Q345钢埋弧焊综合训练报告.docVIP

材料性能分析综合 训练报告 指导老师：纪秀林、严春妍 姓 名：侯 耀 学 号：1061410214 专 业：金 属 材 料 2013/12/17 综合训练提要 试验前言 埋弧焊工艺制定及焊接操作 金相样品的制备 焊缝区域显微组织观察与分析 金属材料维氏硬度试验 试验过程总结 一、试验前言 试验材料选用δ=16mm的Q345（16Mn）钢板，对钢板进行焊接性分析并参照标准制定合理的埋弧焊焊接工艺，在其上堆焊一层埋弧焊焊缝，待焊后冷却之后用钢锯条手工锯出一合适大小的焊缝试样，进行金相试样的制备，经磨光、抛光、浸蚀、烘干操作后，借助于金相显微镜观察显微组织，并且进行焊缝截面的硬度测量，以此评定焊缝性能。 试验采用相关试验设备如下： 试验材料 δ=16mm Q235钢板一块（已加工成合适大小） 焊 机 A310—1000埋弧焊机 金相观察 XJG-05卧式显微镜 硬度测量 HXD-1000TMC显微硬度计 二、埋弧焊工艺制定及焊接操作 1、埋弧焊（Submerged Arc Welding，SAW）原理简介 埋弧焊是以电弧作为热源的一种机械化焊接方法，埋弧焊实施过程如图1所示，它由4个部分组成： ①焊接电源接在导电嘴和工件之间用来产生电弧； ②焊丝由焊丝盘经送丝机构和导电嘴送入焊接区； ③颗粒状焊剂由焊剂漏斗经软管均匀地堆敷到焊缝接口区； ④焊丝及送丝机构、焊剂漏斗和焊接控制盘等通常装在一台小车上，以实现焊接电弧的移动。 埋弧焊焊缝形成过程如图2所示。埋弧焊时，连续送进的焊丝在一层可熔化的颗粒状焊剂覆盖下引燃电弧。当电弧热使焊丝、母材和焊剂熔化以致部分蒸发后，在电弧区便由金属和焊剂蒸气构成一个空腔，电弧就在这个空腔内稳定燃烧。空腔底部是熔化的焊丝和母材形成的金属熔池，顶部则是熔融焊剂形成的熔渣。电弧附近的熔池在电弧力的作用下处于高速紊流状态，气泡快速溢出熔池表面，熔池金属受熔渣和焊剂蒸气的保护不与空气接触。随着电弧向前移动，电弧力将液态金属推向后方并逐渐冷却凝固成焊缝，熔渣则凝固成渣壳覆盖在焊缝表面。焊接时焊丝连续不断地送进，其端部在电弧热作用下不断的熔化，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。 图2.埋弧焊电弧和焊缝的形成示意 1-焊剂 2-焊丝 3-电弧 4-熔池 5-熔渣 6-焊缝 7-焊件 8-渣壳 2、优缺点分析 优点： 生产效率高 焊接质量高而且稳定 节省材料和电能消耗 改善劳动条件，降低劳动强度 缺点： 埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护，一般只适合于平焊和平角焊位置的焊接，其他位置的焊接，则需采用特殊装置来保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏淌。 埋弧焊焊接时不能直接观察电弧和坡口的相对位置，故必须保证坡口的加工和装配精度，或者采用焊缝自动跟踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏。 埋弧焊使用电流较大，电弧的电场强度较高，电流小于100A时，电弧稳定性较差，因此不适合焊厚度小于1mm的薄件。 3、δ=16mm Q235钢板埋弧焊焊接工艺制定 Q345（16Mn）化学成分及力学性能 化学成分（%） C Si Mn P S Q345 0.18 0.32 1.32 0.005 0.021 力学性能 σs/MPa σb/MPa δ/% 冲击/J HB Q345 360 500 23 193 158 表1 Q345（16Mn）化学成分及力学性能 依据国际焊接学会（IIW）推荐的碳当量公式： CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15 (%) 由上式可计算出Q345碳当量：CE=0.18+1/6(%)≈0.35%。 一般认为CE0.4%的钢材在焊接中基本无淬硬倾向，冷裂敏感性小。所以Q345拥有良好的焊接性，因此适用的焊接方法比较多。 焊前准备 对于δ=16mm钢板，由于是表面堆焊，因此不必开坡口，焊前需将钢板表面清理干净， 除去将焊接部位表面的锈蚀、油污、水分、氧化皮等清除干净。一般采用喷丸喷砂处理将焊丝表面的油污、铁锈等污物清除干净。此外，焊剂也要求烘干，如HJ431，要求在250℃下烘干两个小时。焊件清理干净之后就要进行焊件装配，本试验中焊件钢板待焊位置应置于埋弧焊焊丝的正下方，焊缝的走向同焊车的运动方向一致。 焊接材料的选择与匹配 选择焊接焊丝和焊剂一般遵循以下三个要点： = 1 \* GB3 ①根据“等强匹配”原则，一般要求焊缝的强度性能与母材等强或