Q235鋼埋弧焊焊接熱影響區(qū)組織及性能研究01課件

1、陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院 焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目Q235鋼埋弧焊焊接熱影響區(qū)組織及性能研究 學(xué)生姓名 張夢(mèng)石 學(xué)號(hào) 1473109 指導(dǎo)教師 薛書微 職稱 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 焊接技術(shù)及自動(dòng)化 專業(yè)學(xué)生姓名 井黎明 學(xué)號(hào) 1373121 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 Q235鋼埋弧焊焊接熱影響區(qū)組織及性能研究 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間 2015 年 9月 9 日至 2016年 10月 8 日三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn)： 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容要求：（1）、明確Q235鋼埋

2、弧焊焊接熱影響區(qū)組織變化的特點(diǎn)。（2）、明確Q235鋼化學(xué)成分、基本性能、應(yīng)用。（3）、分析Q235鋼埋弧焊焊接熱影響區(qū)組織。（4）、分析Q235鋼埋弧焊焊接熱影響區(qū)組織。（5）、論述防止Q235鋼埋弧焊焊接裂紋的措施。（6）、分析Q235鋼埋弧焊焊接質(zhì)量檢驗(yàn)方法。 指導(dǎo)教師 薛書微 年 月 日批 準(zhǔn) 年 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)定表姓名張夢(mèng)石學(xué)號(hào)1473109專業(yè)焊接技術(shù)及自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目Q235鋼埋弧焊焊接熱影響區(qū)組織及性能研究評(píng)閱意見評(píng)閱教師： 年 月 日答辯組成員張玉萍、薛書微答辯時(shí)間答辯地點(diǎn)本人陳述答辯過程要點(diǎn)答辯組提問回答問題情況答辯組評(píng)語成績答辯委員會(huì)主任簽字目錄前言-2

3、第一節(jié)Q235鋼埋弧焊熱影響區(qū)組織的變化特點(diǎn)-4第二節(jié)Q235鋼的化學(xué)成分、基本性能、應(yīng)用-6第三節(jié)Q235鋼埋弧焊熱影響區(qū)組織的分析-10第四節(jié)Q235鋼埋弧焊熱影響區(qū)組織的性能-12第五節(jié)Q235鋼埋弧焊焊接裂紋的防止措施-16第六節(jié)Q235鋼埋弧焊焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)-18課設(shè)總結(jié)-23致謝-24參考文獻(xiàn)-25前言本說明書是根據(jù)熔焊原理、金屬熱處理等幾本專業(yè)教材教學(xué)大綱，以及各類參考資料編寫的。具有一定的真實(shí)性、準(zhǔn)確性。對(duì)于初學(xué)者可以用來參考、學(xué)習(xí)。本說明書主要分為七部分，第一節(jié)涉及到Q235鋼埋弧焊熱影響區(qū)組織的變化特點(diǎn)。簡要的對(duì)材料埋弧焊組織的相關(guān)性能、變化特點(diǎn)做了分析。第二節(jié)主要講Q23

4、5鋼的化學(xué)成分、基本性能、應(yīng)用。從而將內(nèi)容具體化，簡易化是初學(xué)者容易掌握學(xué)會(huì)從各個(gè)方面分析焊接結(jié)構(gòu)的可焊接性、焊到性等，從而選擇更好的方案進(jìn)行生產(chǎn)。第三節(jié)和第四節(jié)主要講Q235鋼埋弧焊熱影響區(qū)組織的分析過程和性能。在這兩章中主要要掌握Q235鋼埋弧焊熱影響區(qū)組織的成分組成和分析方法，明白分析的過程。第五節(jié)中重點(diǎn)講Q235鋼埋弧焊焊接裂紋的防止措施。重點(diǎn)掌握裂紋的種類，防止措施。第六節(jié)將Q235鋼埋弧焊焊接結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)。在焊接結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)過程中，主要掌握檢驗(yàn)方法的選擇，檢驗(yàn)方法的操作，包括焊件內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)和綜合力學(xué)性能的測驗(yàn)。除理論文字?jǐn)⑹鐾?，為了便于讀者理解，在有關(guān)方面附帶有圖，從而加深對(duì)知識(shí)的理

