資源描述：
《有關(guān)焊接工藝參數(shù)對焊縫力學性能的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、學兔兔www.xuetutu.com機械制造文摘——焊接分冊專題研究焊接工藝參數(shù)對焊縫力學性能的影響尹士科，劉紹維(1．中國鋼研科技集團有限公司，北京100081；2．沈陽航天新樂有限責任公司，遼寧沈陽110034)o前言2(焊接工藝參數(shù)包括焊接熱輸入、道間溫度、焊接位t8／5=[(Q／h)／(4盯A。P)][(1／500一To)一置及焊接材料直徑等。焊接熱輸入集中反映了焊接電(1／800一To)](3)流、電弧電壓和焊接速度的綜合影響，它是決定焊縫冷(2)厚板情況下卻速度的主要環(huán)節(jié)之一；道間溫度(通常在計算公式中t8／5=(Q／2"rrA)[(1／500一To)一(
2、1／800一采用預熱溫度)是決定焊縫冷卻速度的另一個主要環(huán))](4)節(jié)。焊接位置及焊接材料直徑也會影響到冷卻速度，公式中各符號的物理意義同公式(2)。還會影響到焊縫中各結(jié)晶區(qū)的組成比例?？傊?，影響眾所周知，為了得到高韌性的焊縫金屬，必須獲得焊縫力學性能的主要因素除了化學成分之外，就是冷細小晶粒的焊縫組織。故必需抑制晶界鐵素體和魏氏卻速度了。組織狀的側(cè)板條鐵素體，增加針狀鐵素體的比例。要創(chuàng)造這樣的條件，利用焊縫金屬連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖(WM1冷卻速度與焊縫力學性能的關(guān)系—CCT圖)是很有效的方法。如圖1所示，要想生成細為了計算冷卻速度的大小，學者們給出了兩種方小而均勻的鐵素體
3、組織，必須使焊縫的冷卻曲線通過法：其一是計算某一固定溫度下(通常取540℃)的冷鐵素體相變曲線的鼻子一端，并以此來選擇焊縫的合速；其二是采用某個溫度區(qū)間的冷卻時間，對于鐵素體金成分、保護氣體成分和焊接工藝參數(shù)等。假設(shè)有A類相變的材質(zhì)多采用t(相當于800～500cI=的冷卻和B兩種焊縫，由于合金成分和保護氣體成分的不同，時間)，對于馬氏體類相變的材質(zhì)可采用t(相當于它們的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線分別位于圖的左側(cè)和右側(cè)兩800～300℃的冷卻時間)。組曲線。對于冷卻條件①，焊縫A可能生成粗大的鐵1．1540oC冷卻速度的計算公式素體；而焊縫B則會生成貝氏體。當采用冷卻條件②(1
4、)薄板情況下(相當于二元導熱)時，焊縫B可以生成針狀鐵素體，從而得到高韌性的焊C=2"rrAcp(h／Q)(540一To)(1)縫。當采用冷卻條件③時，焊縫B也會生成粗大的鐵(2)厚板情況下(相當于三元導熱)素體，其韌性將會明顯下降。因此，只要把冷卻速度和CR=21TA(1／Q)(540一To)(2)式中：A為熱導率，低合金鋼時取0．347(J／cm·s·oC)；c為比熱，低合金鋼時取0．96(J／g·℃)；JD為密度，低合金鋼時取7．61(g／cm。)；h為厚悄度(cm)；Q為焊接熱輸入(卡／cm或4．18J／era)；To贈為預熱溫度(℃)。為了確定薄板與厚板的界
5、限，可把上列2個公式恒等，并給出實際采用的Q和即可計算出來。如把Q設(shè)定為20kJ／cm，當取為100℃時，計算出的界限冷卻時間厚度h=25mm；當取為150℃時，計算出的界限厚圖1WM—CCT圖及冷卻速度示意圖度h=26mm。2013年第3期9學兔兔www.xuetutu.com專題研究機械制造文摘——焊接分冊WM—CCT圖結(jié)合起來考慮，針對不同的焊縫成分，選的焊縫也一樣，只要把冷卻速度控制得當，也能獲得針擇不同的焊接工藝參數(shù)，使之滿足對冷卻速度的要求，狀鐵素體組織，使焊縫韌性得到改善。就可以得到最佳的焊縫韌性。2焊接工藝參數(shù)對焊縫金屬性能的影響圖2給出了某成分的Mn
6、．Si．Ti．B系焊縫金屬的韌性與冷卻時間t。的關(guān)系。由圖2可知，當800℃至2．1對屈服強度590MPa級焊縫金屬性能的影響500oC的冷卻時間為40s時焊縫韌性最高，而冷速更2．1．1焊條電弧焊大或更小時其韌性都會降低。從類似于圖1中B焊縫采用直徑4mm的焊條，鋼板厚度24mm，60。V形的WM—CCT圖上可以想象到，冷卻速度更快時可能坡口，鈍邊2～3mm。焊條的焊縫金屬化學成分見表通過貝氏體區(qū)；冷卻速度更慢時，高溫下將生成粗大的1，焊接熱輸入對焊縫沖擊吸收能量的影響見表2，由表鐵素體，而不能得到均勻的針狀鐵素體組織。這表明，2可知，對于給定成分的低合金焊縫金屬而
7、言，熱輸入即使把合金含量調(diào)整到合適的水平，如果不調(diào)整好冷對于其韌性有明顯影響，隨著熱輸入的增加，焊縫韌性卻速度的話，就不能得到滿意的焊縫組織，因此也不能包括低溫韌性都下降。當焊接熱輸入小于17kJ／cm得到高的韌性值。除了Ti—B系焊縫外，其它成分系時，焊縫韌性最高，故施工時應將焊接熱輸入控制在這一范圍之內(nèi)。42kJ／cm的焊接熱輸入相當于立焊時大幅度擺動焊條的施工方法，它的韌性是很低的。道間溫度對焊縫力學性能的影響如表3所示。由避表3可以看出，道間溫度對焊縫的力學性能有一定影親量響，隨著道間溫度的提高，相當于冷卻速度降低了，屈罟服強度和抗拉強度有所
