基于手工電弧焊及氬弧焊的SS400鋼焊接熱影響區(qū)研究.pdf

1、手工電弧焊和氬弧焊是兩種比較常用的焊接方法，這兩種焊接方法在工程上被廣泛使用。隨著鋼鐵冶煉、軋制及熱處理技術(shù)的重大突破和進(jìn)步，低合金鋼的生產(chǎn)和使用越來(lái)越廣泛。但是，這類鋼由于含有第二相粒子較少，在焊接過程中，容易出現(xiàn)熱影響區(qū)軟化、脆化冷裂紋和過熱區(qū)的組織粗化嚴(yán)重等問題，更進(jìn)一步研究熱影響區(qū)的溫度場(chǎng)、力學(xué)性能和組織轉(zhuǎn)變規(guī)律等問題，能夠有效提高焊接質(zhì)量。本文選用手工電弧焊和氬弧焊兩種焊接方法分別對(duì)4mm SS400薄板進(jìn)行焊接試驗(yàn)。分析焊接

2、熱影響區(qū)組織轉(zhuǎn)變、硬度和殘余應(yīng)力分布規(guī)律，從而為其實(shí)際焊接中選取合適的焊接方法和確定正確的工藝參數(shù)提供依據(jù)。
　　首先利用L78淬火膨脹儀測(cè)定了SS400鋼的臨界相轉(zhuǎn)變溫度并繪制出SH-CCT曲線。通過對(duì)其不同冷速下的顯微組織及顯微硬度分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)冷速在0.1℃/s~20℃/s時(shí)，主要發(fā)生鐵素體+珠光體轉(zhuǎn)變，隨著冷速增加，珠光體含量增多，且鐵素體晶粒減小，硬度增大；當(dāng)冷速在30℃/s~80℃/s時(shí)，發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變；當(dāng)冷速大于100

3、℃/s時(shí)，大量出現(xiàn)馬氏體。
　　采用K型熱電偶測(cè)定兩種焊接方法的熱循環(huán)曲線，由熱循環(huán)曲線可以看出，手工電弧焊和氬弧焊距焊縫10mm和20mm處的兩個(gè)點(diǎn)，氬弧焊的升溫速率和降溫速率均低于手工電弧焊，手工電弧焊的峰值溫度高于氬弧焊。氬弧焊的高溫區(qū)的溫度變化范圍小于手工電弧焊。
　　采用盲孔法測(cè)量焊接后鋼板的殘余應(yīng)力，得出縱向和橫向的殘余應(yīng)力分布曲線。試驗(yàn)結(jié)果表明：手工電弧焊在縱向的殘余應(yīng)力值最大值為387MPa，在焊縫兩側(cè)為壓應(yīng)

4、力，距離焊縫中心12mm處的壓應(yīng)力最大。橫向上的殘余應(yīng)力在中間位置為拉應(yīng)力，在焊縫兩頭為壓應(yīng)力，越靠近邊緣壓應(yīng)力越大。氬弧縱向上的最大拉應(yīng)力為328 MPa，在距焊縫中心為7mm處，壓應(yīng)力最大。橫向的殘余應(yīng)力曲線與手工電弧焊的相似，氬弧焊的焊接變形小于手工電弧焊。
　　對(duì)比手工電弧焊和氬弧焊條件下接頭組織轉(zhuǎn)變和顯微硬度的分布規(guī)律，結(jié)果表明：手工電弧焊熔合區(qū)寬度大于氬弧焊，組織中有魏氏組織，氬弧焊組織主要是粗大的鐵素體和珠光體。手工