5、解。本說明書以突出應(yīng)用性、實(shí)踐性、簡易性為原則，在尊重知識(shí)，尊重科學(xué)的前提下對(duì)部分專業(yè)知識(shí)加以利用整合，提高了材料的價(jià)值性。在寫說明書的時(shí)候，盡管借助了許多專業(yè)知識(shí)，訪問了許多權(quán)威性網(wǎng)站，盡量體現(xiàn)出材料的價(jià)值，但因編寫者知識(shí)能力有限，所以在閱讀過程中有什么不妥的地方請(qǐng)見諒。 編者：張夢(mèng)石第一節(jié)焊接熱影響區(qū)組織變化的特點(diǎn)一、 焊接熱影響區(qū)熱循環(huán)的特點(diǎn)根據(jù)金屬學(xué)熱處理理論,金屬在加熱和冷卻過程中發(fā)生變化,取決于其他化學(xué)成分與經(jīng)歷的熱過程這兩個(gè)因素,因此, 對(duì)熱影響區(qū)的組織變化帶來的特殊影響的是焊接熱循環(huán)的以下特點(diǎn):(1) 加熱溫度 對(duì)大多數(shù)鋼材,熔合區(qū)附近的母材最高加熱溫度可達(dá)1400左右,熱處理

6、時(shí),加熱溫度僅略高于Ac3.(2) 加熱速度快 如下表所示: 不同焊接方法時(shí)的加熱速度VH焊接方法板厚/mmVH/s單層埋弧焊251060200(3) 高溫停留時(shí)間短 焊接時(shí),熱影響區(qū)溫度因熱源移動(dòng)而隨時(shí)間變化,不像熱處理時(shí)根據(jù)產(chǎn)品與工藝要求可對(duì)保溫時(shí)間加以控制.因此,焊接熱影響區(qū)在高溫停留時(shí)間很短焊條電弧焊時(shí)只有十幾秒;埋弧焊時(shí)要長點(diǎn),也僅為20100s.(4) 各點(diǎn)的溫度隨時(shí)間與位置而變化 這是局部加熱與熱運(yùn)動(dòng)所造成的.這種復(fù)雜的溫度場,是熱影響區(qū)組織不均勻及復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)形成的根本原因.(5) 自然條件下的連續(xù)冷卻 在不采取緩冷或保溫措施的條件下,焊接熱影響區(qū)的冷卻都屬于自然條件下的連續(xù)

7、冷卻.同時(shí)由于溫度分布極不均勻,冷卻速度必然很高.因此冷卻過程還受到焊接參數(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等諸多因素的影響.二、焊接加熱時(shí)熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn) 焊接加熱的特殊條件,對(duì)熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變有以下的特點(diǎn):(1) 使相變溫度升高 一般焊接結(jié)構(gòu)常用的亞共析鋼的室溫組織轉(zhuǎn)變是鐵素體+珠光體,在平衡條件下,加熱溫度超過A1時(shí)首先發(fā)生珠光體奧氏體轉(zhuǎn)變,隨后溫度繼續(xù)上升,余下的鐵素體不斷溶入奧氏體,到達(dá)A3溫度全部溶解,待奧氏體化過程終了時(shí)得到單一的相.在實(shí)際生產(chǎn)條件下,轉(zhuǎn)變溫度因相變的滯后而高于上述理論值.加熱溫度越高,相變的滯后越嚴(yán)重,實(shí)際的相變溫度越高. (2) 影響奧氏體均質(zhì)化程度 焊接的快速加熱不利于元

8、素?cái)U(kuò)散,使得已形成的奧氏體來不及均勻化.加熱速度越高,高溫停留時(shí)間越短,不均勻的程度就越嚴(yán)重.這種不均勻的高溫組織,將影響冷卻過程的組織轉(zhuǎn)變. (3)焊接冷卻時(shí)熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)焊接加熱時(shí)熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)對(duì)冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變有明顯的影響.也就是說即使同一材料,在焊接條件下,盡管冷卻速度相同,但因高溫組織不完全相同,冷卻后的室溫組織并不一樣.另外,具體的影響還與鋼的成分有關(guān).(4) 焊接CCT圖CCT圖是連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線的簡稱. 繪制CCT圖 時(shí),將奧氏體試件以各種冷卻速度連續(xù)冷卻到室溫,測定冷卻過程中過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的開始(溫度和時(shí)間)與終了點(diǎn),把測量的數(shù)據(jù)描繪在溫度時(shí)間(對(duì)數(shù))坐標(biāo)系平面上

