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埋弧焊焊接电流大小对焊接接头性能组织的影响 |
埋弧焊是目前工业生产中常用的焊接方法, 由于其焊缝成形美观、焊接效率较高、节约焊接材料、劳动强度低等优点而广泛应用于锅炉压力容器生产制造行业。但在实际生产过程中,许多单位往往通过增大埋弧焊焊接电流来提高生产效率。为此本文通过埋弧焊在不同焊接电流下对Q345R 钢焊接接头力学性能及组织的影响分析,来说明焊接电流对对压力容器焊接接头安全性的影响。
1 实验材料及试板准备
试验母材为正火态Q345R钢板,厚度为40mm, 制备焊接试板S1和S2,其化学成分见表1;显微组织为珠光体(P)+铁素体(F)。
实验采用的坡口型式为V形。
埋 弧 焊焊丝为EM13K(Φ4.0mm),
焊剂为CHF101,
试板S1焊接电流为550~600A,
试板S2焊接电流为650~700A,
反面采用碳弧气刨清根,清除未焊透等焊接缺陷,使用打磨机磨掉刨槽内外的渗碳及氧化层。焊后热处理工艺为(610±10)℃×4hr, 装炉温度≤400℃,升降温速度≤55℃/hr,试板随炉冷至400℃以下出炉空冷。
2 实验结果与分析
2.1 焊缝区化学成分检测 焊缝区化学成分按《GB/T4336-2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱法分析方法》进行,焊缝金属化学成分检测结果。
从表3数据可看出,S1、S2试板中焊缝金属化学元素含量相近,通过碳当量公式Ceq=C+Mn/6 +(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15计算知,S1、S2 试板焊缝金属的碳当量也相近。一般低合金钢焊缝金属拉伸强度及冲击韧性要受碳当量的影响,但在本实验中增大埋弧焊电流对焊缝金属化学成分及碳当量的影响不大。
2.2 焊接接头力学性能检测 在试板垂直和平行于焊缝方向按《GB/T228 -2010金属材料拉伸试验方法》截取标准拉伸试样进行常温拉伸;按照《GB/T229-2007金属材料夏比冲击摆锤试验方法》在焊接接头的焊缝及热影响区,截取10mm×10mm×55mm的标准冲击试样进行0℃、-10℃、-20℃、-30℃冲击实验;在试板垂直于焊缝方向按《GB/T2653-2008 焊接接头弯曲试验方法》截取侧弯试样进行常温弯曲实验;按照《GB/4340-20091金属材料维氏硬度试验》对焊接接头的焊缝及热影响区进行硬度检测。 各项力学性能实验结果见表4,接头拉伸均断于母材;冲击功在不同实验温度下的变化趋势。
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