Q235焊接工藝課程設計

1、1緒論1 .1 q235的成分及焊接性分析q235鋼是一種普通碳素結構鋼，具有冶煉容易，工藝性好，價格價廉的優(yōu)點，而且在力學性能上也能滿足一般工程結構及普通機器零件的要求，在世界各國得到廣泛應用。碳素結構鋼的牌號體現(xiàn)其機械性能，符號用q+數(shù)字表示，其中“q”為屈服點“屈”的漢語拼音，表示屈服強度的數(shù)值。q235表示這種鋼的屈服強度為235mp，q235鋼含碳量約為0.2%屬于低碳鋼。q235成分:c含量0.12%-0.22%、mn含量0.30%-0.65%、si含量不大于0.30%、s含量不大于0.050%、p含量不大于0.045%。s、p和非金屬夾雜物較多在相同含碳量及熱處理條件下，低碳鋼焊

2、接材料焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好，焊接時，一般不需預熱、控制層間溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織，整個焊接過程不必采取特殊的工藝措施，焊接性優(yōu)良。 q235含有少量的合金元素，碳含量比較低，一般情況下（除環(huán)境溫度很低或鋼板厚度很大時）冷裂傾向不大。工件預熱有防止裂紋、降低焊縫和熱影響區(qū)冷卻速度、減小內應力等重要作用。但是預熱使勞動條件惡化，并使工藝復雜。低合金結構施焊前是否需要預熱，一般應根據(jù)生產實踐和焊接性試驗來確定。當母材的碳當量ceq0.35時應考慮預熱。低合金鋼淬硬傾向1主要取決于鋼的化學成分，根據(jù)碳當量公式可知q235的碳當量小于0.4%，在焊接過程中基本無淬硬傾向，焊前不

3、需預熱。且這類剛含碳量較低，具有較的抗熱裂性能，焊接過程中熱裂紋傾向較小，正常情況下不會出現(xiàn)熱裂紋。從厚度考慮，當板厚超過25mm時應考慮100以上的焊前預熱，試驗中所用鋼板的厚度為12mm，不需預熱。焊接熱處理的目的是為了消除焊接內應力、提高構件尺寸的穩(wěn)定性、增強抗應力腐蝕性能、提高結構長期使用的質量穩(wěn)定性和工件安全性等。低合金鋼焊接結構在大多數(shù)請況下不進行焊后熱處理，只有在特殊要求的情況下才進行焊后熱處理。此試驗并無特殊要求，因此并未進行焊后熱處理。1.2 焊條 1.2.1對焊條的基本要求 （1）焊條的熔敷金屬應具有良好的力學性能 （2）焊條的熔敷金屬應具有規(guī)定的化學成分，以保證其使用性能

4、的要求 （3）焊條應具有良好的工藝性能 （4）要求焊條具有良好的抗氣孔、抗裂紋能力 （5）焊條應具有良好的外觀（表皮）質量 1.2.2焊條的組成 焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。焊條中被藥皮包覆的金屬芯是焊芯，其主要作用是導電，在焊條端部形成電弧，同時焊芯靠電弧熱熔化后，冷卻形成具有一 定成分的熔敷金屬。焊條中涂在焊芯表面上的涂料稱為藥皮。其主要作用是機械保護作用、冶金處理作用和改善焊接工藝性能。焊條按熔渣酸堿度可分為酸性焊條和堿性焊條。酸性焊條的工藝性能好，焊縫外表成形美觀、波紋細密。堿性焊條的焊縫具有較高的塑性和沖擊韌度，一般承受動載的焊件或剛性較大的重要結構采用堿性堿性焊條。本實驗為一般結構

