低合金鋼的埋弧焊的焊縫的組織和性能.doc

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。本實驗采用兩種焊焊劑：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?！?】關鍵詞：埋弧焊；低合金鋼；焊劑;顯微組織。Research on SAW welding procedure of lowalloy steelAbstract: 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

3、and weld tissue distribution and 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, volta

4、ge 28V， current 600A, voltage 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， unde

5、r the same conditions, the HJ431 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.個人收集整理，勿做商業(yè)用途個人收集整理，勿做商業(yè)用途Key Words :submerg

6、ed arc welding； low alloy steel； welding； microstructure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 焊前準備.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。2 1.3。2 焊接材料的選擇.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。31.4 埋弧焊.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.

7、。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.31。5 研究現(xiàn)狀及發(fā)展3第二章 實驗過程42。1實驗材料及方法42。2 焊接工藝過程42.3組織觀察5第三章 實驗結果及分析63.1顯微組織63。2顯微組織分析7第四章 結論8參考文獻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上，通過加入質(zhì)量分數(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性能，同時具有較高的強度和足夠的韌性。低合金鋼主要分為強度用低合金鋼和專用低合金鋼的兩大類。強度用低合金鋼的屈服強度均超過了294MPa的級別，所以又被稱為低合金高強度鋼。按照屈服強

8、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，如汽輪機和鍋爐上工作的在高溫高壓及高應力作用下的零部件,不僅要強度高,耐蝕性好,而且在高溫下保持足夠高的強度,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，氫的富集和拘束應力三要素的共同作用的結果。再熱裂紋的敏感性,鋼材的化學成分氣主要原因。層狀撕裂，脆化和軟化等焊接缺陷。1.3

9、.1焊前準備低合金鋼的埋弧焊的焊前準備:(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，方法是風動砂輪）。(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,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。焊機的用途是形成熔渣，一方面隔絕空氣保護

10、金屬不受空氣的侵害作用；另一方面起著對熔化金屬進行冶金處理的作用即通過冶金反應清除有害雜質(zhì)和過度有益的合金元素。漢斯的作用是：在焊接時熔化進入熔池，起到填充和合金化的作用，另外，尚未融化的焊絲起到導電的作用。本實驗是焊劑使用SJ101和HJ431。焊絲是H08mn.1。4埋弧焊埋弧焊的英文簡稱SAW（Submerged Arc Welding)。它是電弧在焊劑下燃燒以進行焊接的熔焊方法。按照機械化程度可分為自動焊和非自動焊兩種.兩種的區(qū)別是：前者焊絲送進和電弧相對移動是自動的,電弧移動是手動的.由于自東漢的應用比半自動廣泛,因此，通常所說的埋弧焊一般指的是自動埋弧焊。我們采用的也是自動埋弧焊的

11、焊接方法。埋弧焊具有下列優(yōu)點：（1）生產(chǎn)效率高（2）焊接質(zhì)量好（3）勞動條件好（4）節(jié)約金屬和電能。冶金特點:（1）機械保護性能好（2）冶金反應充分（3）焊縫的化學成分穩(wěn)定(4）焊縫的組織易粗化。1.5研究現(xiàn)狀及發(fā)展目前，低碳低合金鋼通過優(yōu)化設計，可以獲得最佳的成分、組織和性能的配合,達到高的強塑積（×)和性能價格比，作為高性能結構材料有良好的發(fā)展應用空間。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、18MnMoNb，壓力容器用鋼15MnV、15MoVN汽車用鋼1

12、6Mn等.在應用范圍內(nèi)有很大的突破，將會更廣范的應用于各個領域。第二章 實驗過程2。1實驗材料及方法實驗材料：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 低合金鋼化學成分（wt)牌號CMnSiPSVNbTiQ3450。201.001。600550.0450.0450.020。150。0150。060。02 0。20實驗設備：MZ-1000埋弧焊機、焊絲和焊劑、金相顯微鏡、砂紙、顯微鏡、拋光機.2.2 焊接工藝過程1. 焊前準備:對焊接不為表面的銹蝕油污水分氧化皮等進行清理,采用的方法是風動砂輪。2. 焊接時先對焊件進行裝配，保持高低平等，然

13、后用焊劑覆蓋焊件，焊劑使用前要進行烘干。接通電源，調(diào)節(jié)焊接參數(shù)進行焊接。3.實驗中，選用不同的焊接工藝參數(shù)，焊接電流選擇為450A、600A、對低合金鋼16Mn平板進行堆焊。工藝參數(shù)如表2.2所示表2。2 工藝參數(shù)試件材料焊劑種類焊絲種類焊絲直徑（mm)焊接電流（A)電弧電壓(V)16MnHJ431H08MnA1。24502816MnSJ101H08MnA1。24502816MnSJ101H08MnA1.2600322。3組織觀察用線切割在兩塊板上取下小部分作為試樣，然后進行打磨。磨時先用240的砂紙進行粗磨,依次400，600，800,1000，可采用預磨機以加快進度。磨制完成后用拋光機進行

14、拋光,反復拋光完成后進行腐蝕,腐蝕液為3的HNO3,采用酒精進行脫脂,再采用金相顯微鏡進行金相組織觀察，并進行組織形貌的拍照.采用HVS-100型數(shù)顯顯微硬度計進行顯微硬度測量,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 實驗結果及分析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）焊接時電流比（a)大，冷卻更慢,高溫停留時間更長，晶粒長大更嚴重。第四章 結論(1) 在焊接工藝參數(shù)相同的情況下，燒結焊劑比燒結焊劑焊縫成形更平整光滑更美觀。(2) 在焊縫中發(fā)現(xiàn)了氣孔，證明焊接時保護系統(tǒng)不夠完善或焊件表面未清理干凈。(3) 電流大的的焊縫組織明顯比電流小的組織粗大,證明焊接電流越大，焊縫組織晶粒長大越嚴重。(4) 試驗選擇的較佳工藝參數(shù)為電流為450A,電壓為28V的。焊縫的組織晶粒