不同工艺Q235钢反电渣焊接头的断裂力学实验研究

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不同焊接工艺参数对Q235焊接接头组织及性能的影响

机电信息工程不同焊接工艺参数对Q235焊接接头组织及性能的影响陈辰（青海高等职业技术学院，青海海东810700）摘要：Q235钢广泛应用于各种焊接结构生产中,也常用于学校焊接实训室。

用3. 2mm 的E4303焊条，选用焊接电流（I ）为 60A 、70A 、80A 、90A 、100A 、110A 、120A 、130A 时分别进行焊接试验，分析不同的焊接电流对焊接的工艺性、焊接接口显微组织、焊接接口力学性能的影响，确定最优焊接参数。

结果表明，直径3. 2mm 的E4303焊条，其最佳焊接电流为 100〜110A,与经验公式I=10d 2相符合。

关键词：Q235；E4303；焊接工艺性能；显微组织；学能1 试验材料及过程1.1试验材料试验用焊接材料为Q235B 钢板,用剪板机下料, 下料尺寸为120mmX 30mmX 10mm,共8块；用直径3. 2mmE4303焊条表面堆焊，其Q235B 钢板化学成分及力学性能见表1及E4303焊条的主要成分见表1,E4303焊条熔敷金属化学成分见表2,熔敷金属拉伸试验力学性能见表3所示。

1.2试验过程焊接试验所用焊接电流为60A 、70A 、80A 、90A 、表1 Q235B 化学成分及力学性能牌号等级化学成分（质量分数）（％）力学性能C MnSi SP Rm /(MPa )Re /(MPa *A /(%*(Q235A 0. 14〜0. 220. 30〜0. 650300. 050004575〜50023526B0. 12〜0. 200. 30〜0. 700. 045C(0.18035〜0800. 0400. 040D(0.180.0350.035表2 E4303焊条熔敷金属化学成分焊条型号化学成分（质量分数）（％）CMn Si P S Ni Cr Mo V 其他E43030. 20 1. 20 1. 000. 0400.0350. 300. 200. 300.08—表3 E4303熔敷金属拉伸试验力学性能焊条型号抗拉强度Rm / MPa屈服强度ReL/MPa 断后伸长率A/%冲击试验温度/NE4303%430%330%20100A 、110A 、120A 、130A ，共8 ，据理，分别用不同的焊接电流在Q235试板上进行堆焊, 详细记录焊接过程中表现出的焊接工艺性能;焊接完成之后，截取金相试样，观察不同焊接电流下焊接接口外观及焊缝区、熔合区、热影响区的显微组织，然后进行力学性能试验，综合比较,分析出最优焊接参数和焊接电流。

钢筋焊接接头力学性能检验报告

委托编号：JLHJ10070014 检验编号：HJ10070014技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10080015 检验编号：HJ10080015委托编号：JLHJ10080016 检验编号：HJ10080016技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10080017 检验编号：HJ10080017技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10080018 检验编号：HJ10080018技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10080019 检验编号：HJ10080019技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10080020 检验编号：HJ10080020技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10080021 检验编号：HJ10080021技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10090022 检验编号：HJ10090022技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10090023 检验编号：HJ10090023技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10090024 检验编号：HJ10090024技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10090025 检验编号：HJ10090025技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10090026 检验编号：HJ10090026技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10090027 检验编号：HJ10090027技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10090028 检验编号：HJ10090028技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10090029 检验编号：HJ10090029技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100030 检验编号：HJ10100030技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10090031 检验编号：HJ10090031技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100032 检验编号：HJ10100032技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100033 检验编号：HJ10100033技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100034 检验编号：HJ10100034技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100035 检验编号：HJ10100035技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100036 检验编号：HJ10100036技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100037 检验编号：HJ10100037技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100038 检验编号：HJ10100038技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100039 检验编号：HJ10100039技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100040 检验编号：HJ10100040技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100041 检验编号：HJ10100041技术负责：校核：检验：委托编号：JLHJ10100042 检验编号：HJ10100042技术负责：校核：检验：.委托编号：JLHJ10100043 检验编号：HJ10100043技术负责：校核：检验：。

