材料制备实验堆焊工艺实验报告.doc

金属材料制备实验 （焊接部分） 实验名称：金属材料表面堆焊强化工艺试验 院 系： 材料科学与工程学院 专 业： 金属材料成型加工 年 级： 2012 班级： 1班 姓 名： 学 号： 指导老师： 一、实验目的 1．掌握焊条堆焊的基本原理、目的及特点。 2．能够正确调整、使用焊接设备及工具并掌握堆焊的工艺方法。 3．堆焊过程中能够掌握堆焊层的高度、表面均匀无缺陷。 4．掌握堆焊层显微组织分析方法。 5．掌握利用硬度计检测堆焊层性能。 二、实验原理 堆焊方法是焊接技术的一个分支。就其物理本质、冶金过程和热过程的基本规律而言，与一般焊接过程是相同的。但是，它的目的不一样，它不是为了联接工件，而是采用焊接的方法，在零件的表面堆敷一层或几层具有一定性能材料的工艺过程，主要用于修复零件或者增加其耐磨、耐热、耐蚀等方面的特殊性能。 三、实验内容 打磨Q235钢表面，清除基体表面的氧化物等物质，并利用砂纸打磨后进行表面清洁处理。 Q235钢化学成分如下表所示： Q235钢化学成分 Q235A C0.14~0.22% Mn0.30~0.65% Si=0.30% S=0.05% P=0.045% Q235B C0.12~0.20% Mn0.30~0.67% Si=0.30% S=0.045% P=0.045% Q235C C=0.18% Mn0.35~0.80% Si=0.30% S=0.04% P=0.04% Q235D C=0.17% Mn0.35~0.80% Si=0.35% S=0.04% P=0.035% 根据所需要的性能选择合适的焊条。J422焊条化学成分如下： J422焊条化学成分 成分 C Mn Si S P 含量 =0.12 0.30~0.60 =0.25 =0.035 =0.04 根据所选择的焊条直接尺寸及基体Q235钢的厚度选择合适的电流及电弧高度。并检查整个堆焊电路的完整确保安全无误后进行堆焊实验。实验过程中注意观察电弧的形态、送入焊条的速度、电弧的高度及堆焊后的形貌。完成每一道堆焊后都需要进行敲渣处理并观察其宏观外貌。 实验材料准备过程如下图所示： 打磨钢板表面 图1　实验材料准备过程 所用电焊机如下图所示。 图2　电焊机 　　 第1道焊缝外观如下图所示： 图3　第1道焊缝外观 　　 第2道焊缝外观如下图所示： 图4　第2道焊缝外观 　　 第3道焊缝外观如下图所示： 图5　第3道焊缝外观 对堆焊后的焊件进行切割，分析金相组织和硬度值分布； 单道堆焊金相组织如下图所示： 焊缝区金相组织 热影响区金相组织 母材区金相组织 一层堆焊宏观图 图6　单道堆焊金相组织 双道堆焊金相组织如下图所示： 焊缝区金相组织 热影响区金相组织 母材区金相组织 两层堆焊宏观图 图7　双单道堆焊金相组织 三道堆焊金相组织如下图所示： 焊缝区金相组织 热影响区金相组织 母材区金相组织 三层堆焊宏观图 图8　三道堆焊金相组织 所用显微硬度计如下图所示。 图9　显微硬度计 不同道次堆焊的硬度值如下表所示。 位置 焊接一层 焊接二层 焊接三层 焊缝区 热影响区 焊缝区 热影响区 焊缝区 热影响区 显微硬度 155 186 296 181 209 175 　　 分析堆焊工艺的优缺点及应用范围。 堆焊方法是焊接技术的一个分支。就其物理本质、冶金过程和热过程的基本规律而言，与一般焊接过程是相同的。但是，它的目的不一样，它不是为了联接工件，而是采用焊接的方法，在零件的表面堆敷一层或几层具有一定性能材料的工艺过程，主要用于修复零件或者增加其耐磨、耐热、耐蚀等方面的特殊性能。它具有某些优点：显著提高焊件的使用寿命、节省制造及维修费用并缩短修理或更换部件的时间、减少停机、停产的损失、方便灵活，设备简单，适用于小批量中小型部件。堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于各个工业部门零件的制造修复中。通常用来修复磨损和崩裂部分。 1堆焊过程注意弧光灼伤眼睛 2堆焊前母材表面的氧化层一定要清理干净 3焊条使用前要进行烘干 4采用多层多道焊接时，焊接过程中要严格进行焊道、层间清渣，焊缝重叠量控制在1/2焊缝宽度左右。 六、实验结果与分析 1）堆焊后的宏观形貌 本实验