焊接電流對(duì)焊縫熱影響區(qū)性能影響.doc

1、焊接電流對(duì)焊縫及熱影響區(qū)性能影響的研究總結(jié) 一、焊接試驗(yàn)研究的意義我公司對(duì)生產(chǎn)中常用的電弧焊接方法（焊條電弧焊、埋弧焊和氣體保護(hù)電弧焊)，近幾年在第三方中國(guó)船級(jí)社CCS、美國(guó)船級(jí)社 ABS和挪威船級(jí)社DNV的確認(rèn)下，進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn),獲得合格的試驗(yàn)結(jié)果(PQR）,編制常用鋼材Q235鋼和Q345鋼的焊接工藝規(guī)程（WPS）。通過(guò)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，確定的焊接工藝規(guī)范在生產(chǎn)中應(yīng)用，可以保證焊接接頭的力學(xué)性能合格。但總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn),確定的焊接規(guī)范其焊接電流偏小。在實(shí)際生產(chǎn)中焊工普遍使用較大的焊接規(guī)范，即較大的焊接電流和較慢的焊接速度，并減少焊道數(shù)。為此在產(chǎn)品制造中用戶派來(lái)的監(jiān)理經(jīng)常

2、提出意見(jiàn)，要求焊工控制焊接規(guī)范，執(zhí)行根據(jù)焊接工藝評(píng)定的試驗(yàn)結(jié)果,編制的焊接工藝規(guī)程，這是無(wú)可非議的。為了探討焊接電流對(duì)焊縫及熱影響區(qū)性能的影響,從2001年9月開(kāi)始進(jìn)行焊接電流對(duì)焊縫及熱影響區(qū)性能影響的研究,在焊接試片時(shí)采用較大的焊接電流,然后進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，了解采用較大的焊接電流,對(duì)焊縫及熱影響區(qū)性能影響的情況，現(xiàn)將試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行總結(jié).二焊接試驗(yàn)研究的情況在實(shí)際焊接生產(chǎn)中，特別是埋弧焊的焊接規(guī)范明顯偏大.在焊接工藝規(guī)程中規(guī)定，Q235鋼和Q345鋼的埋弧焊，一般使用4mm的焊絲,焊接電流為500600A，焊接速度為3446 cm/min，采用多層多道焊，這樣，熔敷系數(shù)較低,增加焊接的道數(shù)，

3、生產(chǎn)效率較低.這次在埋弧焊試驗(yàn)中,材質(zhì)為Q345B鋼，板厚20mm，開(kāi)單面V形坡口，坡口角度為45°，無(wú)鈍邊和間隙，使用H08A4mm的焊絲和HJ431焊劑,采用焊工常用的較大焊接電流為650700A，比規(guī)定提高100A,將原來(lái)的多層多道焊改為多層單道焊;同樣厚度的焊接接頭，其焊道數(shù)由7道降為5道（見(jiàn)圖1）；焊接電壓由32V提高到4042V,提高了和生產(chǎn)效率。但增加了焊接接頭的熱輸入量,可能會(huì)影響焊縫及熱影響區(qū)的性能.試片焊接時(shí)，為防止燒穿，第1道焊縫為混合氣體保護(hù)焊，焊接日期為2001年11月6日,層間溫度為120150。 圖 1焊接試片的試驗(yàn)結(jié)果如下:1、化學(xué)成分的結(jié)果見(jiàn)表1。

4、報(bào)告日期為2001年11月11日表1委托編號(hào)化驗(yàn) 編號(hào)材料規(guī)格化 學(xué) 成 分 （） CSiMnPSHP2001S-11275焊縫埋弧焊0.080.371。280.0140.010HP2001-S11276母材Q345-B0。100。221.360.0120.0102、X射線探傷檢查結(jié)果見(jiàn)表2。報(bào)告日期為2001年11月7日表2焊縫編號(hào)等 級(jí)結(jié) 果板厚（mm）HP2001-S-1I合 格203、力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果 報(bào)告日期為2001年12月12日 焊接接頭拉力試驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表3.表3試樣編號(hào) 尺寸（mm）破斷拉力（KN）抗拉強(qiáng)度(MPa）備 注HP2001S119.8×24。8252513

5、焊縫斷 HP2001-S119。8×24。8254517焊縫斷 彎曲試驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表4。表4試 樣 編 號(hào)尺 寸（mm）彎 心 直 徑(mm）彎 曲 角 度HP2001-S119。8×10側(cè)彎 51180° 合格HP2001-S-119.8×10側(cè)彎 51180° 合格HP2001-S119.8×10側(cè)彎 51180° 合格HP2001-S-119.8×10側(cè)彎 51180° 合格 沖擊試驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表5。表5試 樣 編 號(hào)試驗(yàn)溫度沖 擊 試 驗(yàn) (AKV、J)備 注1常 溫948887焊縫中心2常 溫899

6、498熔合線3常 溫767090熔合線外3mm對(duì)埋弧焊的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,可以認(rèn)定采用較大的焊接電流焊接Q345-B鋼，其焊縫和熱影響區(qū)的性能無(wú)大的影響，仍然合格.對(duì)焊條電弧焊的4mm,J422焊條進(jìn)行試驗(yàn),在焊接工藝規(guī)程中規(guī)定，平焊的焊接電流為160210A。這次在焊條電弧焊試驗(yàn)中，材質(zhì)為Q235-B鋼，板厚16mm，開(kāi)單面V形坡口，坡口角度為 45°,無(wú)鈍邊、無(wú)間隙焊接(見(jiàn)圖2)。試片在平焊位置焊接，焊接日期為2001年11月14日，層間溫度140155，焊接電流220230A。 圖 2焊接試片的試驗(yàn)結(jié)果如下：1、化學(xué)成分的結(jié)果見(jiàn)表6。 報(bào)告 日期為2001年11月16日表6委托

