Q345钢性能分析综合报告1.doc

Q345钢性能分析综合报告 摘 要 本次实验采用埋弧焊中不开坡口对接接头悬空双面焊的方法将两块均为9.5mm的Q345钢板对接。用手工锯的方法切取焊接接头金属试样，试样尺寸为。将切取的试样在砂轮机上粗磨，并将四周倒成圆角。再将试样在1至6号砂纸上进行细磨。经细磨后的试样，用清水冲洗以除去磨粒，再进行机械抛光。然后，将抛光后的试样用4%的硝酸酒精溶液浸蚀10~15s，再用酒精擦拭浸蚀部位，用吹风机吹干试样。最后将制备好的试样放在金相显微镜上观察并拍摄焊接接头不同部位的照片，并用维氏硬度计测量焊接接头不同部位的硬度。 在拍摄焊接接头不同部位显微组织的照片之前，先拍摄接头宏观组织，直观观察和分析接头宏观缺陷、焊缝成形以及焊缝金属结晶方向。 根据拍摄到的焊接接头母材、焊缝和焊接热影响区的显微组织的照片分析焊缝的结晶形态、焊接热影响区金属的组织变化和焊接接头的微观缺陷等。 在维氏硬度计上测定焊接接头母材、焊缝和焊接热影响区的硬度。根据硬度值在不同区域内的变化可大概知道不同区域的组织与硬度的关系。 根据硬度与不同组织的对应关系，分析得到热影响区的晶粒长大，引起该区的强度、硬度增大，该区的塑性、韧性降低。母材与焊缝硬度接近，基本满足等强匹配的原则。其中，热影响区硬度最高，是接头的薄弱环节。 关键词：显微组织分析，维氏硬度，金相试样制备，埋弧焊 1、实验过程简述 实验过程中，采用埋弧焊中不开坡口对接接头悬空双面焊的方法将两块均为9.5mm的Q345钢板对接。待钢板冷却，用手工锯的方法切取焊接接头金属试样，试样尺寸为。随后，用切取的试样制备金相样品。切取的试样表面凹凸不平极为粗糙，需要在砂轮机上进行粗磨，将试样四周倒成圆角，以免在细磨或抛光时撕裂砂纸或抛光布。再将试样在1至6号砂纸上进行细磨。经细磨后的试样，用清水冲洗以除去磨粒，再进行机械抛光。然后，将抛光后的试样用4%的硝酸酒精溶液浸蚀10~15s，再用酒精擦拭浸蚀部位，用吹风机吹干试样。最后将制备好的试样放在金相显微镜上观察并拍摄焊接接头不同部位的照片，并用维氏硬度计测量焊接接头不同部位的硬度。 2、实验原理 2.1 埋弧焊 2.1.1 埋弧焊工作原理 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。在焊剂层下，电弧在焊丝末端与焊件之间燃烧，使焊剂熔化、蒸发，形成气体，在电弧周围形成一个封闭的空腔，电弧在这个空腔中稳定燃烧，焊丝不断送人，以熔滴状进入熔池，与熔化的母材金属混合，并受到熔化焊剂的还原、净化及合金化作用。随着焊接过程的进行，电弧向前移动，熔池冷却凝固后形成焊缝，密度较轻的熔 渣浮在熔池的表面，有效地保护熔池金属，冷却后形成渣壳，如图1所示。 图1 埋弧焊时焊缝的形成过程 焊接时焊丝连续不断地送进，其端部在电弧热作用下不断熔化，焊丝送进速度和熔化速度相互平衡，以保持焊接过程的稳定进行。依据应用场合和要求的不同，焊丝有单丝、双丝和多丝，有的应用中还以药芯焊丝代替裸焊丝，或用钢带代替焊丝。 2.1.2 埋弧焊焊丝与焊剂的匹配 埋弧焊焊剂与焊丝的匹配是获得高质量焊缝的关键，焊丝与焊剂的匹配主要依据以下两方面： （1）被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求 1）在焊接低碳钢和强度等级较低的低合金钢时，应按等强原则选用与母材相匹配的焊接材料； 2）在焊接低合金高强钢时，除要使焊缝与母材等强度外，还要特别注意保证焊缝的塑性和韧度； 3）在焊接耐热钢、低温钢和耐蚀钢时，除了要使焊缝与母材等强度外，还要保证焊缝具有与母材相同或相近的耐热性、耐低温性或耐蚀性； 4）焊接奥氏体或铁素体高合金钢时，主要保证焊缝与母材有相近的化学成分，使焊缝具有与母材相匹配的特殊性能，同时要满足力学性能和抗裂性能等方面的要求。 （2）满足埋弧焊工艺特点的要求 1）稀释率高 在进行不开坡口的对接焊缝单道焊或双面焊，以及开坡口的对接焊缝根部焊接时，由于埋弧焊焊缝熔透深度大，母材熔化量大，焊缝稀释率高，使得焊缝成分在很大程度上取决于母材的成分，因此选用合金元素含量低于母材的焊丝焊接； 2）热输入高 为了提高接头强度和韧度，在焊接厚板坡口的填充焊道时，应选用合金成分略高于母材的焊丝并配用中性焊剂焊接； 3）焊接速度快 在焊速较大时，应选择适宜快速焊的焊剂。 2.1.3 埋弧焊操作内容 （1）焊前准备 由于板比较薄，不用开坡口，可保证焊透和良好的焊缝成形。用钢丝刷将焊件焊接部位表面的铁锈、油污、水分、氧化皮等清理干净。同时，将焊丝表面油污、铁锈等污物清除干净。采用250℃烘干HJ431焊剂。采用对接接头装配，焊定位两焊件。 （2）焊接工艺方法 采用不开坡口对接接头单丝悬空双面焊。 （3）焊接材料 焊丝选用 ，焊剂选用HJ431。 （4）焊接参数 如表1 所