5、，采用酸性焊條e4303(j422).1.3 焊接操作注意事項及安全要求 焊條電弧焊操作時，必須注意安全與防護，安全與防護技術主要有防止觸電、弧光輻射、火災、爆炸和有毒氣體與煙塵中毒等。 1.3.1 防止觸電 焊條電弧焊時，電網電壓和焊機輸出電壓以及手提照明燈的電壓等都會有觸電危險。因此，要采取防止觸電措施?；蚪恿?。焊接電纜和焊鉗絕緣要良好，如有損壞，要及時修理。焊條電弧焊時，要穿絕緣鞋，戴電焊手套。在鍋爐、壓力容器、管道、狹小潮濕的地溝內焊接時，要有絕緣墊，并有人在外監(jiān)護。使用手提照明燈時，電壓不超過安全電壓36v，高空作業(yè)時不超過12v。高空作業(yè)時，在接近高壓線5m或離低壓線2.5m 以內

6、作業(yè)，必須停電，并在電閘上掛警告牌，設人監(jiān)護。萬一有人觸電，要迅速切斷電源，并及時搶救。1.3.2 防止弧光輻射 焊接電弧強烈的弧光和紫外線對眼睛和皮膚有損害。焊條電弧焊時，必須使用帶弧焊護目鏡片的面罩，并穿工作服，戴電焊手套。多人焊接操作時，要注意避免相互影響，宜設置弧光防護屏或采取其他措施，避免弧光輻射的交叉影響。6 級以上大風時，沒有采取有效的安全措施不能進行露天焊接作業(yè)和高空作業(yè)，焊接作業(yè)現(xiàn)場附近應有消防設施。電焊作業(yè)完畢應拉閘，并及時清理現(xiàn)場，徹底消除火種。1.3.3 防止火災 在焊接作業(yè)點火源10米以內、高空作業(yè)下方和焊接火星所及范圍內，應徹底清除有機灰塵、木材、木屑、棉紗棉絲、草

7、墊干草、石油、汽油、油漆等易燃物品。如有不能撤離的易燃物品，諸如木材、未拆除的隔熱保溫的可燃材料等，應采取可靠的安全措施，如用水噴濕，覆蓋濕麻袋、石棉布等。1.3.4 防止爆炸 在焊接作業(yè)點 10 米以內，不得有易爆物品，在油庫、油品室、乙炔站、噴漆室等有爆炸性混合氣體的室內，嚴禁焊接作業(yè)。沒有特殊措施時，不得在內有壓力的壓力容器和管道上焊接。在進行裝過易燃易爆物品的容器焊補前，要將盛裝的物品放盡，并用水、水蒸氣或氮氣置換，清洗干凈：用測爆儀等儀器檢驗分析氣體介質的濃度；焊接作業(yè)時，要打開蓋口，操作人員要躲離容器孔口。1.3.5 防止有毒氣體和煙塵中毒 焊條電弧焊時會產生可溶性氟、氟化氫、錳、

8、氮氧化物等有毒氣體和粉塵，會導致氟中毒、錳中毒、電焊塵肺等，尤其是堿性焊條在容器、管道內部焊接更甚。因此，要根據(jù)具體情況采取全面通風換氣、局部通風、小型電焊排煙機組等通風排煙塵措施。1.4 焊接工藝參數(shù)對q235焊接性能的影響 q235屬于對焊接方法的選擇無特殊要求，焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊、電渣焊、氬焊等焊接方法均可采用。本實驗采用的是最常用的焊條電弧焊。焊接時，為保證焊接質量，必須選擇合理的工藝參數(shù)，所選定的焊接工藝參數(shù)總稱為焊接工藝規(guī)范。例如，手工電弧焊的焊接工藝規(guī)范包括：焊接電流、焊條直徑、焊接速度、電弧長度和多層焊焊接層數(shù)等，其中電弧長度和焊接速度一般由操作者在操作中視實際情況

9、自行掌握，其他參數(shù)均在焊接前確定。1.4.1 焊條直徑 焊條直徑根據(jù)焊件的厚度和焊接位置來選擇。一般，厚焊件用粗焊條，薄焊件用細焊條。立焊、橫焊和仰焊的焊條應比平焊細。焊條直徑是根據(jù)焊件厚度、焊接位置、接頭形式、焊接層數(shù)等進行選擇的。1）對根部要求均勻焊透的形坡口角接、t形接、搭接焊縫和背面根部底焊的對接焊縫，焊條直徑可根據(jù)焊件厚度進行選用。2）焊件厚度相同但所處焊接位置不同，應選用不同直徑的焊條。如在橫焊、立焊焊接時，很少使用直徑5.0mm的焊條。3）不同的接頭形式應選用不同直徑的焊條。如t形接頭、搭接接頭，由于散熱條件比對接接頭好，所以可選用較粗直徑的焊條。4）開坡口的接頭第一層打底焊時應

