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        實芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼焊接接頭力學(xué)性能的研究

        2012-12-21 08:50:06
        裝備制造技術(shù) 2012年6期
        關(guān)鍵詞:耐候焊絲母材

        鄒 良

        (鞍山市技師學(xué)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(dǎo)致結(jié)構(gòu)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(xué)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(jù)。

        1 試驗材料和方法

        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(xué)成分與力學(xué)性能見表1。

        表1 試驗材料的化學(xué)成分表

        表2 試驗材料的力學(xué)性能表

        焊后將試板加工成標(biāo)準(zhǔn)小試樣,按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分別進行了室溫拉伸、硬度等力學(xué)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。

        2 試驗結(jié)果與分析討論

        2.1 拉伸試驗結(jié)果

        焊接接頭拉伸試驗結(jié)果如表3所示。

        表3 焊接接頭拉伸試驗結(jié)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

        2.2 硬度試驗結(jié)果

        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)。

        3 結(jié)束語

        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(zhì)量控制[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

        [2]王國凡.鋼結(jié)構(gòu)焊接制造[M].北京:化學(xué)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(shù),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.

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