西安工大设计型综合实验焊接实验讲义.docx

XI`AN TECHNOLOGICAL UNIVERSITY实验报告实验课程名称设计型综合实验专业：金属材料工程专业班级： 邓紫棋姓名：邓紫棋学号：邓紫棋 实验学时：指导教师：邓紫棋成绩：2016年12月27日西安工业大学实验报告专业金属材料工程班级邓紫棋姓名邓紫棋学号邓紫棋实验课程设计型综合实验指导教师邓紫棋实验日期同实验者邓紫棋实验项目Q235钢板不同焊接结构下的焊接性能研究实验设备及器材逆变手工直流弧焊机，空气等离子弧切割机，拉伸试验机，金相显微镜摘 要：在生产实践中，某些焊接结构有透气或者渗透液体的需求，本实验以使用较为广泛的Q235钢为例研究其在不同的焊接结构下的焊接性能。针对Q235钢板的焊接性能进行焊接试验、力学性能检测和金相分析的等一系列的试验及研究。试验结果表明Q235钢板焊接结构不同对于焊接性能有一定的影响。关键词：Q235钢板，焊接性能，焊接结构目 录前 言1.低碳钢焊接性能概述32.手工电弧焊试验32.1焊接基材32.2实验焊接方法42.2.1焊材 42.2.2相关参数 4 2.2.3不同焊接结构介绍42.2.4常见缺陷及其解决方法62.2.5焊接注意事项73.检验及分析73.1不同焊接结构理论分析73.2焊后观察73.3金相检验83.3.1金相检验过程83.3.2注意事项83.3.3实验观察到的焊缝组织形态83.4拉伸试验93.4.1拉前准备93.4.2焊接接头的强度和塑性104.结 论10参考文献100前言在生产实践中，大多数情况下需要进行满焊操作，也就是把准备焊在一起的两个工件所有接触的地方都进行熔焊，要把一条焊缝全部焊满就是满焊，用于求焊接强度较高的条件下。但是在对连接强度要求不是太高的情况下，可以间断地进行焊接，即焊一段、间隔一段，俗称“花焊”。Q235钢作为优质的低合金钢 ，其具有良好的综合力学性能、低温冲击韧性冷冲压性及切削性，价格低廉，生产量大，在我国应用面极广，可以作为大型船舶、铁路车辆、桥梁、管道、锅炉、压力容器、石油储存罐、起重机械、厂房钢架等承受负荷的焊接结构。本文对Q235钢板在连接强度要求不是太高的情况下的力学性能做相应的研究和实验验证。低碳钢焊接性能概述 低碳钢的焊接性能良好，其退火组织为铁素体和少量珠光体，且随着含碳量的降低，其组织有其强度硬度较低，塑性和韧性较好。含碳量少,一般组织由铁素体和珠光体组成,淬火后多为板条马氏体；低碳钢韧性大,硬度低,耐磨性差.随含碳量增加,珠光体含量增加,而铁素体则相应减少.故高碳钢的强度较高,而塑性、韧性相应较低.且淬火后多为片状马氏体；高碳钢脆性大,硬度高,耐磨性好.一般碳的含量越高硬度越大,韧性降低!由于低碳钢含碳量低，锰，硅含量也少，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或者淬火组织。低碳钢焊接以后的接头塑性和冲击韧性良好，焊接时，一般不需要预热，空盒子层间温度和后热，焊接也不必采用热处理改善组织们整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性能优异。手工电弧焊试验 2.1焊接基材Q235钢作为优质的低合金钢，Q代表的是这种钢材的屈服极限，“235”，就是指这种材质的屈服值在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小，由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。本试验根据实际情况，拟选用厚度为5mm的Q235钢板，选用试样尺寸为400mm × 150mm × 5mm进行实验，其化学成分见表 1，力学性能见表2。表1　Q235钢的化学成分(%)元素CMnSiSPVNbTiCrNiCu标准值≤0.20≤1.70≤0.50≤0.035≤0.035≤0.15≤0.07≤0.20≤0.30≤0.50≤0.30表2　Q235钢的力学性能力学性能ób【MPa】ós【MPa】δ【％】Α0实测格2.2实验焊接方法现场拼接及焊接安装时多采用设备轻便的焊条电弧焊，虽然其焊接质量较难控制，且受工艺参数等的影响较大。但是按照拼接安装现场条件、焊接成本等综合考虑，最终决定采用手工电弧焊进行焊接。使用逆变手工直流弧焊机。2.2.1焊材根据焊材和焊接方法综合考虑，采用J422【E4303】酸性焊条。2.2.2相关参数表3 手工电弧焊焊接缝成形系数焊道方法焊缝宽度焊缝计算厚度焊缝成形系数手工电弧焊12-142-35.2表4手工电弧焊伏安条件与焊接速度关系焊接电流A焊接电压V焊接速度cm/min80-9018-209100-11020-2212110-12020-2214表5低碳钢焊件厚度与焊条直径关系表焊件厚度≤1.5234-56-12焊条直径1.62.53.23.2-44-5对于低碳钢I=【33-55】D对于5mm厚的钢板，I=50×4=200AU=0.05×