Q235B钢焊管断裂原因分析课程.doc

第Q235B钢焊管断裂原因分析摘要:通过对直缝焊管断口宏观检查､断口微观分析､材质成分分析､金相组织检验､非金属夹杂分析､有限元分析,探讨焊管断裂原因｡结果表明,焊管断裂为脆性断裂;焊接过程中形成的原始裂纹造成应力集中,是焊管断裂的主要原因;焊接过热区出现的魏氏组织,降低了材料的韧性,促进了焊管的断裂｡低碳钢具有优良的焊接性,良好的韧性和合适的强度特征,被广泛用于焊管中[1],但是在一定条件下也会恶化[2]｡焊管在焊接过程中,会产生焊接缺陷,如裂纹､气孔､夹渣等,造成应力集中,很容易导致脆性断裂[3]｡对于焊接热影响区的过热区,高温加热冷却后得到粗大的过热组织,能够降低热影响区的韧性,成为焊接接头的薄弱环节[4-5]｡某钢厂生产的直缝焊管,长为12 m,在运输过程中,从约1 m高的地方摔落,在距一端2~3 m的位置发生断裂｡焊管材质为Q235B钢,焊管规格为 219 mm×13.6 mm｡1 测试与分析1.1断口宏观形貌分析焊管断口与焊缝垂直,断口较平坦,无塑性变形,宏观形貌如图1所示｡在焊缝附近存在一蝴蝶状黑色区域,关于焊缝对称分布,且沿周向达到了55 mm｡断口黑色区域两边有明显的人字纹特征｡如图1(a)所示,区域1从断口取下,其体视显微镜照片如图1(b)所示｡与黑色区域不同,V形区域和弧形区域成灰色,有金属光泽｡黑色区域与V形区域和弧形区域有明显分界线,断面高度不同,且交界处可见明显的放射棱线｡放射棱线从黑色区域与弧形区域和V形区域交界处起始｡由此推断,黑色区域为断口源区｡1.2断口微观分析用CS3400扫描电子显微镜对焊管断口源区的黑色区域和灰色弧形区域微观形貌进行观察,断口放置方式如图1(b)所示｡如图2所示,灰色弧形区域断口形貌为典型的解理刻面和河流花样,由河流花样的方向可知弧形区域的交界扩展而来｡黑色区域断口表面呈典型的氧化特征,看不到断裂特征;黑色区域边界氧化物较薄,对其进行电镜观察,发现呈解理特征｡对垂直于断口和平行于断口方向进行人工冲击取样进行电镜观察,都呈现解理特征｡1.3材质成分分析对断口进行切割取样｡试样1在大于断口源区正下方3 mm处截取,试样2是从与断口源区成90°的基体组织中截取｡利用CS3400扫描电镜能谱仪(EDS)对1号试样和2号试样进行成分分析｡基体材料成分与焊缝附近材料成分基本一致,与GB/T 700—2006《碳素结构钢》中Q235B钢的标准成分相符｡1.4金相检查与分析腐蚀之后的1号样如图3所示｡由图3可知,直焊缝下的区域没有发现黑色裂纹,断口的黑色区域位图3腐蚀之后1号试样的形貌Fig.3 Morphology of the No.1 specimen after corrosion于焊接热影响区｡热影响区分为过热区､相变重结晶区和不完全重结晶区｡对1号样进行金相观察,发现过热区为粗大的铁素体和珠光体,呈典型的魏氏组织,如图4(a)所示;1号试样的基体部分和2号样的金相组织都为正常的退火态特征,如图4(b)所示｡采用标准评级图显微检验法来评定1号试样和2号试样的纯净度｡试样1发现了极少量的夹杂,试样2没有发现明显夹杂｡1.5有限元分析为研究含有原始裂纹的焊管在摔落时的应力集中情况,利用有限元分析软件对焊管进行模拟｡假设焊管一端接地,焊管从1 m高的地方摔落｡原始裂纹建在距一端2.5 m的地方,模型节点数233515,单元数162381｡焊管整体的Von-Mises等效应力分布如图5(a)所示｡可以看到原始裂纹所在的位置存在较大的应力集中｡在大的冲击载荷下,焊管从裂纹所在处断裂｡对原始裂纹及其附近的截面进行应力分布分析可知,原始裂纹边界处(黑色区域与弧形区域和V形区域的交界处)存在一定的应力集中,如图5(b)所示｡这也正是前面所述放射棱线从黑色区域与弧形区域和V形区域交界处起始的原因｡2 讨论2.1 焊管断裂的失效模式分析通过断口宏观分析可知,断口黑色区域两边有明显的人字纹特征｡黑色区域与V形区域和弧形区域有明显分界线,断面高度不同｡黑色区域和灰色区域的交界处可见明显的放射棱线,且棱线都从交界处起始｡由以上分析判断断口源区为黑色区域｡断口的宏观形貌较平坦,无塑性变形｡弧形区域和氧化物覆盖较薄的黑色区域都呈现解理特征,可以判断焊管失效模式是脆性断裂｡2.2焊管断裂的失效原因分析引起焊管脆性断裂的原因有两个方面,和焊接结构方面[6]｡2.2.1材料影响分析材料对脆断的影响主要表现为化学成分､非金属夹杂物含量､金相组织等方面｡从上文分析可知,化学成分和非金属夹杂物含量都正常,基体组织为正常的退火态特征｡由此可以推断焊管断裂与材料无关｡2.2.2焊接影响分析断口源区的黑色区域位于焊接热影响区,呈现典型的氧化特征,且关于焊缝对称分布｡由此推断:黑色区域是在焊接过程中形成的原始裂纹｡大量事故的调查研究表明,焊接结构中存在一定尺寸的焊接缺陷,严重影响焊管的使用寿命,是产生低应力脆性断裂破坏的主要原因,而裂纹是最危险因素之一[7-8]｡用有限元软件模拟结果显示:对焊管整体应力分布分析可知,原始裂纹所在的截面存在较大的应力集中;对原始裂纹及其附近的截面进行应力分布分析可知,原始裂纹边界处的应力较其附近区域存在一定的应力集中｡从宏观观察及断口微观分析发现放射棱线是从黑色区域与弧形区域和V形区域交界处起始的｡由以上分析推断:焊管的黑色区域(原始裂纹)是导致焊管脆性断裂的主要原因｡通过金相组织分析,焊接热影响区的过热区出现魏氏组织(如图4(a))｡魏氏组织是焊接结构中常见的组织特征,是钢的一种过热缺陷,它使钢的力学性能特别是冲击性能和塑性显著降低,因而使钢容易发生脆性断裂[10]｡一些含有魏氏组织的焊接构件并不影响正常使用,其影响主要取决于构件的服役环境｡而对本文所述的含有原始裂纹的焊管,魏氏组织引起的塑性下降作用就显现出来,它促进了断裂的产生,应为焊管断裂的第二原因｡而假设没有原始裂纹缺陷,过热区魏氏组织是否能够导致此环境下的失效,对于此问题的探究目前正在开展｡综上所述,焊管断裂应是由原始裂纹导致的应力集中和魏氏组织导致的韧性下降共同作用的结果｡原始裂纹是导致焊管脆性断裂的主要原因,焊接魏氏组织是焊管断裂的第二原因,它促进了断裂的产生｡2.3焊管失效的预防措施对于本文所述的焊管失效主要从以下两个方面进行预防[9]:1)采用合适的焊接结构,避免咬齿､未融合､未焊透等缺陷的产生,防止宏观的应力集中｡2)通过控制奥氏体晶粒度大小及焊接冷却速度,预防魏氏组织产生｡①细化奥氏体晶粒:奥氏体组织越细小,越容易形成网状铁索体,而不易形成魏氏组织;②采用合适的焊接电流密度和焊接速度,控制焊接熔池冷却速率,防止接头晶粒粗大,预防魏氏组织产生｡3结论焊管断裂模式为脆性断裂｡焊管黑色区域是在焊接过程中形成的原始裂纹,造成应力集中,是导致焊管断裂的主要原因｡焊接过热区出现的魏氏组织降低材料的韧性,促进了脆性断裂｡资料来源: 。