9、,最后將分別連接各個(gè)開始點(diǎn)與終了點(diǎn),就得到CCT圖.利用CCT圖可以判斷在不同冷卻速度下過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的過程及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物.焊接CCT圖又分為焊接熱影響CCT圖與焊接CCT圖兩種.其中焊接熱影響區(qū)CCT應(yīng)用比較廣泛.(1) 焊接熱影響區(qū)CCT圖 由于熱影響區(qū)內(nèi)不同部位的熱循環(huán)不同,因而在一定加熱條件下繪制的CCT圖只能代表某一特定位置.實(shí)用的熱影響區(qū)CCT圖都是按tA=1350條件下繪制的.這是因?yàn)榧訜岱逯禍囟萾max=1350的部位往往是整個(gè)接頭的薄弱環(huán)節(jié).(2) 焊接CCT圖 由于焊接是由液態(tài)連續(xù)冷卻到室溫,與未熔化的熱影響區(qū)相比,焊縫的凝固組織屬于鑄造組織 ,而且一般含有比母材較多的氧和氫等

10、 ,這些因素都對(duì)相對(duì)相變過程有一定的影響.第二節(jié)Q235鋼的成份、性能、應(yīng)用Q235鋼屬于碳鋼又稱為碳素鋼，是鋼材中產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的材料。一、Q235鋼的焊接性（1）焊接性分析低碳鋼因含碳及其他合金元素少，塑性、韌性好，一般無淬硬傾向，不易產(chǎn)生焊接裂紋等缺陷，焊接性能優(yōu)良。焊接低碳鋼，一般不需要采取預(yù)熱和焊后熱處理等特殊工藝措施。手工電弧焊焊接低碳鋼時(shí)可適合全位置焊接，且焊接工藝和操作技術(shù)比較簡單，容易掌握。不需要選用特殊和復(fù)雜的設(shè)備，對(duì)焊接電源無特殊要求，一般交流、直流弧焊機(jī)都可焊接。（2）焊接材料熔化焊時(shí)用的焊接材料可以根據(jù)等強(qiáng)度的原則選用，也就是使焊縫的強(qiáng)度等于或接近于母材的強(qiáng)度。（

11、3）焊接工藝要點(diǎn)如果母材和焊接材料合格，這種鋼焊接時(shí)一般不需要預(yù)熱、保持層間溫度和后熱處理，也能獲得優(yōu)良的焊接接頭。只有在下列情況下才能采取相應(yīng)的措施：1、在低溫環(huán)境下焊接厚件時(shí)，應(yīng)預(yù)熱焊件，防止產(chǎn)生冷裂紋；2、厚度超過50mm的焊件，應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理以消除應(yīng)力；3、電渣焊焊件焊后應(yīng)正火以細(xì)化HAZ晶粒。 由于低碳鋼含碳量低，錳、硅含量也少，所以，通常情況下不會(huì)因焊接而產(chǎn)生嚴(yán)重硬化組織或淬火組織。低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好，焊接時(shí)，一般不需預(yù)熱、控制層間溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織，整個(gè)焊接過程不必采取特殊的工藝措施，焊接性優(yōu)良。 但在少數(shù)情況下，焊接時(shí)也會(huì)出現(xiàn)困難： 1)

