)及附近的熱影響區(qū)。焊縫的結(jié)晶裂紋和熔合線的液化裂紋。冷裂紋敏感性是由于淬硬組織，氫的富集和拘束應(yīng)力三要素的共同作用的結(jié)果。再熱裂紋的敏感性，鋼材的化學(xué)成分氣主要原因。層狀撕裂，脆化和軟化等焊接缺陷。焊前準(zhǔn)

8、備低合金鋼的埋弧焊的焊前準(zhǔn)備：（1）坡口的選擇與加工（2）焊件的清理（焊接前，必須將坡口及焊接部位表面的銹蝕、油污、水分、氧化皮等清理干凈，方法是風(fēng)動(dòng)砂輪）。（3）漢斯的清理和焊劑的烘干（在焊接前必須將焊絲表面的油污、鐵銹等污物清除干凈為了防止請的侵入必須對焊劑進(jìn)行烘干。HJ431焊劑要求是2500C、2h烘干；SJ101要求300-350OC、2h烘干）。（4）焊件的裝配。（必須保證間隙均勻，高低平整，特別是單面焊雙面成形。在直焊縫焊件的裝配時(shí)，尚需加引弧板和引出板，防止弧坑等缺陷）。1.3.2焊接材料的選擇埋弧焊所用的焊接材料是焊劑和焊絲。焊機(jī)的用途是形成熔渣，一方面隔絕空氣保護(hù)金屬不受空

9、氣的侵害作用；另一方面起著對熔化金屬進(jìn)行冶金處理的作用即通過冶金反應(yīng)清除有害雜質(zhì)和過度有益的合金元素。漢斯的作用是：在焊接時(shí)熔化進(jìn)入熔池，起到填充和合金化的作用，另外，尚未融化的焊絲起到導(dǎo)電的作用。本實(shí)驗(yàn)是焊劑使用SJ101和HJ431.焊絲是H08mn.1.4埋弧焊1.5研究現(xiàn)狀及發(fā)展目前，低碳低合金鋼通過優(yōu)化設(shè)計(jì),可以獲得最佳的成分、組織和性能的配合,達(dá)到高的強(qiáng)塑積()和性能價(jià)格比,作為高性能結(jié)構(gòu)材料有良好的發(fā)展應(yīng)用空間。由于低合金鋼優(yōu)異的性能，為了滿足各行各業(yè)日益增長的需要，隨后引進(jìn)和研制了一批低合金鋼如船用鋼16Mn、15MnTi，橋梁用鋼16Mn、15MnV，鍋爐用鋼15MnV、18

10、MnMoNb，壓力容器用鋼15MnV、15MoVN汽車用鋼16Mn等。在應(yīng)用范圍內(nèi)有很大的突破，將會(huì)更廣范的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。第二章 實(shí)驗(yàn)過程2.1實(shí)驗(yàn)材料及方法實(shí)驗(yàn)材料：低合金鋼（16Mn）使用的焊劑SJ101、HJ431。焊絲牌號是名義成分如表2.1所示。表2.1 低合金鋼化學(xué)成分（wt%）0.0450.020.152.2 焊接工藝過程表2.2 工藝參數(shù)試件材料(mm)(A)(V)2.3組織觀察用線切割在兩塊板上取下小部分作為試樣，然后進(jìn)行打磨。磨時(shí)先用240的砂紙進(jìn)行粗磨，依次400，600，800,1000，可采用預(yù)磨機(jī)以加快進(jìn)度。磨制完成后用拋光機(jī)進(jìn)行拋光，反復(fù)拋光完成后進(jìn)行腐蝕，腐蝕

11、液為3%的HNO3,采用酒精進(jìn)行脫脂，再采用金相顯微鏡進(jìn)行金相組織觀察，并進(jìn)行組織形貌的拍照。采用HVS-100型數(shù)顯顯微硬度計(jì)進(jìn)行顯微硬度測量，由焊縫中心部位開始經(jīng)熔合區(qū)熱影響區(qū)直到母材的組織變化，觀察性能的變化。第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析3.1顯微組織 圖3.1為低合金鋼焊縫宏觀外表： 圖3.1熔煉焊劑和燒結(jié)焊劑 ( a) SJ101 小電流 (b）SJ101大電流 圖3.2.1 號件焊縫的顯微組織 （a）SJ101小電流 （b）SJ101大電流 圖3.2.2號件熱影響區(qū)的顯微組織 3.2顯微組織分析圖1為熔煉焊劑的焊縫成形比燒結(jié)焊劑的焊縫成形更平整更光滑，成型更美觀。圖2圖3中的（a）與（b）的焊縫組織，可明顯看出，焊縫組織明顯不同，且（b）比(a)組織粗大，這是由于(b)焊接時(shí)電流比(a)大，冷卻更慢，高溫停留時(shí)間更長，晶粒長大更嚴(yán)重.第四章 結(jié)論(1) 在焊接工藝參數(shù)相同的情況下，燒結(jié)焊劑比燒結(jié)焊劑焊縫成形更平