7、編號(hào)化驗(yàn)編號(hào) 材料規(guī)格化學(xué)成分 (%)CSiMnPSHS2001-m-11290焊縫焊條電弧焊0.100。130。390.0300。010HS2001-m-11291母材Q235B0。110。220.700.0170。0102、X射線探傷檢查結(jié)果見(jiàn)表7。 報(bào)告日期為2001年11月15日表7焊縫編號(hào)等 級(jí)結(jié) 果板厚（mm）HS2001 m 1合 格163、力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果 報(bào)告日期為2001年12月30日 熔敷金屬拉力試驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表8.表8試驗(yàn)編號(hào)尺寸(mm）標(biāo)點(diǎn)長(zhǎng)度(mm)屈服點(diǎn)（MPa）抗拉強(qiáng)度(MPa）伸長(zhǎng)度（%）收縮率()HS2001- m -1105037645926。040.5 沖

8、擊試驗(yàn)的結(jié)果 見(jiàn)表9.表9試樣編號(hào)試驗(yàn)溫度（）沖擊試驗(yàn)(AKV,J）備 注HS2001 m 1常溫668770 焊 縫 中 心對(duì)焊條電弧焊的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，可以認(rèn)定采用稍大的焊接電流，焊接Q235B鋼，其焊縫的性能無(wú)大的影響仍然合格.對(duì)混合氣體保護(hù)焊1。2mm焊絲進(jìn)行試驗(yàn)，在焊接工藝規(guī)程中規(guī)定,平焊的焊接電流為180240A,這次在Ar80+CO220混合氣體保護(hù)焊試驗(yàn)中,材質(zhì)為Q345-B鋼,板厚16mm，開(kāi)單面V形坡口，坡口角度為45°，無(wú)鈍邊、無(wú)間隙焊接接頭（見(jiàn)圖3）.試片在平焊位置焊接,焊接日期為2001年9月20日，控制層間溫度130160，焊接電流210260A，電流為

9、直流反接。 圖 3焊接試片的試驗(yàn)結(jié)果如下：報(bào)告日期為2001年9月25日1、化學(xué)成分的結(jié)果見(jiàn)表10表10委托編號(hào)化驗(yàn)編號(hào) 材料規(guī)格化學(xué)成分 （%）CSiMnPSHP2001-G11113焊縫氣體保護(hù)焊0.070。701。240.0130。010HP2001G-11177母材Q345B0。190。521.450.0150。0202、X射線探傷檢查結(jié)果見(jiàn)表11。 報(bào)告日期為2001年9月26日表11焊縫編號(hào)等 級(jí)結(jié) 果板厚（mm）HS2001- G 1合 格163、力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果 報(bào)告日期為2001年10月31日 焊接接頭拉力試驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表12。表12試驗(yàn)編號(hào)尺寸（mm）破斷拉力(KN）抗拉強(qiáng)度

10、（MPa）備 注HP2001- G -116×25241603母材斷HP2001 G 116×25236590母材斷 彎曲試驗(yàn)的結(jié)果 見(jiàn)表13。表13試 樣 編 號(hào)尺 寸（mm)彎 心 直 徑（mm)彎 曲 角 度HP2001G116×104a 側(cè)彎180° 合格HP2001G-116×104a 側(cè)彎180° 合格HP2001G-116×104a 側(cè)彎180° 合格HP2001-G116×104a 側(cè)彎180° 合格 沖擊試驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表14。表14試 樣 編 號(hào)試驗(yàn)溫度（）沖 擊 試 驗(yàn) （AK

11、V、J）備 注130808060焊縫中心2常 溫156150156熔合線3常 溫588682熔合線外3mm對(duì)焊條電弧焊的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,可以認(rèn)定采用稍大的焊接電流,焊接Q345-B鋼，其焊縫和熱影響區(qū)的性能無(wú)大的影響仍然合格.三、焊接試驗(yàn)研究的結(jié)論這次對(duì)焊接生產(chǎn)中的埋弧焊（SAW)、焊條電弧焊(SMAW）和混合氣體保護(hù)焊(GMAW）三種焊接方法,采用比焊接工藝規(guī)程中規(guī)定的較大的焊接電流，進(jìn)行對(duì)焊縫及熱影響區(qū)性能影響的試驗(yàn)研究，其焊接電流的情況見(jiàn)表15.表15焊接方法焊條、焊絲直徑（mm）焊接工藝規(guī)程規(guī)定的焊接電流(A)試驗(yàn)的焊接電流（A）埋弧焊4500600650700焊條電弧焊4160210220230混合氣體保護(hù)焊1.2180240210260從表15中看出，試驗(yàn)的焊接電流，均比焊接工藝規(guī)程中規(guī)定的焊接電流要大一些。另外從試驗(yàn)中得到的化學(xué)成分的結(jié)果、X射線探傷檢查的結(jié)果、力學(xué)性能試驗(yàn)的結(jié)果均為合格，說(shuō)明我公司常用鋼材Q23