Q235B钢FSW接头显微组织及力学性能分析

2019年第6期热加工41Q235B 钢FSW 接头显微组织及力学性能分析■谷松伟，赵佳，于海东摘要：通过对厚度为8mm 的Q235B 钢进行搅拌摩擦焊接，并对其显微组织及力学性能分析讨论。

结果表明，Q235B 钢FSW 接头的焊核区、热机影响区和热影响区都存在再结晶组织，与母材相比，组织有所细化；焊核区、热机影响区、热影响区的硬度值都高于母材，其中焊核区最高为235.1HV ；接头抗拉强度为485MPa ，屈服强度为325MPa ，略低于母材，试样断裂的位置均在靠近热影响区的母材上。

关键词：搅拌摩擦焊；Q235B ；显微组织；力学性能搅拌摩擦焊（F S W ）是一种新型备受瞩目的塑性固相连接技术，其最初用于铝、镁等低熔点合金的连接。

目前，搅拌摩擦焊已实现全铝合金焊接。

与传统熔化焊相比，搅拌摩擦焊具有如下优点：①由于焊接净能量输入小，焊后工件变形小、残余应力低。

②焊缝组织细小，无气孔及元素烧损。

③消除了氢脆及应力腐蚀裂纹。

④焊接接头力学性能优良。

⑤降低对焊接操作者焊接技术水平的依赖。

⑥焊接过程不用填充焊丝、焊剂，降低消耗，节约能源。

⑦不受焊接位置限制，能够实现任意位置，任意方向的焊接。

⑧设备投资小，焊接能耗低，焊接过程简单，易实现自动化，可提高生产效率，减少设备运行成本。

⑨过程绿色环保，无烟尘、辐射电磁冲击等污染。

经过二十几年的发展，搅拌摩擦焊可焊接材料领域正由低熔点合金向高熔点合金发展，且越来越多的研究表明钢搅拌摩擦焊的可行性。

钢是工业上应用最为广泛的金属材料，研究钢的搅拌摩擦焊技术具有重要的实际应用价值，已引起众多研究人员的关注。

Toumpis A 等人采用FSW 方法对6mm 厚的DH36钢实施了对焊，焊缝性能良好；兰州大学王希靖等人对不锈钢进行了搅拌摩擦焊工艺研究，在适合的工艺参数下获得了良好的焊接接头。

