不同焊接熱輸入量對(duì)焊縫熱影響區(qū)組織和性能的影響分析

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1、不同焊接熱輸入量對(duì)焊縫熱影響區(qū)組織和性能的影響分析中鐵山橋集團(tuán)有限公司質(zhì)量管理部（河北山海關(guān)!""#!$）劉艷色【摘要】本文對(duì)!"#$%鋼，采用直徑&’’和(’’兩種焊絲，采用不同焊接熱輸入量進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊，焊接接頭熱影響區(qū)顯微組織和力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，細(xì)焊絲埋弧自動(dòng)焊，由于熱輸入量較小，高溫停留時(shí)間短，熱影響區(qū)過(guò)熱程度較輕，奧氏體晶粒長(zhǎng)大不嚴(yán)重，所以并沒(méi)有形成粗大的魏氏組織鐵素體；相反，使用粗焊絲進(jìn)行焊接的接頭，焊接熱輸入量大，在過(guò)熱區(qū)產(chǎn)生了大量的粗大魏氏組織鐵素體，使接頭力學(xué)性能變差。

2、的冷卻速度下形成一種特殊的過(guò)熱組織———魏氏組織。這種情況下的粗大魏氏組織，會(huì)嚴(yán)重地影響到金屬的韌性，是焊接接頭變脆的一個(gè)主要原因。#"重結(jié)晶區(qū)該區(qū)加熱到的峰值溫度范圍在-."到晶粒開始急劇長(zhǎng)大以前的溫度區(qū)間，大約在#$$*))$$,之間。該區(qū)的組織特征是由于在加熱和冷卻過(guò)程中經(jīng)受了兩次重結(jié)晶相變的作用，使晶粒得到了顯著的細(xì)化。因此該區(qū)具有較高的綜合力學(xué)性能，甚至還優(yōu)于母材的性能。$"不完全重結(jié)晶區(qū)該區(qū)加熱到峰值溫度-.)到-."之間，約為/&$*#$$,，該區(qū)的特點(diǎn)是只有部分經(jīng)受了重結(jié)晶相變，是一個(gè)粗晶

3、粒和細(xì)晶粒的混合區(qū)。該區(qū)對(duì)焊接接頭性能的影響不是很大。本文主要分析熔合區(qū)及過(guò)熱區(qū)組織及性能，論述了粗絲埋弧自動(dòng)焊和細(xì)絲埋弧自動(dòng)焊試驗(yàn)形成的兩種不同的熔合區(qū)及過(guò)熱區(qū)組織，以及明顯不同的力學(xué)性能。二、試驗(yàn)用鋼板和焊接材料試驗(yàn)所采用的鋼板為"&’’厚的!"#$%鋼，其化學(xué)成分見(jiàn)表)，力學(xué)性能見(jiàn)表(。一、概述在焊接條件下，由于焊接熱循環(huán)的特殊性，往往會(huì)使熱影響區(qū)內(nèi)加熱到相變點(diǎn)以上的材料發(fā)生不利的組織變化，并導(dǎo)致焊接接頭性能的惡化。焊接條件下的組織轉(zhuǎn)變與熱處理?xiàng)l件下的組織轉(zhuǎn)變，從基本原理上是一致的，但是由于焊接過(guò)程

4、具有本身的特點(diǎn)，這就給焊接時(shí)的組織轉(zhuǎn)變帶來(lái)了它的特殊性。其特點(diǎn)：!加熱溫度高。"加熱速度快。#高溫停留時(shí)間短。$自然條件下連續(xù)冷卻。%局部加熱。組織轉(zhuǎn)變是在應(yīng)力作用下進(jìn)行的，且轉(zhuǎn)變過(guò)程是不均勻的。由于焊接熱影響區(qū)熔合線附近是整個(gè)焊接接頭的薄弱地帶，因此研究分析固態(tài)有相變材料的焊接熱影響區(qū)組織變化對(duì)提高焊接質(zhì)量，具有及其重要的意義。焊接熱影響區(qū)可分為熔合區(qū)及過(guò)熱區(qū)、重結(jié)晶區(qū)、不完全重結(jié)晶區(qū)三種：!"熔合區(qū)及過(guò)熱區(qū)（又稱粗晶區(qū)）該區(qū)緊鄰焊縫，它的溫度范圍包括了從晶粒急劇長(zhǎng)大的溫度開始一直到固相線溫度，大約為)

5、)$$*)+#$,之間。由于加熱溫度很高，特別是在固相線附近處，一些難熔質(zhì)點(diǎn)（如碳化物和氮化物）也都熔入奧氏體，因此奧氏體晶粒長(zhǎng)得非常粗大。這種粗大的奧氏體在較快表!鋼板的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（0）板厚批號(hào)材質(zhì)1234562-789:;<31=>數(shù)據(jù)來(lái)源——!"#$%!$?($!$?&&)?$$*)?@$!$?$(&!$?$(&—————標(biāo)準(zhǔn)"&$(""&/(!"#$%$?)@$?+&)?+A$?$)$$?$$"$?$()———$?+(&質(zhì)保書第十一屆北京·埃森焊接與切割展覽會(huì)專輯#$%$&’()*!++

6、,-(&.-/0表!鋼板的力學(xué)性能對(duì)比試驗(yàn)分兩組，編號(hào)分別為(號(hào)和**號(hào)。(號(hào)試件采用#(""的=,+$>:7焊絲焊接，**號(hào)試件采用#:""的=,+$>:7焊絲焊接，焊劑均采用燒結(jié)焊劑?0*,*@。焊絲、焊劑的化學(xué)成分和力學(xué)性能見(jiàn)表4。表"焊絲、焊劑的化學(xué)成分和力學(xué)性能./來(lái)源"""""書書；書注：焊劑?0*,*@熔敷金屬的力學(xué)性能，質(zhì)保書中值為配=*,$>:焊絲的試驗(yàn)結(jié)果，復(fù)驗(yàn)值為配=,+$>:7焊絲的試驗(yàn)結(jié)果。設(shè)備為KA—*,,,直流電源，采用反極性接法，焊接規(guī)范參數(shù)見(jiàn)表9。三、試板焊接焊接環(huán)境溫度

7、為*:<，環(huán)境濕度為4,)J=。焊接表!焊接規(guī)范參數(shù)46機(jī)械工人#熱加工"##$年第%期焊材牌號(hào)批號(hào)規(guī)格!""化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，)）力學(xué)性能A?B$>%?CBAD$E/AF!#!$%&!’!$%&"(（)）!!0數(shù)據(jù)焊絲=,+$>:7——",G*,",G,8*G(,3*G6,,G,*(,G,*,G4,,G:,HH,G:,————標(biāo)準(zhǔn),:,(***#(G,,G,8,G,:*G88,G,,8,G,,2,G,*,G,*HH,G*4————質(zhì)保,G*,",G,8*G8:,G,*9,G,*——HH—————復(fù)驗(yàn):

8、2(:(,:,#:G,,G,+,G,:*G2+,G,*4,G,,4,G,49,G,*9HH—————質(zhì)保,G,+I,G,8*G22,G,**,G,,2——HH—————復(fù)驗(yàn)焊劑?0*,*@—————",G,9",G,4——HH—!9,,!(,,!:9H9,