Q345钢焊接接头组织性能分析 - 图文

摘要：对Q345钢焊接性分析并制定Q345钢板（板厚δ=10mm）的对接埋弧焊工艺，依照工艺进行埋弧焊；对Q345埋弧焊接头典型部位截取试样，进行金相显微试样的制备；观察显微组织，测量显微维氏硬度，作显微组织和力学性能分析。 1实验原理：

1.1 Q345（16Mn）焊接性分析及焊接方法的选择

Q345应用最广用量最大的低合金高强度结构钢，综合性能好，低温冲击韧性，冷冲压性及切削性能均好，屈服强度≥345MPa，抗拉强度≥490Mpa，适用于多种焊接方法，本次实验选择焊接性能良好的埋弧焊。

牌号 Q345 0.12~0.10.55 8 1.2埋弧焊焊接工艺 1.2.1埋弧焊简介

埋弧自动焊是指电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的一种自动焊方法，是

0 0 5 0.050 C i Sn 1.0~1.60.015~0.050.025~0.04≤MNb S P 化学成分（质量分数，%） 目前广泛使用的一种高效的机械化焊接方法。广泛用于锅炉、压力容器、石油化工、船舶、桥梁、冶金及机械制造工业中。 1.2.2埋弧焊焊接原理

埋弧焊的焊接过程：先送丝，经导电嘴与焊件轻微接触，焊剂堆敷在待焊处，引弧。随着电弧向前移动，熔池液态金属冷却凝固形成焊缝，液态熔渣冷却而形成渣壳。焊接时，焊机的启动、引弧、送丝、机头(或焊件)移动等过程全由焊机机械化控制。

1.2.3焊前准备 1.坡口的选择与加工

由于埋弧焊的使用的电流比较大，熔透深度比较大，因此当焊件厚度小于14mm时可以不开坡口，这样仍能保证焊透和良好的焊缝成形；因为此次实验所选钢板为10mm厚，故不开坡口。 2.焊件的清理

焊接前，必须将坡口及焊接部位表面的锈蚀、油污、水分、氧化皮等清楚干净。方法有手工清除、机械清除等。

3.焊丝的清理和焊剂的烘干

焊接前，必须将焊丝表面的油污、铁锈等污物清除干净。为防止氢侵入焊缝，对焊剂必须严格烘干，而且要求烘干后立即使用。不同类型的焊剂要求烘干温度不同，这次实验所用焊剂为HJ431，查焊接材料手册知要求250℃、2h烘干。 4.焊件的装配

焊件装配时，必须保证间隙均匀，高低平整。定位焊的位置应在第一道焊缝的背面，长度一般应大于30mm。此次定位焊选用CO2气体保护焊。

1.2.4焊接方法的选择

为了焊接过程的方便简洁，选择悬空双面焊法，即不用衬垫，焊接第一面时所用焊接参数稍小，通常使焊缝的熔深达到或略小于焊件厚度的一半即可。然后翻转焊件，采用比较大的焊接参数，使焊缝的熔深达到焊件厚度的60%~70%，以保证焊件焊透。 1.2.5焊接材料的选择

埋弧焊焊剂和焊丝的匹配是获得高质量焊缝的关键。在焊接低碳钢和强度等级较低的低合金钢时，应按照等强原则选用与母材相匹配的焊接材料。此次选用的为HJ431高锰高硅焊剂和低碳钢焊丝H08Mn2相配合。

1.2.6焊接参数的选择 此次实验所选参数如下表： 工件厚度焊丝直径焊接顺序 焊接电流焊接电压焊接速度/cm 10

/cm 正 4 反 /A 560 620 /V 31.3 33.3 /cm·min-1 46 46 1.3埋弧焊焊接焊接过程

本实验所用的埋弧焊机型号为MZ-1000(A310-1000)。具体操作步骤如下：

1、在焊料斗内装上HJ431焊剂； 2、在焊机上安装H10Mn2焊丝；

3、将表面清理过并进行定位焊（CO2气保焊）后的焊件在工作台上放置好；

4、合上电源，打开焊机开关，让焊接小车预行走，对正焊缝； 5、按表5设置10mm的Q345对接接头正面焊接参数； 6、将焊料斗上的闸门打开；

7、按下启动按钮，埋弧焊机自动进行引弧和焊接；

8、正面焊接完成后，待焊件稍微冷却后清除焊缝上渣皮，翻转焊件； 9、设定反面焊接参数，继续进行另一面的焊接； 10、反面焊接完成后，按下停止按钮。 2．金相显微试样的制备

用金相显微镜来研究金属的显微组织和缺陷的方法称为显微镜分析，显微镜分析能测定金属的晶粒度大小，显示金属的显微组织特征，测定金属的镀层和化学热处理扩散层的深度，鉴定金属中非金属夹杂物

和各种缺陷等。 （1） 取样

用锯子在焊好的钢板上进行手工截取，宽度在2cm~3cm，为了磨制方便再将长度进行截取，但不可过短，要保留热影响区、母材，否则在后面的金相观察和分析中看不到HAZ和母材。 （2）磨光

将截取的试样在砂轮机上进行粗磨，表面尽量磨平，以尽量消除手工截取时留下的粗大磨痕。为了后面的打硬度比较方便和准确，将两端尽量都磨平，试样有尖角的地方要磨平。在砂轮机上进行磨平时，要一边沾水一边磨，以降低磨制面的温度。

然后用纱布进行粗磨，之后用金相砂纸逐级细磨，按粗细砂纸从01~06逐级变细，在磨制时要注意顺序。磨制试样时，每换一号砂纸，磨面磨削的方向应与前号砂纸磨制方向垂直，以便于观察磨制面上的划痕磨平情况。每换一次砂纸的时候要注意观察磨面上是否都是朝一个方向的划痕，如果有不一致的则应该继续在磨，直到磨面的划痕都是朝着磨制方向。 （3）抛光

抛光的目的是去除磨面上的磨痕而获得光滑的镜面。其方法有机械抛光法、电解抛光和化学抛光，此次实验采用机械抛光。

机械抛光在机械抛光机上进行。抛光机由电动机带动水平圆盘旋转，盘上铺细帆布和绒布等。抛光时可以在试样上涂上少许抛光液以便于抛光，抛光时试样要抓紧，但不要压力太大，一直抛到表面明亮如镜。

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