12、采用舊冶煉方法生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐鋼含氮量高，雜質(zhì)含量多，從而冷脆性大，時(shí)效敏感性增加，焊接接頭質(zhì)量降低，焊接性變差。 2)沸騰鋼脫氧不完全，含氧量較高，P等雜質(zhì)分布不均，局部地區(qū)含量會(huì)超標(biāo)，時(shí)效敏感性及冷脆敏感性大，熱裂紋傾向也增大。 3)采用質(zhì)量不符合要求的焊條，使焊縫金屬中的碳、硫含量過高，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。如某廠采用酸性焊條焊接Q235-A鋼時(shí)，因焊條藥皮中錳鐵的含碳量過高，會(huì)引起焊縫產(chǎn)生熱裂紋。 4)某些焊接方法會(huì)降低低碳鋼焊接接頭的質(zhì)量。如電渣焊，由于線能量大，會(huì)使焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)晶粒長得十分粗大，引起沖擊韌度的嚴(yán)重下降，焊后必需進(jìn)行細(xì)化晶粒的正火處理，以提高沖擊韌度。 總之，低碳鋼是屬于

13、焊接性最好、最容易焊接的鋼種，所有焊接方法都能適用于低碳鋼的焊接。二、 Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分牌號(hào)等級(jí)化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)脫氧方法CMnSPSPQ235AO.1O.22O.30O.650.30O.050O.045F、b、ZB0.1O.20O.300.700.045C0.18O.350.800.0400.040ZD0.170.0350.035TZ三、Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼性能Q235 力學(xué)性能 Q235表示屈服點(diǎn)（s）為235 MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。 主要力學(xué)性能(試件厚度16mm，摘自GB/T 700-88)： s=235 MPa、b=275460Mpa、5/%26 Q235為中碳鋼，綜合

14、力學(xué)性能較好，可在一定程度上代替45鋼QT450-10的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度 b (MPa)：450 q235 力學(xué)性能 條件屈服強(qiáng)度 0.2 (MPa)：250 沖擊韌性值 kv (J/cm2)：18 硬度 ：130180HB Q235是較常用的普碳素結(jié)構(gòu)鋼，在焊接過程中出現(xiàn)裂紋?？赡艿脑蛉缦? 1.工字鋼型號(hào)較大(板厚大則焊接時(shí)冷卻速度,當(dāng)氣溫低時(shí)快引發(fā)裂紋; 2.工字鋼本身金相組織有缺陷存在裂紋,焊接后引發(fā)裂紋擴(kuò)展; 3.工字鋼本身化學(xué)成分不合格(C、Si、Mn、S、P）中含量超標(biāo)，特別是C、S、P的含量較高時(shí)，導(dǎo)致碳當(dāng)量超標(biāo)，引起焊接裂紋的產(chǎn)生； 4.強(qiáng)制裝配時(shí)也會(huì)因內(nèi)應(yīng)力的作用引發(fā)裂紋

15、; 5.施焊順序不當(dāng)(通常應(yīng)對(duì)稱交叉施工,防止后焊焊縫拉裂先焊焊縫)引發(fā)裂紋; 6.焊接材料不純,坡口臟(含水、銹、油等）引發(fā)裂紋； 7.施焊工藝和焊工技能不良(電流大小、用低氫型焊條、擋風(fēng)、引弧和收弧方式）引發(fā)裂紋。專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等。第三節(jié)焊接熱影響區(qū)的組織一般結(jié)構(gòu)鋼都屬于有相變重結(jié)晶的多相合金,隨著溫度升高,要發(fā)生晶格結(jié)構(gòu)的變化。合金元素在基體中的溶解度不僅隨溫度變化，同時(shí)在不同的晶格中也不同。焊接接頭各部位加熱的峰值的分布如圖2所示.加熱時(shí)各部位組織轉(zhuǎn)變的情況則依tmax而定,如tmax達(dá)到Ac1的部位開始要發(fā)生相變達(dá)到Ac3部位轉(zhuǎn)變終了；峰值溫度達(dá)到Ac3+300

16、(tks),則晶粒急劇長大等。可見影響區(qū)的組織變化取決于tmax。因此按照tmax之不同將熱影響區(qū)劃分為幾個(gè)區(qū)。（1） 過熱區(qū) 是緊鄰熔合區(qū)具有過熱組織或晶粒明顯粗化的部位，加熱溫度在固相溫度tstks之間。由于溫度高，奧氏體晶粒急劇長大，同時(shí)難熔質(zhì)點(diǎn)不斷熔入，甚至可能發(fā)生局部晶界熔化的現(xiàn)象。對(duì)于淬硬傾向小的鋼，如低碳鋼的這個(gè)區(qū)冷卻后將得到晶粒粗大的過熱組織；在這個(gè)區(qū)的塑性和韌性都很低，特別是韌性將交母材下降2030。對(duì)于淬硬傾向比較大的鋼，晶粒粗化和難熔質(zhì)點(diǎn)的溶解都使過冷奧氏體穩(wěn)定性提高，冷卻后過熱區(qū)將得到馬氏體組織。（2） 相變重結(jié)晶區(qū) 緊鄰過熱區(qū)，加熱溫度Ac3tk3,加熱時(shí)相變重結(jié)晶進(jìn)