Q235钢由于含碳适中，综合性能好，强度、塑性和加工性等得到较好配合，广泛应用于钢结构、桥梁、车辆、锅炉、容器和船舶中，本文选择8mm 厚的Q235B 碳素结构钢为研究对象，采用合理的工艺参数进行搅拌摩擦焊焊接，并分析和讨论接头的显微组织和力学性能，为在实际产品中推广应用提供可靠的依据。

焊接接头破坏力学特性的测试与优化设计

焊接接头破坏力学特性的测试与优化设计随着工业领域的发展，焊接接头在各种结构中的应用越来越广泛。

焊接接头的强度和稳定性对于结构的安全和可靠性至关重要。

因此，测试焊接接头的破坏力学特性并进行优化设计是十分必要的。

一、焊接接头的破坏力学测试方法为了测试焊接接头的破坏力学特性，我们可以采用以下方法。

1. 断裂试验断裂试验是测试焊接接头的强度和韧性的常用方法之一。

通过施加加载在焊接接头上，直至其发生断裂，可以得到接头的断裂强度和断裂韧性参数。

常用的断裂试验方法有拉伸试验、剪切试验和冲击试验等。

2. 金相显微镜观察金相显微镜观察可以帮助分析焊接接头的微观组织结构。

通过对焊接接头进行薄片制备和显微观察，可以获得焊缝区域的晶粒形貌、晶粒尺寸以及可能存在的缺陷等信息。

3. 数值模拟分析数值模拟分析是一种虚拟测试方法，可以通过建立焊接接头的有限元模型，模拟加载条件，预测接头的破坏行为和破坏模式。

数值模拟可以为实验提供参考和指导，同时也可以在设计阶段对接头的结构参数进行优化。

二、焊接接头破坏力学特性的优化设计焊接接头的破坏力学特性可以通过优化设计来改善。

以下是一些常见的优化设计方法。

1. 焊接工艺优化焊接工艺是影响焊接接头质量和破坏力学特性的关键因素之一。

通过优化焊接工艺参数，如焊接电流、焊接速度和焊接温度等，可以改善焊接接头的强度和稳定性。

2. 材料选择和预处理选择合适的焊接材料对于焊接接头的破坏力学特性至关重要。

不同材料的焊接接头可能有不同的力学性能。

此外，在焊接前对材料进行适当的预处理，如除锈、去油等，可以提高焊接接头的质量。

3. 结构改进通过改变焊接接头的结构，如增加支撑、加强焊接强度集中部位等，可以改善焊接接头的力学性能。

结构改进可以通过数值模拟分析方法辅助设计和优化。

总结：通过测试焊接接头的破坏力学特性并进行优化设计，可以提高焊接接头的强度和稳定性，保证结构的安全和可靠性。

合理选择测试方法，并结合数值模拟分析，可以得到准确的测试结果和设计方案，为焊接接头的应用提供有力支持。

3`Q235厚钢板开孔板和缺口板断裂试验

同，其开裂位移分别为 3. 6、3. 3、2. 7、2. 3 和 2. 0mm
（上述是试验得到的总体趋势，其中个别试件的变
形规律不符合该趋势，可能与试件加工有关）。
对中心开椭圆孔（半长轴和半短轴分别为 a 和
b）的板件，当施加均匀轴拉应力为 σ 时，其长轴顶
端最大应力 σmax 为： σmax = σ（ 1 + 2ba） = σ（ 1 + 2 槡a / ρ）（ 1）
是 29. 8、19. 6、9. 7 和 5. 7mm，其余参数基本相同，其
开裂位移分别为 9. 0、7. 4、3. 0 和 1. 0mm；再如单侧
半椭圆缺口试件 NP5-SSRT、NP4-SSRT、NP3-SSRT、
NP2-SSRT 和 NP1-SSRT 的短轴尺寸 2b 分别是
19. 8、15. 8、11. 9、7. 8 和 3. 8mm，其余参数基本相
52
PH4-SSRT 38. 9 25. 1 19. 5 19. 5 49
51
PH5-SSRT 38. 8 25. 1 19. 7 29. 7 45
55
PH6-SSRT 52. 0 24. 8 29. 4 3. 7 48
52
PH7-SSRT 48. 8 24. 9 29. 5 5. 7 55
45
PH8-SSRT 50. 1 25. 1 29. 6 9. 7 54
4 试验结果分析与讨论
图 4 为标准件试验得到的厚钢板真应力—真应变曲线；图 5 为试件的载荷—位移曲线，图中标有 “ 伊”的点为初始开裂点，曲线最后一点为宏观断裂点。表 3 为试验记录的初始开裂时的加载位移、初始开裂载荷和宏观断裂载荷。