10、選用直徑較細的焊條，如對接接頭打底焊時可選用直徑3.2mm的焊條，其余各層可選用直徑4.0mm的焊條。5）平焊低碳鋼時, 焊條的直徑與焊件的厚度有一個大體的對應關系。1.4.2 焊縫的空間位置 按焊縫在空間所處的位置，可分為平焊、仰焊、立焊和橫焊四種。其中平焊操作方便，易于保證焊接質量，生產率高，應盡可能地應用。其他位置施焊，金屬液因重力作用容易下流，施焊困難，應盡量避免。若確需采用這些位置時，應采取一定的焊接措施。因此在做此次實驗時采用的是平焊。1.4.3 焊接電流和焊接速度 焊接電流是影響焊接接頭質量和生產率的主要因素。電流過大，金屬熔化快，熔深大、金屬飛濺大，同時易產生燒穿、咬邊等缺陷；

11、電流過小，易產生未焊透、夾渣等缺陷，而且生產率低。確定焊接電流時，應考慮到焊條直徑、焊件厚度、接頭型式、焊接位置等因素，其中主要的是焊條直徑?？筛鶕?jù)生產經驗選擇焊接電流：看飛濺，焊接電流大致使電弧力增大。飛濺大； 焊接電流小時電弧力小， 熔渣與鐵水不易分清。 看焊縫成型：焊接電流大容易咬邊，余高??；焊接電流小，焊縫窄而高。看焊條熔化狀況：焊接電流大，焊條熔化快而發(fā)紅，焊接電流小容易粘弧。 一般，細焊條選小電流，粗焊條選大電流。焊接低碳鋼時，焊接電流和焊條直徑的關系可由下列經驗公式確定：i=（3040）d 式中：i為焊接電流（a），d為焊條直徑（mm）。由于老師已指定焊條直徑為3.2mm，且為平

12、板堆焊，合適電流應在96a128a之間，為了比較不同電流對焊縫的影響，我們組在實驗中選用了四個焊接電流，分別是80a、100a、120a、140a.我在實驗中用的焊接電流為120a。 焊接速度是指焊條沿焊縫長度方向單位時間移動的距離，它對焊接質量影響很大。焊速過快，易產生焊縫的熔深淺、熔寬小及未焊透等缺陷；焊速過慢，焊縫熔深、熔寬增加，特別是薄件易燒穿。確定焊接電流和焊接速度的一般原則是：在保證焊接質量的前提下，盡量采用較大的焊接電流值，在保證焊透且焊縫成形良好的前提下盡可能快速施焊，以提高生產率。1.4.4 焊件坡口 根據(jù)設計或工藝需要，在焊件的待焊部位加工出一定幾何形狀的溝槽稱為坡口。手弧

13、焊時，當被焊工件較?。ò搴?mm）時，可采用i型坡口，當焊件厚度大于6mm時，為了保證焊縫區(qū)焊透，按板厚的不同，需要在接頭處開出一定形狀的坡口。本實驗只是為觀察不同焊接電流條件下的組織和力學性性能，并且由于時間和技術有限，雖然板厚為12mm，并未開破口。1.4.5焊接接頭形式 根據(jù)施焊金屬件的空間位置，常見的焊接接頭型式有：對接接頭、搭接接頭、角接接頭和丁字接頭等。其中對接接頭受力均勻，是應用最多的接頭型式。搭接接頭受力時將產生附加彎矩，而且消耗金屬量大，但不需開坡口，裝配尺寸要求不高。 1.4.6 焊接電壓和電弧長度的選擇焊條電弧焊中電弧電壓不是焊接工藝的重要參數(shù)，一般不須確定。但電弧電壓是