17、行完全淬硬傾向小的鋼，這個(gè)區(qū)冷卻后得到細(xì)小的正火組織，晶粒比母材小。對(duì)于淬硬傾向大的鋼冷卻后則為細(xì)小的馬氏體。（3） 不完全重結(jié)晶區(qū) 加熱溫度在Ac1Ac3之間.這個(gè)組織的變化比較復(fù)雜,加熱溫度達(dá)到Ac1珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體,而鐵素體只有部分溶解,大部分沒有變化。這時(shí)奧氏體中 的含碳量比較高，接近于共析成分，即使加熱時(shí)得到的組織是高碳奧氏體+粗大的鐵素體。淬硬傾向較小的鋼，冷卻后，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檩^細(xì)的珠光體+鐵素體。而殘留的鐵素體在加熱時(shí)晶粒粗化，這個(gè)區(qū)最終組織是較細(xì)的（P+F）和粗大的F。對(duì)于淬硬傾向較大的鋼，冷卻中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，而F保持不變，最終得到塊狀F+高碳M+殘余A的特殊混合組織，稱為

18、部分淬火區(qū)。表2中所示低碳鋼在不同焊接方法焊接時(shí)焊接熱影響區(qū)的平均尺寸焊接方法各區(qū)平均尺寸總寬過熱區(qū)相變重結(jié)晶區(qū)不完全重結(jié)晶區(qū)焊條電弧焊2.23.01.52.52.23.06.08.5埋弧焊0.81.20.81.70.71.02.34.0電渣焊18205.07.02.03.02530氧乙炔焊214.02.027.0真空電子束焊表3所示低碳鋼在埋弧焊焊接時(shí)焊接熱影響區(qū)的組織分布特征及性能部位加熱溫度范圍組織特征及性能焊縫1500鑄造組織柱狀樹枝晶熔合區(qū)及過熱區(qū)14001250晶粒較大，塑形不好12501100粗晶與細(xì)晶交替混合相變重結(jié)晶區(qū)1100900晶粒細(xì)化力學(xué)性能良好不完全重結(jié)晶區(qū)90073

19、0粗大的鐵素體組織和細(xì)小的珠光體母材300室溫沒有受到熱影響的母材部分第四節(jié)Q235鋼埋弧焊熱影響區(qū)組織的性能焊接熱影響區(qū)性能的不均勻表現(xiàn)在幾方面，包括常溫、高溫和低溫的力學(xué)性能，以及在特殊工作環(huán)境中要求的耐熱性、耐蝕性、疲勞強(qiáng)度等。采用常規(guī)力學(xué)性能時(shí)間的測量結(jié)果，只能代表整個(gè)接頭的平均水平，這類數(shù)據(jù)在一定條件下對(duì)生產(chǎn)及設(shè)計(jì)有指導(dǎo)作用，但不能說明接頭中各區(qū)不同組織與性能分布，也就不可以根據(jù)薄弱環(huán)節(jié)存在的具體問題找到提高質(zhì)量的途徑。只有焊接熱模擬技術(shù)才能測得焊接接頭中各區(qū)的性能變化。1、 焊接熱影響區(qū)的硬度分布硬度是反映材料的成分、組織與力學(xué)性能的一個(gè)綜合指標(biāo)。一般講，硬度升的同時(shí)強(qiáng)度提高，塑性