奥氏体不锈钢及Q235钢焊接工艺要点与焊接性分析焊接专业毕业设计毕业论文

摘要.................................................................. - 1 - 绪论.................................................................. - 2 - 第一章奥氏体不锈钢及Q235钢简介........................................ - 3 -1.1奥氏体不锈钢及其物理性质简介..................................... - 3 -1.2低碳钢物理性质及其特点........................................... - 3 -1.3奥氏体不锈钢及其焊接性........................................... - 4 -1.4低碳钢及其焊接性................................................. - 4 -1.5不锈钢焊接的防范措施............................................. - 4 - 第二章 18-8钢及Q235焊接时容易遇到的问题................................ - 5 -2.1晶间腐蚀......................................................... - 5 -2．2焊接热裂纹...................................................... - 5 -2.3应力腐蚀开裂..................................................... - 5 -2.4焊缝脆化......................................................... - 5 -2.5焊接变形的防止方法............................................... - 6 -2.6 Q235钢焊接时容易遇到的问题...................................... - 6 - 第三章奥氏体不锈钢的焊接特点......................................... - 6 -3.1焊接热裂纹....................................................... - 6 -3.2晶间腐蚀......................................................... - 7 -3.3应力腐蚀开裂..................................................... - 7 -3.4焊接接头的σ相脆化............................................... - 7 - 第四章奥氏体不锈钢与Q235焊材选用...................................... - 8 -4.1奥氏体不锈钢的选材............................................... - 8 -4.2奥氏体不锈钢焊接要点............................................. - 8 -4.3 Q235的选材...................................................... - 8 - 第五章低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接性分析................................. - 9 -5.1焊缝金属化学成分的稀释........................................... - 9 -5.2凝固过渡层的形成................................................ - 10 -5.3碳迁移过渡层的形成.............................................. - 11 -5.4残余应力的形成.................................................. - 11 - 第六章低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接工艺要点.............................. - 11 -6.1焊接方法........................................................ - 11 -6.2焊接材料........................................................ - 11 -6.3焊接工艺要点.................................................... - 12 - 第七章实例分析........................................................ - 12 -7.1工件的下料以及组装.............................................. - 12 -7.2焊接工艺的制定.................................................. - 13 - 参考文献............................................................... - 15 - 致谢................................................................. - 16 -通过半年的工厂实习，我学到了很多知识，将理论与实践结合，本文主要写了异种钢的焊接，以及机械工件的制作，其在焊接与制作过程中发现其所需知识与在校所学课程相符，例如，制定焊接工艺，焊后检验，焊接变形的矫正，合理选用焊接工装夹具，和焊接注意问题及解决办法。

热轧板Q235B裂纹成因分析

热轧板Q235B裂纹成因分析【摘要】利用金相和扫描电镜等分析手段，对热轧板Q235B裂纹进行分析。

结果表明，铸坯存在原始表面裂纹、表层气孔等缺陷是产生裂纹的主要原因，铸坯近表层的夹杂物富集，促进了轧制过程中裂纹的扩展，铸坯的局部过烧，使边部晶粒异常长大，加剧了裂纹发展。

【关键词】热轧板Q235B;裂纹;金相;扫描电镜;夹杂0.前言热连轧厂生产的普碳系列钢种Q235B出现严重裂纹，主要表现为边裂和布满钢带整个表面的小纵裂。

本研究对Q235B裂纹进行了试验、分析，对缺陷的形成机理及原因进行探讨，提出工艺改进措施。

1.缺陷描述Q235B的裂纹分两种形态，主要指边裂和布满钢带整个表面的小纵裂。

边裂表现为深度较深，有明显的裂口，严重的成烂边；小纵裂表现为距钢卷边部较远，分布在整个钢卷表面，经冷弯后出现起皮现象。

2.成因分析对缺陷部位截取金相试样，研磨、抛光后在金相显微镜观察裂纹的形态和分布，腐蚀后观测组织、形态；利用扫描电镜观测钢板表面裂纹内部情况，通过能普分析夹杂物的成分；通过以上手段，查找缺陷成因。

2.1硫含量分析对同一时期生产的Q235B裂纹炉次与无裂纹炉次的S含量进行了对比，发现裂纹出现的炉次S含量较无裂纹的高，S含量对成品钢板裂纹有一定影响。

2.2金相分析缺陷部分金相显示，裂纹附近有明显的脱碳现象，裂纹深度大于200um，有明显的裂口，说明这类裂纹在铸坯上已经形成，而钢带的局部位置晶粒粗大，存在过烧现象[1]。

2.3扫描电镜分析经扫描电镜、能普分析，裂纹内部填充物是氧化铁及氧化物夹杂。

裂纹内部两侧基体氧化严重，有大量的内氧化原点，裂纹处存在轧制变形流线、晶粒不均，这说明该缺陷在轧制前就已经存在[2]。

2.4夹杂物分析裂纹周围存在密集分布的点状夹杂，从夹杂成分看以硫化锰（铁）、锰硅酸盐为主，同时有磷元素的存在。

从夹杂物的分布和尺寸来看，主要是硫化物和硅酸盐夹杂，是以共晶形式或者高温加热后冷却过程中析出的夹杂，夹杂物含量较高，从评级情况看A类夹杂物达到3级。

不同钢种钢轨焊接接头的力学性能研究

焊接技术662016年第2期1 概述为了使铁路线路上的直线、曲线钢轨实现等寿命匹配，需要在曲线上铺设耐磨钢轨，在直线上铺设普通钢轨，因此必须研究不同钢种钢轨间的焊接技术。