14、由電弧長度來決定的，電弧長則電弧電壓高，反之則低電弧長度是焊條芯的融化端到焊接熔池表面的距離。它的長短的控制主要取決于焊工的知識、經驗和技巧。在焊接過程中，電弧長短直接影響焊縫的質量和成形。如果電弧長，電弧飄擺，燃燒不穩(wěn)定，飛濺增加，熔深小，熔寬大，易形成氣孔缺陷。電弧短，則經常出現(xiàn)短路。正常的電弧長度可用經驗公式來確定，即: l=( 0.51) d(d 為焊條直徑)。電弧長度往往是個抽象的概念，判斷時可根據(jù)具體的情況靈活掌握。實際操作中，電弧長，則電弧發(fā)出“呼呼”的響聲，且熔深淺，焊縫中出現(xiàn)水珠狀的鐵水；電弧短時，鐵水和熔渣分辨不清，有時會看到鐵水淹沒焊條末端，看不到熔池形狀；電弧適中時，可

15、看到熔池與母材有兩條清晰的界限，熔池形狀呈桃狀，鐵水與熔渣有明顯的層次感。2實驗過程 確定焊接電流查閱文獻分組磨金相組織焊接切試樣 組織拍照觀察組織硬度測試得出結論數(shù)據(jù)分析 圖21實驗流程圖2.1試驗原理 電弧焊作為一種熔化焊，是通過加熱使被焊金屬的聯(lián)接處達到熔化狀態(tài)，焊縫金屬凝固后實現(xiàn)金屬的圖2-2 焊縫金屬的交互結晶示意圖焊接。焊接接頭處2的焊縫金屬和母材具有交互結晶的特征，圖2-2為母材和焊縫金屬交互結晶的示意圖。由圖可知，焊縫金屬與聯(lián)接處母材具有共晶現(xiàn)象，即熔池金屬的結晶是從熔合區(qū)母材的半熔化晶粒上開始向焊縫中心成長的。這種結晶形式稱為交互結晶或聯(lián)生結晶。當晶體最易長大方向與散熱最快方

16、向一致時，晶體便優(yōu)先得到成長，有的晶體由于取向不利于成長，晶粒的成長會被遏止。這就是所謂選擇長大，并形成焊縫中的柱狀晶。 圖 23 在圖2-2中顯示，隨著晶粒的成長，熔池中晶粒界面前的濃度過冷和溫度梯度也隨著發(fā)生變化。因而，熔池全部凝固以后，各處將會出現(xiàn)不同的結晶形態(tài)。在焊接熔池的熔化邊界上，溫度梯度g較大，結晶速度r很小，因此此處的濃度過冷最小，隨著焊接熔池的結晶。溫度梯度g由熔化邊界處直到焊縫中心逐漸變小，熔池的結晶速度r卻逐漸增大，到焊縫中心處，溫度梯度最小，結晶速度最大。熱影響區(qū)是焊接或切割過程中，材料因受熱的影響（但未熔化）而發(fā)生金相組織和力學性能變化的區(qū)域。按其組織特征又可分為以下

17、四個區(qū)域：（a） 過熱區(qū) （粗晶區(qū)） 指焊接熱影響區(qū)中，具有過熱組織或晶粒顯著粗大的區(qū)域。此區(qū)的溫度范圍為固相線至1100，因加熱溫度過高，奧氏體晶粒急劇長大，使其塑性明顯下降，尤其是沖擊韌度下降20-30，對于易淬火鋼，此區(qū)脆性更大，是熱影響區(qū)中性能最差的部位。焊接剛度大的結構件時，常在過熱粗晶區(qū)產生脆化或裂紋。 （b）細晶區(qū) 細晶區(qū)是焊接時母材被加熱到1100ac3的部位，將發(fā)生重結晶，將發(fā)生重結晶，即鐵素體和珠光體全部變?yōu)閵W氏體，然后在空氣中冷卻得到細小均勻的鐵素體和珠光體，相當于熱處理的正火組織。此區(qū)域的塑性和韌性都較好，是焊接熱影響區(qū)中性能最好的區(qū)域。 （c）熔合區(qū) 熔合區(qū)為焊縫與母