20、韌性下降，硬度容易測量，通過測定接頭的顯微硬度值，即可推斷出接頭組織與性能的分布情況。熱影響區(qū)硬度只可反映其組織與性能。表4為四種鋼組織，顯微硬度與最高宏觀硬度值。四種鋼的含碳量自上而下遞增，數(shù)據(jù)表明，在同一種鋼中，不同組織硬度不同。而對(duì)于不同材料來說，含碳量不同的同一組織，硬度也不同。表4金相組織和混合組織的硬度顯微硬度HV金相組織體積分?jǐn)?shù)（）最高宏觀硬度HV鐵素體F珠光體P中間組織Z馬氏體MFPZM202246232249240285107830212216258273336245383107029298293323446470001981384454508000100393一般情況下，隨

21、著硬度上升，鋼的塑性、韌性下降，抗裂能力減弱。因此，熱影響區(qū)中硬度最高的部位往往是接頭中的薄弱環(huán)節(jié)。而且硬度值越高，接頭綜合力學(xué)性能越低，產(chǎn)生裂紋等缺陷的可能就越大。2、 熱影響區(qū)的常溫力學(xué)性能圖2為淬傾向不大的鋼熱影響區(qū)的常溫力學(xué)性能分布。橫坐標(biāo)表示熱影響區(qū)各點(diǎn)的最高加熱溫度。其中，tmax=Ac1Ac3的不完全重結(jié)晶區(qū)，由于晶粒尺寸不均勻，s降到最低值；加熱溫度超過Ac3的部位，隨著溫度的上升，強(qiáng)度、硬度上升，塑性韌性下降；加熱溫度為1300的部位（過熱區(qū)），強(qiáng)度、硬度可達(dá)到最大值；加熱溫度更高的部位，強(qiáng)度、塑性同時(shí)下降，這是由于晶粒嚴(yán)重粗化；晶界疏松而造成的。過熱去力學(xué)性能除了與加熱溫度

22、特別高有關(guān)外，還與冷卻速度有關(guān)。3、熱影響區(qū)的脆化脆化是指材料韌性急劇下降，而由韌性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈缘默F(xiàn)象。脆性材料往往發(fā)生少量變形時(shí)即發(fā)生斷裂，而且斷裂過程消耗的能量也比韌性材料少得多。金屬材料抗脆性斷裂能力的判據(jù)沖擊功或沖擊韌度（kv）。kv代表材料在斷裂前單位面積所吸收的能量。轉(zhuǎn)變時(shí)，表現(xiàn)為kv只急劇下降。此時(shí)溫度稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度（Tcr）。金屬在Tcr以上表現(xiàn)為韌性的；而低于該溫度則表現(xiàn)為脆性的。一般來說，Tcr不僅可以表示材料在低溫下的韌性，用來確定其最低工作溫度，而且可以代表金屬材料的脆化傾向。金屬材料的Tcr越高，從韌性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈栽饺菀?，脆化傾向越大。熱影響區(qū)脆化主要類型為晶粒脆化、熱

23、應(yīng)變時(shí)效催化。(1)晶粒脆化 晶粒脆化是由于晶粒嚴(yán)重脆化造成的。晶粒尺寸越大，Tcr值越高，脆化越嚴(yán)重。熱影響區(qū)的晶粒長大與均勻加熱時(shí)所不同，它是在化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)不均勻的非平衡狀態(tài)下進(jìn)行的，往往是粗大的晶粒并伴隨著出現(xiàn)脆性組織。Q235鋼主要是因過熱而晶粒粗化，脆化程度不嚴(yán)重，在加熱與冷卻速度提高時(shí)還有所緩解。(2)熱應(yīng)變時(shí)效脆化熱應(yīng)變時(shí)效脆化多發(fā)生在低碳鋼中和低碳錳低合金鋼的亞熱影響區(qū)（加熱溫度低于Ac3的部位）,在顯微鏡下看不出明顯的組織變化。多層焊時(shí)在熔合區(qū)也會(huì)出現(xiàn)熱效應(yīng)時(shí)效脆化。這種脆化主要是由制造過程中各種加工或焊接熱應(yīng)力所引起的局部塑性應(yīng)變與焊接熱循環(huán)的作用疊加而造成的。4、