目前，不同钢种钢轨间的焊接普遍采用铝热焊接方法。

调查显示，采用铝热焊接方法焊接同钢种钢轨，接头重伤率为6.5%、断轨率为0.02%；焊接不同钢种钢轨，接头重伤率为37.9%、断轨率为0.16%。

焊轨基地焊接的钢轨闪光焊接头，2009—2014年的统计数据表明，闪光焊焊接同钢种钢轨断轨率仅为0.000 7%，其性能显著优于铝热焊。

不同钢种钢轨成分不同，力学性能和理化常数不同，焊接工艺参数也不同。

为了解决不同钢种钢轨间的焊接问题，提出适用于焊轨基地的通用焊接工艺参数，实现将不同钢种钢轨的焊接。

在此研究不同钢种钢轨间的闪光焊焊接接头的力学性能，推广采用通用焊接工艺参数在全路焊轨基地焊接不同钢种钢轨。

2 试验方案2.1 钢轨选用方案钢轨选用包头钢铁（集团）有限责任公司4种不同钢种、不同强度级别的钢轨。

（1）60 kg/m U71MnG钢轨，880 MPa级；（2）60 kg/m U75V钢轨，980 MPa级；（3）60 kg/m U76CrRE钢轨，1 080 MPa级；（4）60 kg/m U75VH钢轨，1 180 MPa级。

2.2 焊接方案焊接设备：GAAS80/580型焊机。

焊接参数：通用焊接参数（具体参数略）。

钢轨组合：U 71M n G +U 75V 、U 75V +U 76C r R E 、U71MnG+U76CrRE、U75V+U75VH。

2.3 试验安排对上述4种不同钢种钢轨焊接的闪光焊接头，按照铁道行业标准TB/T 1632.1—2014、TB/T 1632.2—2014的要求，进行静弯、疲劳、拉伸、冲击、硬度、显微组织和晶粒度试验。

试验项目见表1。

不同钢种钢轨焊接接头的力学性能研究■　田甜高文会摘要：论述选用4种不同钢种、不同强度级别的钢轨，以及焊接方案和试验安排。

复合钢板焊接技术及焊接接头断裂分析

复合钢板焊接技术及焊接接头断裂分析复合钢板以其高耐磨性、良好的耐冲击性、较好的耐热性和耐腐蚀性、选择面广、适应性强、方便加工及高性价比等抗磨材料中的优势，被广大厂矿所采用。

但在使用的过程中曾出现过焊接接头断裂现象不容忽视。

需要加以分析和改进，以保证使用的安全性和使用寿命。

一、复合钢板的焊接技术分析复合钢板是由不锈钢、镍基合金、铜基合金或钛板为复层，珠光体钢为基层，以爆炸焊、复合轧制、堆焊等方法制成的双金属板材。

复合钢板的基层应满足接头强度和刚度的要求，复层应满足耐蚀等要求。

为了保证复合钢板不失去原有的综合性能，对基层和复层必须分别进行焊接。

其焊接性、焊材选择、焊接工艺等由基层、复层材料决定。

基层和复层交界处的焊接属异种钢焊接，其焊接性主要取决于基层和复层的物理性能、化学成分、接头形式、填充金属成分。

1、焊接方法根据复合钢板材质、接头厚度、坡口尺寸及施焊条件等确定焊接方法，通常有焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、C02气体保护焊及等离子弧焊等。

目前常用钨极氩弧焊或焊条电弧焊焊接复层.用埋弧焊或焊条电弧焊焊接基层。

2、坡口形式对接接头坡日形式可采用V形、X形、v和U联合形坡口。

也可以在接头背面一，段距离内进行机械加工，去掉复层金属，以确保焊基层焊道时不使基层焊肉焊到复层上。

一般尽可能采用x形坡口双面焊，先焊基层，再焊过渡层，最后焊复层。

以保证焊接接头具有较好的耐腐蚀性。

同时考虑过渡层的焊接特点，尽量减少复层一侧的焊接工作量。

角接接头坡臼形式是无论复层位于内侧或外假，均先焊接基层。

复层位于内侧时，在焊复层以前应从内倒对基层焊根进行清根。

复层位于外侧时，应对基层最后焊道进行修磨光。

焊复层时，先焊过渡层。

再焊复层。

当复层金属的熔化温度高于基层钢的熔化温度，而且两种金属在冶金上不相容时，复层金属必须采用衬垫以保持复层的完整性。

在基层焊完后，用角焊缝将衬垫与复层焊接起来。

3、焊接时的注意事项1）在进行装配的时候点焊只能在基础层上面进行，不管是焊接还是点焊都需要对复层实施必要的保护，避免碳钢对复层的污染。

谈分析不同焊接电流下Q235B钢焊接接头金相组织

谈分析不同焊接电流下 Q235B钢焊接接头金相组织摘要：Q235B是一种韧性和制造型都良好的钢，还有一定的伸长率和较好的强度，经常被用于机械零件的制造，比如建材、桥梁工程上要求相对比较高的一些焊接结构件。

