鄒 良
(鞍山市技師學院 機械系,遼寧 鞍山 114020)
Q450NQR1耐候鋼是滿足鐵路貨車高速、重載需要新研制的新型耐候鋼,其特點是強度高,耐腐蝕性好,能滿足目前鐵路貨車運行的要求[1~2]。Q450NQR1耐候鋼與其他高強鋼相比,母材含P量較高,焊接過程中必然過渡到焊縫中,導致結構抗裂性降低,而且會增加焊接接頭的脆性[3~4]。
因此,本文選用CHW-55CNH實芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼,并對其焊接接頭力學性能進行研究,為焊接材料的選擇和工藝的確定提供理論依據。
試驗材料為Q450NQR1耐候鋼,熱軋狀態(tài)供貨。焊接材料為Φ 1.2 mm的CHW-55CNH實芯焊絲,采用熔化極混合氣體保護焊(GMAW),保護氣體為80%Ar+20%CO2;接頭形式為對接,試板尺寸為300 mm×100 mm×6 mm,坡口基本形式為60°V形;焊接電流120~190 A;焊接電壓17~20 V;焊接速度為225~280 mm/min;氣體流量為18 L/min。試驗材料的化學成分與力學性能見表1。
表1 試驗材料的化學成分表
表2 試驗材料的力學性能表
焊后將試板加工成標準小試樣,按相關標準分別進行了室溫拉伸、硬度等力學性能試驗。拉伸試驗按GB/T228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》進行;并用JSM-6360LV型掃描電鏡對拉伸斷口進行了斷口形貌觀察。
焊接接頭拉伸試驗結果如表3所示。
表3 焊接接頭拉伸試驗結果
用CHW-55CNH實芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼時,焊接接頭抗拉強度為598.5 MPa,屈服強度為532 MPa,斷后伸長率和收縮率分別為25%和46%。
其拉伸試驗斷口不論邊緣還是中心,均為韌窩形貌(如圖1)。說明其焊接接頭具有良好的拉伸性能。
圖1 拉伸斷口微觀形貌
硬度分布如圖2所示,用CHW-55CNH實芯焊絲焊接接頭試件硬度大約分布在170~260 HV之間,其中焊縫的硬度在170~220 HV之間;熱影響區(qū)硬度在196~260 HV之間,母材硬度在210~230 HV之間。
圖2 焊接接頭的硬度分布曲線
可以看出,焊縫區(qū)硬度均勻;焊縫硬度與母材接近,但低于熱影響區(qū)。
用CHW-55CNH實芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼時,可以獲得拉伸性能良好的焊接接頭。Q450NQR1耐候鋼混合氣體保護焊焊縫區(qū)硬度較均勻,焊縫的硬度在170~220 HV之間,焊縫區(qū)硬度均勻。
[1]李亞江.焊接組織性能與質量控制[M].北京:化學工業(yè)出版社,2005.
[2]王國凡.鋼結構焊接制造[M].北京:化學工業(yè)出版社,2009.
[3]屈朝霞,李自剛.高強耐候鋼焊接接頭性能研究[J].寶鋼技術,2005,(增刊):(76-78).
[4]陳增有.Q450NQR1高強耐候鋼的焊接[J].焊接,2004,(10):37-39.