24、熱影響區(qū)的軟化熱影響區(qū)軟化是指焊后其強(qiáng)度、硬度低于焊前母材的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在焊前經(jīng)過淬火+回火的鋼中。軟化部位在回火區(qū)（加熱溫度為t回Ac1部位）。5、 改善熱影響區(qū)性能的途徑改善熱影響區(qū)性能的主要內(nèi)容是提高韌性。韌性是金屬材料由塑性應(yīng)變到斷裂全過程中吸收的變形能量的能力，是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)，提高韌性可以阻止裂紋的擴(kuò)展，有效地提高焊接結(jié)構(gòu)的安全性。改善熱影響區(qū)性能的方法主要有以下幾方面入手：a：采用高韌性母材b：焊后熱處理c: 合理制定焊接工藝第五節(jié)Q235鋼埋弧焊焊接裂紋的防止措施埋弧焊主要缺陷及防止 埋弧焊時(shí)可能產(chǎn)生的主要缺陷，除了由于所用焊接工藝參數(shù)不當(dāng)造成的熔透不足、燒穿、

25、成形不良以外，還有氣孔、裂紋、夾渣等。本節(jié)主要敘述裂紋缺陷的產(chǎn)生原因及其防止措施。 通常情況下，埋弧焊接頭有可能產(chǎn)生兩種類型裂紋，即結(jié)晶裂紋和氫致裂紋。前者只限于焊縫金屬，后者則可能發(fā)生在焊縫金屬或熱影響區(qū)。 一、結(jié)晶裂紋 鋼材焊接時(shí)，焊縫中的S 、P等雜質(zhì)在結(jié)晶過程中形成低熔點(diǎn)共晶。隨著結(jié)晶過程的進(jìn)行，它們逐漸被排擠在晶界，形成了“液態(tài)薄膜”。焊縫凝固過程中，由于收縮作用，焊縫金屬受拉應(yīng)力，“液態(tài)薄膜”，不能承受拉應(yīng)力而形成裂紋?？梢姰a(chǎn)生“液態(tài)薄膜”和焊縫的拉應(yīng)力是形成結(jié)晶裂紋的兩方面原因。 鋼材的化學(xué)成分對(duì)結(jié)晶裂紋的形成有重要影響。硫?qū)π纬山Y(jié)晶裂紋影響最大，但其影響程度又與鋼中其他元素含量

26、有關(guān)，如Mn與S 結(jié)合成MnS而除硫，從而對(duì)S的有害作用起抑制作用。Mn還能改善硫化物的性能、形態(tài)及其分布等。因此，為了防止產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，對(duì)焊縫金屬中的MnS值有一定要求。MnS值多大才有利于防止結(jié)晶裂紋，還與含碳量有關(guān)。圖 3表示C 、Mn 、S含量與焊縫裂紋傾向的關(guān)系?？梢姾珻量愈高，要求MnS值也愈高。Si和Ni的存在也會(huì)增加S的有害作用。圖3Mn 、C、S同時(shí)存在對(duì)結(jié)晶裂紋的影響 埋弧焊焊縫的熔合比通常都較大，因而母材金屬的雜質(zhì)含量對(duì)結(jié)晶裂紋傾向有很大關(guān)系。母材雜質(zhì)較多，或因偏析使局部 C 、S含量偏高，MnS可能達(dá)不到要求。可以通過工藝措施。(如采用直流正接、加粗焊絲以減小電流密度、

27、改變坡口尺寸等) 減小熔合比；也可以通過焊接材料調(diào)整焊縫金屬的成分，如增加含Mn量，降低含C 、Si量等。結(jié)晶裂紋防止措施：防止結(jié)晶裂紋主要從冶金和工藝方面著手，其中冶金措施更為重要：（1） 防止結(jié)晶裂紋的冶金措施1） 控制焊縫中硫、磷、碳等有害元素的含量。2） 對(duì)熔池進(jìn)行變質(zhì)處理3） 調(diào)整熔渣堿度（2） 防止結(jié)晶裂紋工藝措施1） 調(diào)整焊接參數(shù)已得到抗裂能力較強(qiáng)的焊縫成形系數(shù)。2） 調(diào)整冷卻速度。3） 調(diào)整焊接順序，降低拘束應(yīng)力。二、 氫致裂紋產(chǎn)生氫致裂紋的氫主要是擴(kuò)散氫，實(shí)驗(yàn)證明，隨著擴(kuò)散氫含量的增加，裂紋率增加。而用低氫型焊條焊接時(shí)，則未出現(xiàn)或很少出現(xiàn)焊道下裂紋。圖四為在電弧氣氛中不同量的