本次研究就以Q235B钢作为对象，分析不通过焊接电流下其焊接接头的金相组织，结合实际的试验做简单的分析，确定出哪一种焊接电流最合适。

关键词：焊接电流，Q235B钢，焊接接头，金相组织引言：Q235B钢的运用非常的广泛，在工业上可以说是必不可少的结构件，包括了建筑方面、车辆、船舶、压力容器等等。

在实际的构件加工中，焊接接头的组织直接影响焊接接头的性能，这里产生的影响与焊接的电流有着一定的关系。

因此为了进一步保证焊接接头的无损性，都会从焊接电流上试验分析。

选取最合适的电流，确保焊接接头的金相组织，提高安全性能。

1.Q235B钢焊接接头金相组织分析在对材料的焊接过程中，鉴定和分析接头性能的重要一个手段就是金相组织分析。

在实际的焊接成型中，焊接接头的各个区域都会经手不同的热循环过程，因为所获得的组织也就存在不同，最终导致机械性能也有所不同。

在当前的一些科研和实际生产中，都会通过分析金相组织，判断焊接接头性能[1]。

焊接金属的结晶形态以及热影响区的组织变化与焊接热循环有关，也与被焊接的材料有着一定的关系，就比如本次研究的Q235B钢焊接，除了与热循环有关，与Q235B刚自身的材料也有着密切的关系。

而Q235B钢，钢的屈服点是235Mpa 的碳元素结构钢，其钢材的含碳量不大于0.20%，做常温冲击实验，他的性能远远优于Q235A。

Q235B的元素含量情况：碳不大于020%，硅不大于0.35%，锰不大于 1.4%，硫、磷不大于0.045%，还有铬、铜、镍的允许残余含量不能大于0.30%[2]。

1.不同焊接电流下Q235B钢焊接接头金相组织分析2.1实验简介分析不同焊接电流下Q235B焊接接头金相组织情况，是需要通过实验的完成。

Q235钢堆焊工艺及性能研究

Q235钢堆焊工艺及性能研究摘要：堆焊是金属常见的表面处理方法，主要用于修复金属零件或者提高金属基体表面的硬度、耐磨性等，能够显著的提高基体的力学性能，延长使用寿命。

采用CO2气体保护堆焊工艺，在Q235B钢表面堆焊制备了E501T-1熔敷金属层，通过光学显微镜和显微硬度计，研究堆焊层不同部分组织的综合性能。

通过实验表明，当在堆焊电流为100A、电弧电压为13V、焊接速度10cm/min的工艺参数下获得了外形美观、金属层致密、结构较好、缺陷最少的熔敷金属层。

对堆焊层的化学成分和组织性能进行研究分析，测验其硬度，研究焊接电流、焊接电压对堆焊层的影响规律。

关键词：Q235B钢；CO2气体保护堆焊；熔敷层；影响规律；组织性能大量生产实践表明，Q235B钢在高温、高压、酸性、碱性、甚至是中性介质条件下使用时，都会发生严重腐蚀。

正是这些缺点的存在限制了Q235B钢在生活上的使用。

因此，我们在工业生产过程中，常采用以Q235B这种普碳钢为基体，在表面堆焊一种或几种金属，从而满足所需要的强硬度等性能，使其能够得到更广泛的应用，并且能够大幅度的降低成本。

正是堆焊工艺的存在，不仅使零件心部具有良好的塑性和韧性，而且在其表面还具有所需的高硬度、防磨损等性能，使Q235B钢在工业领域上能够占据更重要的地位，在生活中也能更加广泛地使用。

1.工艺流程Q235钢堆焊的实验流程为：试样处理→熔敷金属→金相观察→性能检测1.1试样处理试样处理流程：试样→打磨→除油由于基体表面存在大量的铁锈及其他氧化物，在实验前需要对试样表面进行机械打磨，同时为下一步熔敷金属做准备，保证钢板在焊接的过程中飞溅减小。

在打磨完之后进行除油，目的是去除试样表面油污，清洁试样表面，增强熔敷金属于基体的结合强度。

1.2熔敷金属将E501T-1焊丝通过焊接机器人熔敷在Q235钢基体上，在熔敷之前，进行预实验，调整好堆焊程序，在熔敷的过程当中，要保证CO2气体的充足，目的是隔绝空气中的氧气、氢气等，防止在焊接的过程中进入焊缝，形成缺陷，影响焊件的最终性能。