18、材相鄰的部位，又稱半熔化區(qū)，溫度處于液相線與固相線之間。這個區(qū)域的微觀行為十分復雜，焊縫與母材的不規(guī)則結合，形成了參差不齊的分界面。此區(qū)域的范圍很窄，但由于在化學成分上和組織性能上都有較大的不均勻性，所以對焊接接頭的強度、韌性有很大影響。在許多情況下熔合區(qū)是產生裂紋、脆性破壞的發(fā)源地。（d)不完全重結晶區(qū) 加熱溫度ac1- ac3，約750-900，鋼被加熱奧氏體+ 部分鐵素體區(qū)域，冷卻后的組織為細小鐵素體+珠光體+部分大塊未變化的鐵素體，晶粒大小不均勻。此區(qū)特點是晶粒大小不一，組織不均勻，因此力學性能也不均勻。2.2實驗材料與設備 2.2.1實驗設備鎢極交、直流方波氬弧焊焊機（焊機型號wan

19、bo-wse-350）、bm-4xdv倒置金相顯微鏡、維氏顯微硬度計hv1000a、型材切割機（j1g-di-355）、250毫米落地砂輪機、金相砂紙、金相拋光機，j422系列焊條等。 圖2-4 粗拋設備 圖2-5 精拋設備 圖2-6 bm-4xdv倒置金相顯微鏡2.2.2實驗概述 在光學顯微鏡下觀察、辨別和分析金屬的微觀組織的金相檢驗，多是用專門制備的試樣。由于金屬試樣對一般光線的不透明性，所以要經過特殊的制備，使金屬試樣表面既要平整如鏡，又要界限分明，以便在顯微鏡視場中不同程度地反射光源，從而顯示出清晰的圖象。 2.2.3金相試樣的制備5步驟： 1） 取樣 取樣部位及檢驗面地選擇取決于被分

20、析材料或零 件的特點、加工工藝過程及熱處理過程，應選擇 有代表性的部位。生產中常規(guī)檢驗所用試樣的取 樣部位、形狀、尺寸都有明確的規(guī)定。對于軋材，要研究材料表層的缺陷和非金屬夾雜 物的分布時，應在垂直軋制方向上取橫向試樣。研究夾雜物的類型、材料的變形程度，晶粒被拉長的程度、帶狀組織等應在平行于軋制方向取縱向試樣。取樣時，應該保證不使被觀察的截面由于截取而產生組織變化，因此對不同的材料要采用不同的截取方法。 軟材料：可以用鋸、車、刨等加工方法；硬材料：可以用砂輪切片機切割或用電；火花切割等方法，切割過程中要不斷地 進行水冷卻；硬而脆的材料：可以用錘擊方法。 金相試樣的大小以便于握持、易于磨制為準，

21、通常金相試樣為的圓柱體或相當尺寸的立方體。 2） 鑲樣 一般情況下，如果試樣大小合適，則不需要鑲樣。但試樣尺寸過小或形狀極不規(guī)則者以及化學熱處理的試樣，如帶、絲、片、管，滲碳制備試樣十分困難，我們就必須把試樣鑲嵌起來。一般常采用塑料鑲嵌，鑲嵌材料有膠木粉、聚氯乙烯等，也可以采用機械鑲嵌法，即用夾具夾持試樣。 3） 磨樣 磨樣分為粗磨和細磨,粗磨就是將試樣在砂輪機上磨出一個平面,并倒45 的傾斜角。細磨即將試樣在金相砂紙上磨，我們 使用的金相砂紙是：0號（320 ）；01 號（400 ）；02號（500 ）；03號（600 ）；04號（800 ），號數(shù)越大, 砂紙越細,細磨時從最粗的開始磨,磨的