28、氫試焊的結(jié)果，焊道下裂紋率隨氫的增加而上升。氫致裂紋防止措施:1) 嚴(yán)格對(duì)焊件進(jìn)行焊前清理。2) 優(yōu)先采用低氫型焊條或焊接方法。第六節(jié)Q235鋼埋弧焊焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)一、焊接檢驗(yàn)的分類：焊接檢驗(yàn)分為非破壞性檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)兩大類。非破壞性檢驗(yàn)又稱無損檢驗(yàn)，是不破壞被檢驗(yàn)材料或成品的性能與完整性而檢測其缺陷的方法。破壞性檢驗(yàn)是從焊件上切取試樣，或以產(chǎn)品整體破壞做實(shí)驗(yàn)，以檢查其力學(xué)性能、化學(xué)成分、焊接性等的實(shí)驗(yàn)方法。二、齒輪內(nèi)部的檢驗(yàn)Q235鋼埋弧焊焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)采用X射線探傷，利用X射線可以穿透鋼材，在鋼材中衰減的性質(zhì)來發(fā)現(xiàn)焊件內(nèi)部缺陷的一種無損探傷方法。X射線探傷采用射線熒光屏觀察法探傷：熒光屏

29、觀察法是將透過被檢驗(yàn)鋼板后的不同強(qiáng)度的射線，投射在涂有熒光物質(zhì)的熒光屏上，激發(fā)出不同強(qiáng)度的熒光而得到反映焊縫內(nèi)部缺陷的影像的方法。如圖所示射線熒光屏觀察法的示意圖：角焊縫和對(duì)接環(huán)焊縫的檢驗(yàn)示意圖：角焊縫檢查環(huán)焊縫檢驗(yàn)三、焊縫接頭力學(xué)性能的檢驗(yàn)：1拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)用于評(píng)定焊縫或焊接接頭的強(qiáng)度和塑形性能。a：焊接接頭的拉伸試驗(yàn)按GB/T2651-2008焊接接頭拉伸試驗(yàn)方法表準(zhǔn)進(jìn)行，以測定接頭的抗拉強(qiáng)度和抗剪負(fù)荷。b:焊縫及熔敷金屬的拉伸試驗(yàn)按GB/T2652-2008焊縫及及熔敷金屬的拉伸試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以測定抗拉強(qiáng)度（b）以及塑形（ 和 ）。熔敷金屬的塑形包括伸長率和斷面收所率。計(jì)算式如下：

30、 =(Lk-L0)/L0*100% 式中Lk：試樣拉斷后對(duì)接起來所測得縮頸處最小面積 L0： 試樣原始橫截面積 2沖擊檢驗(yàn)沖擊檢驗(yàn)用于評(píng)定焊縫金屬和焊接接頭的韌性和缺口敏感性。焊接接頭沖擊實(shí)驗(yàn)采用常溫沖擊試驗(yàn)。焊接接頭常溫沖擊試驗(yàn)可按GB/T2650-2008焊接接頭沖擊實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行，以測定焊接接頭焊縫、熔合線和熱影響區(qū)的沖擊吸收功。焊接接頭沖擊試樣取標(biāo)準(zhǔn)V形缺口輔助U形缺口。所開缺口軸線應(yīng)垂直于焊縫表面。畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)這次課設(shè)通過自己的努力和在同學(xué)、老師的指導(dǎo)下終于順利完成了。課設(shè)的過程是個(gè)自我探索、自我學(xué)習(xí)的過程，其中，我們不僅學(xué)到了專業(yè)的知識(shí)，也提升了自己的學(xué)習(xí)能力。剛定下這個(gè)課題的時(shí)候，完全不知道如何入手，看到前幾屆的同學(xué)做的成果，對(duì)他們非常敬佩，這么短的時(shí)間做出了如此好的效果，很不容易