Q345钢焊接接头组织性能分析.doc

摘要：对Q345钢焊接性分析并制定Q345钢板（板厚δ=10mm）的对接埋弧焊工艺，依照工艺进行埋弧焊；对Q345埋弧焊接头典型部位截取试样，进行金相显微试样的制备；观察显微组织，测量显微维氏硬度，作显微组织和力学性能分析。 1实验原理： 1.1 Q345（16Mn）pa，适用于多种焊接方法，本次实验选择焊接性能良好的埋弧焊。 牌号 化学成分（质量分数，%） Q345 C Si Mn Nb S P 0.12~0.18 0.55 1.0~1.60 0.015~0.050 0.025~0.045 ≤0.050 1.2埋弧焊焊接工艺 1.2.1埋弧焊简介 ? 埋弧自动焊是指电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的一种自动焊方法，是目前广泛使用的一种高效的机械化焊接方法。广泛用于锅炉、压力容器、石油化工、船舶、桥梁、冶金及机械制造工业中。埋弧焊的焊接过程：先送丝，经导电嘴与焊件轻微接触，焊剂堆敷在待焊处，引弧。随着电弧向前移动，熔池液态金属冷却凝固形成焊缝，液态熔渣冷却而形成渣壳。焊接时，焊机的启动、引弧、送丝、机头(或焊件)移动等过程全由焊机机械化控制 1.2.3焊前准备 1.坡口的选择与加工 由于埋弧焊的使用的电流比较大，熔透深度比较大，因此当焊件厚度小于14mm时可以不开坡口，这样仍能保证焊透和良好的焊缝成形；因为此次实验所选钢板为10mm厚，故不开坡口。 2.焊件的清理 焊接前，必须将坡口及焊接部位表面的锈蚀、油污、水分、氧化皮等清楚干净。方法有手工清除、机械清除等。 3.焊丝的清理和焊剂的烘干 焊接前，必须将焊丝表面的油污、铁锈等污物清除干净。为防止氢侵入焊缝，对焊剂必须严格烘干，而且要求烘干后立即使用。不同类型的焊剂要求烘干温度不同，这次实验所用焊剂为HJ431，查焊接材料手册知要求250℃、2h烘干。 4.焊件的装配 焊件装配时，必须保证间隙均匀，高低平整。定位焊的位置应在第一道焊缝的背面，长度一般应大于30mm。此次定位焊选用CO2气体保护焊。 1.2.4焊接方法的选择 为了焊接过程的方便简洁，选择悬空双面焊法，即不用衬垫，焊接第一面时所用焊接参数稍小，通常使焊缝的熔深达到或略小于焊件厚度的一半即可。然后翻转焊件，采用比较大的焊接参数，使焊缝的熔深达到焊件厚度的60%~70%，以保证焊件焊透。 1.2.5焊接材料的选择 埋弧焊焊剂和焊丝的匹配是获得高质量焊缝的关键。在焊接低碳钢和强度等级较低的低合金钢时，应按照等强原则选用与母材相匹配的焊接材料。此次选用的为HJ431高锰高硅焊剂和低碳钢焊丝H08Mn2相配合。 1.2.6焊接参数的选择 此次实验所选参数如下表： 工件厚度/cm 焊丝直径/cm 焊接顺序 焊接电流/A 焊接电压/V 焊接速度/cm·min-1 10 4 正 560 31.3 46 反 620 33.3 46 1.3埋弧焊焊接焊接过程 本实验所用的埋弧焊机型号为MZ-1000(A310-1000)。具体操作步骤如下： 1、在焊料斗内装上HJ431焊剂； 2、在焊机上安装H10Mn2焊丝； 3、将表面清理过并进行定位焊（CO2气保焊）后的焊件在工作台上放置好； 4、合上电源，打开焊机开关，让焊接小车预行走，对正焊缝； 5、按表5设置10mm的Q345对接接头正面焊接参数； 6、将焊料斗上的闸门打开； 7、按下启动按钮，埋弧焊机自动进行引弧和焊接； 8、正面焊接完成后，待焊件稍微冷却后清除焊缝上渣皮，翻转焊件； 9、设定反面焊接参数，继续进行另一面的焊接； 10、反面焊接完成后，按下停止按钮。 2．金相显微试样的制备 用金相显微镜来研究金属的显微组织和缺陷的方法称为显微镜分析，显微镜分析能测定金属的晶粒度大小，显示金属的显微组织特征，测定金属的镀层和化学热处理扩散层的深度，鉴定金属中非金属夹杂物和各种缺陷等。 取样 用锯子在焊好的钢板上进行手工截取，宽度在2cm~3cm，为了磨制方便再将长度进行截取，但不可过短，要保留热影响区、母材，否则在后面的金相观察和分析中看不到HAZ和母材。 （2）磨光 将截取的试样在砂轮机上进行粗磨，表面尽量磨平，以尽量消除手工截取时留下的粗大磨痕。为了后面的打硬度比较方便和准确，将两端尽量都磨平，试样有尖角的地方要磨平。在砂轮机上进行磨平时，要一边沾水一边磨，以降低磨制面的温度。 然后用纱布进行粗磨，之后用金相砂纸逐级细磨，按粗细砂纸从01~06逐级变细，在磨制时要注意顺序。磨制试样时，每换一号砂纸，磨面磨削的方向应与前号砂纸磨制方向垂直，以便于观察磨制面上的划痕磨平情况。每换一次砂纸的时候要注意观察磨面上是否都是朝一个方向的划痕，如果有不一致的则应该继续在磨，直到磨面的划痕都是朝着磨制方向。 （3）抛光 抛光的目的是去除磨面上的磨痕而获得光滑的镜面。其方法有机械抛光法、电