22、步驟如下: 為了保證磨面平整不產生塌邊和弧度，應單方向進行。磨削時應順號進行，不宜跳號。當新的磨痕蓋過舊的磨痕,更換下一號砂布。換砂布時，試樣轉90 ，使新的磨痕垂直舊磨痕，易于觀察粗痕的逐漸消除。以此類推，一直磨到05號。 4) 拋光 經細磨后的試樣需要清洗，除去鐵屑、砂，以便于進一步拋光，拋光的目的是除去細磨時遺留下來的細微磨痕而獲得光亮無疵的鏡面。金相拋光一般可分為機械拋光，電解拋光和化學拋光。實驗中我們采用機械拋光。下面介紹機械拋光機的工作原理：機械拋光在金相制樣拋光機上進行，拋光機主要是由一個電動機和被帶動的一個或兩個拋光盤組成，轉速200600 轉/分，拋光盤上鋪以不同材料的拋光布

23、，粗拋時常用帆布粗拋，細拋時常用絨布、細呢或絲綢。拋光時在拋光盤上不斷滴注拋光液，拋光液一般為al o 、mg o和cr o 等 。在水中的懸浮液，有時也在拋光盤上涂以極細鉆石粉制成 的膏狀拋光劑。 機械拋光是靠極細的拋光粉末與磨面間產生的相對磨削和滾壓作用來消除磨痕的。拋光時應將試樣磨面均勻地、平 正地壓在旋轉著地拋光盤近中心處，壓力不宜過大，并沿盤的邊緣到中心不斷地來回移動。在拋光的最后階段，可將試樣轉180作反向拋光，防止夾雜物的“拖尾”現(xiàn)象。 5) 腐蝕 試樣拋光后（化學拋光除外），在顯微鏡下只能看到光亮的磨面及夾雜物等，要對試樣的組織進行顯微分析，試樣還須經過腐蝕，常用的腐蝕方法為化

24、學腐蝕法。化學腐蝕是將拋光好的樣品磨面在化學腐蝕劑中腐蝕一定時間，從而顯示出試樣的組織。實驗中常用的腐蝕劑為4的硝酸酒精溶液。 2.3硬度測試 本次試驗測試的力學性能指標為硬度，采用的硬度測試設備為華銀hv-1000a維氏顯微硬度計。硬度測定是機械性能試驗中最簡單、最常用的一種方式，常用的方法為壓入法。其標志為反映固體材料在受到其他物體壓入時所表現(xiàn)出的抵抗彈性變形、塑性變形和破裂的綜合能力。若將硬度測量對象縮小到顯微尺寸以內，就稱為顯微硬度試驗。顯微硬度測試試驗采用靜力壓入法，壓頭是一個極小的金剛石角錐體，如圖27所示 圖 27 華銀hv-1000a維氏顯微硬度計在測試硬度時，要根據(jù)組織的分布

25、來確定每個區(qū)的硬度分布。轉動目鏡，使目鏡對著試樣，緩慢搖動右下方手柄直至目鏡內出現(xiàn)試樣組織，然后小心搖動手柄，以防試樣和物鏡相碰。當目鏡里組織最清晰時停止搖動手柄。按下操作界面上的加載按鈕，壓頭自動加載、保荷、卸荷，卸荷后目鏡自動轉回中心位置，這時目鏡里會出現(xiàn)如圖2-8所示的小菱形，通過目鏡兩邊手柄測量菱形的兩條對角線并記錄下來。顯微維氏硬度壓頭為菱面錐體壓頭，它的硬度值是用試驗力除以壓痕表面積所得的商表示，壓痕面積根據(jù)壓痕對角線長度求的。在具體操作時，只需按選定的試驗力，將測得的對角線長度輸入系統(tǒng)，即可獲得顯微硬度值。 圖2-8 硬度壓痕測試圖 3 試驗結果與討論3.1不同電流對焊接工藝性的