异种钢接头熔合区的脆化与断裂行为_杜兵

1期
异种钢接头熔合区的脆化与断裂行为
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化物的无特征开裂, 而且在脱碳层出现了沿晶开裂 , 表现为复合断裂机制 , 如图 4( c) 所示。由此可见, 异种钢接头经热处理后, 其断裂机制主要取决于增碳层与脱碳层的脆化行为 , 也就是说, 碳的扩散行为起着决定性作用, 而马氏体的行为已经成为次要因素。对于不同的过渡层焊接材料, 试验研究结果表明, 熔合区的脆化行为与断裂机制没有本质的区别, 只是脆化程度不同而已。
Cr
Ni
Mo
25. 20 23. 50
22. 40 12. 92
2. 40
N ot es: St rip size: 60mm
Flux: SJ178- A basic agglomerated el ect roslag surf acing flux.
2
试样制备与试验方法
为了研究异种钢接头熔合区的韧性 , 简单而常用的方法是采用 K 型或半 V 型焊接坡口的焊接
0
序
言
对于异种钢熔焊接头 , 由于母材与焊缝金属的化学成分、物理性能及微观金相组织存在很大的差别 , 因此 , 熔合区的成分、组织与性能复杂多变, 是焊接接头中最易出现问题的区域 , 它直接制约着整个焊接接头的性能。近二十多年来 , 随着异种钢焊接结构的广泛应用, 对异种钢接头熔合区特性的试验研究不断深入 , 特别是围绕异种钢熔焊接头熔合区的脆化与断裂行为有很多的研究报导。但由于试验研究方法一直局限于比较传统的方法, 因此, 研究结果更偏向于定性的评估与探索, 一些研究结果虽对异种钢结构的实际焊接与使用性能的评估有一定的实用价值 , 但难以对脆化与断裂行为进行定量的评定及其对机制的深入认识。在试验研究中 , 根据分层止裂原理设计了异种钢熔焊接头的冲击断裂试样 , 采用示波冲击功定量评定了熔合区的脆化行为 , 利用扫描电镜分析了熔合区的断裂机制 , 研究了不同焊接材料及焊后热处理工艺规范对熔合区脆化与断裂行为的影响。

不同焊接工艺参数对钢的点焊接头力学性能分析

不同焊接工艺参数对钢的点焊接头力学性能分析摘要：铝钢异种材料连接件具有高强度、耐腐蚀和质量轻等优点，在交通运输等领域有着广阔的发展前景。

铝钢连接最为常用的方法是焊接，随着温度的变化、固液相之间的转变以及热应力的产生，会导致焊后材料的变形和承受静载荷能力的下降12。

因此，有效预测焊接变形及合理地选取方法来分析、控制乃至消除焊接变形，成为提高焊接接头承载能力和保持结构外形不变的重点。

关键词：焊接工艺参数；点焊接头；力学性能引言随着工业的快速发的日益增长，高强钢由于其较高的比强度在工业制造中逐步得到广泛应用。

但钢材料在形成优质、稳定的点焊接头方面仍存在一定困难。

电阻点焊具有高自动化程度、高效率以及低成本的优点，是工业制造过程中一种非常重要的连接方式，焊点的质量直接影响着产品的耐久性和安全性。

1摩擦焊接概述摩擦焊接是通过特定手段促进金属表面状态和质量变化，以达到接头目的的焊接方法。

摩擦焊接工艺可以根据状态分为初期、不稳定停车、锻造和锻造保持阶段。

现有文献研究表明，摩擦焊接参数一般为速度、摩擦压力、摩擦时间、停车时间、锻造时间和锻造变形量等。

钢材料在焊接过程中由装置产生的摩擦力矩、动力和材料的变形过程中，速度和压力起着重要作用。

因此，速度和摩擦压力是摩擦焊工艺参数的组成部分。

在摩擦焊接过程中，一旦确定了钢材料的直径，就可以根据摩擦速度和速度的正相关关系，从气缸半径的2/3中得出该摩擦焊接的瞬时摩擦速度。

速度越高，作业的熔接温度越高。

因此，为了在工件表面达到一定的焊接温度，摩擦速度必须大于理论摩擦速度。

钢材料摩擦焊接稳定后，此时速度增加，结合面温度升高，工件变形层逐渐变薄，深塑性区向中心倾斜，挤压阻力增大，长轴缩短速度降低。

为了产生足够的加热热并确保摩擦表面的完全接触，摩擦压力不能太小。

在稳定的摩擦阶段，随着摩擦扭矩的增加，摩擦扭矩的增加，摩擦加热功率的上升，摩擦变形速度的增加，变形层变厚，深层塑料区域呈径向增加，向外圈移动，形成粗不对称的飞行边缘，接头的温度分布梯度大，变形层金属不易氧化。