26、影響 表3-1焊接電流對焊接的工藝性影響焊條直徑組別焊接電流引弧性穩(wěn)弧性飛濺電弧吹力渣的覆蓋情況脫渣性焊縫成形焊接缺陷3.2160差一般小一般差一般一般脫節(jié)280一般好一般一般較好一般一般無3120好好較大較大很好很好很好無4140較好較好較大較大很好較好較好無 隨著電弧焊接電流的增大，焊接的引弧性、穩(wěn)弧性、脫渣性及焊縫成形性都逐漸變好，但是焊接飛濺和電弧吹力也較大，作用在焊件上的電弧力增加，焊條熔化快，熔寬略有增加，焊接效率也高。但是焊接電流太大時，飛濺和煙霧大，焊條尾部易發(fā)紅，部分涂層要失效或崩落，而且容易產生咬邊、焊瘤、燒穿等缺陷，增大焊件變形，還會使接頭熱影響區(qū)晶粒粗大，焊接接頭的韌性

27、降低；焊接電流太小，則引弧困難，焊條容易粘連在工件上，電弧不穩(wěn)定，易產生未焊透、未熔合、氣孔和夾渣等缺陷，且生產率低?？梢钥闯龊笚l直徑為3.2mm時，焊接電流120a的焊接工藝較好。3.2焊接電流對硬度的影響表3-2 焊接電流對硬度的影響直徑組別電流 q235低碳鋼焊接接頭硬度值表（hv） 焊縫區(qū)均值 熱影響區(qū)均值3.2180146.5133.2145.7141.8161.2172.7159.2164.42100213.3204.9193.6203.9143.3146.2130.7140.13120150.5156.8157.9155.1176.5171.4164.3170.741401441

28、39.6132.1138.6134.9134.9133.7134.5母材 平均硬度為151.5 圖3-1 120a各區(qū)硬度曲線 圖3-2 不同電流熱影響區(qū)硬度曲線 圖3-3 不同電流焊縫區(qū)硬度曲線 上圖中顯示，焊接電流逐漸增大，熔合區(qū)、熱影響區(qū)和焊縫區(qū)硬度4均體現(xiàn)出逐漸增大的趨勢。各直徑下的電流中，低電流硬度較為低，電流過高則硬度過高，從而使低碳鋼的韌性和塑性降低，只有中間電流的力學性能最為合適。3.3焊接電流對q235焊接接頭組織的影響3.3.1母材組織圖 圖3-4 母材40倍 圖3-6 母材100倍 圖3-6 母材400倍 上圖為不同放大倍數(shù)下的q235鋼母材的組織圖，塊狀多面體組織為鐵素

29、體, 黑色多面體組織為珠光體,鐵素體和珠光體較為均勻地混合分布著。3.3.2焊縫組織圖 圖3-7 焊縫40倍 圖3-8 焊縫100倍 圖3-9 焊縫400倍焊縫區(qū)的顯微組織3在顯微鏡下觀察，焊縫凝固后的組織主要特征之一是形成柱狀晶。其生長有明顯的方向性， 與散熱最快的方向一致， 即垂直于熔合線向焊縫中心發(fā)展。 對于常用的焊接結構鋼 （低碳鋼） 從液態(tài)向固態(tài)的一次結晶形成柱狀晶奧氏體，然后進一步冷至室溫還要經歷二次結晶過程， 呈柱狀晶的奧氏體在冷卻過程中分解為鐵素體和珠光體。 由于含碳較低， 由先共析體素體沿 奧氏體晶界析出，把原奧氏體的柱狀晶輪廓勾畫出來，也稱為柱狀鐵素體。柱狀鐵素體十分 粗大，其間隙中為少量珠光體，往往成魏氏組織形態(tài)。若為多層焊接，焊縫二次結晶組織變 為細小鐵素體加少量珠光體。 這是由于后一層焊縫相對前一層焊縫進行加熱， 使其發(fā)生相變 再結晶，從而柱狀晶消失，形成細小的等軸晶。合金鋼二次結晶的組織，則受到合金元素和 焊接條件的影響而會出現(xiàn)不同的組織一般焊縫中合金元素較多， 淬透性較好或冷卻速度加快時出現(xiàn)貝氏體-馬氏體組織。3.3.3 熱影響區(qū)組織圖 圖3-9 熱影響區(qū)40倍 圖3-10 熱影響區(qū)100倍 圖3-11 熱影響區(qū)400倍 熱影響區(qū)的顯微組織 受焊接過程熱循環(huán)（