E5015焊條成分設(shè)計及焊接性能分析

1、海機M彳浮隴題目：E5015焊條藥皮成分設(shè)計與工藝性能測試學(xué)院：機械工程學(xué)院專業(yè)：材料成型及控制工程班級：0901學(xué)號：200902150132學(xué)生姓名：李世春導(dǎo)師姓名：吳安如完成日期：2013年5月30日誠信聲明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是在老師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）中的所有內(nèi)容均真實、可信。作者簽名:日期：年月日顓擊2科浮況畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目：E5015焊條藥皮成

2、分設(shè)計與工藝性能測試姓名李世春學(xué)院機械工程學(xué)院專業(yè)材料成型班級0901學(xué)號200902150132指導(dǎo)老師吳安如職稱教授教研室主任李東鋒一、基本任務(wù)及要求：1 .查閱E5015焊條資料，了解E4303焊條熔敷金屬的化學(xué)成分及藥皮成分構(gòu)成：2 .選擇E5015焊條常用藥皮配方的原材料:3 .對E5015焊條進行不同配比的藥皮成分設(shè)計:4 .用手工方法制備E5015焊條;5 .對試驗焊條進行焊接工藝性酢試驗試驗:6 .對試驗焊條進行熔敷金屬力學(xué)性能試驗試驗;7 .總結(jié)焊條設(shè)計、制備的理論依據(jù)并撰寫論文。二、進度安排及完成時間：1. 3月2日3月21日.杳閱資料、撰寫文獻綜述和開題報告;2. 3月2

3、2日4月4日，課題調(diào)研、資料收集、方案設(shè)計;3. 4月5日5月2日.繪制零部件圖:4. 5月3日5月23日.撰寫說明書:5. 5月24日5月30日：將畢業(yè)論文送指導(dǎo)老師審閱、評閱老師評閱;6. 3月31日6月5日.畢業(yè)論文答辯和資料整理。摘要AbstractII第1章緒論11.1 焊條 焊條的組成 焊條工藝性能及其影響因素31.2 堿性焊條在手工電弧焊中的發(fā)展現(xiàn)狀61.2.1 提高交流穩(wěn)弧性的途徑71.2.2 改進脫渣性的途徑.81.2.3 提高引弧的途徑81.2.4 發(fā)展高效焊條的途徑81.2.5 焊條降塵、降毒的途徑81.2.6 焊條設(shè)計及制造的工藝探討9第2章

4、試驗過程102.1 試驗焊條的制作102.1.1 焊條制作前的準(zhǔn)備1.02.1.2 實驗過程112.3 熔敷金屬與焊縫金屬132.4 焊條藥皮成分設(shè)計152.4.1 試驗內(nèi)容及技術(shù)方案1.5(1)試驗內(nèi)容152.5 E5015堿性焊條試驗162.5.1 實驗設(shè)備：162.5.2 金相實驗試樣的制備1.7第3章實驗結(jié)果及分析193.1 E5015堿性焊條的檢驗193.2 分析造成不同焊接工藝性原因213.3 E5015堿性焊條熔敷金屬組織分析21第4章結(jié)論234.1結(jié)論23致ft24參考文獻25E5015焊條藥皮成分設(shè)計與工藝性能測試摘要：本課題是在對E5015焊條藥皮配方充分調(diào)研的情況下而開展

5、的，因為在E5015焊條中其力學(xué)性能較好，工藝性能較差一直是公認的觀點。而工藝性能主要是受焊條藥皮成分的影響，故對基礎(chǔ)配方藥皮成分中的大理石和螢石在粒徑和相對含量上做了稍許的變動，來研究工藝性能較原配方焊條是否有所改善。經(jīng)理論分析和實際驗證發(fā)現(xiàn)：鉆硅合金在酸性碳鋼焊條中應(yīng)用完全可行，硅能促進鉆的過渡,且能減小焊條的飛濺；鈦鐵礦與石英砂恰當(dāng)配合,焊條脫渣性能良好，夾雜物中Fe隼并無明顯增高。通過以上的研究，為E5015質(zhì)量提升從技術(shù)到理論上提供了理論支持。據(jù)此可以研發(fā)出工藝性能綜合指標(biāo)優(yōu)良的新一代E5015產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：堿性焊條；藥皮；金相組織；熔敷效率E5015coatingcompositi

6、ondesignandprocessperformancetestingAbstract:ThistopicisinthefullinvestigationonE5015coatingformulationconditionsandcarryout,becauseintheE5015electrodeinitsgoodmechanicalperformance,poortechnologyperformancehasbeengenerallyacknowledgedview.Processperformanceismainlyinfluencedbythecoatingcomposition,

7、thebasicformulaofcoatingmaterialsofmarbleandfluoriteintheparticlediameterandtherelativecontentofmadesomechanges,tostudytheprocessperformanceisbetterthantheoriginalprescriptionoftheelectrodeisimproved.ThroughthedetectionofthehighspeedwirerodLH08A,foundthattherearebulkaluminosilicatecomplexesislarger,

8、andthenitrogencontentis8timesthantraditionalH08A.Thetheoreticalanalysisandpracticalverificationfound:manganesesiliconalloyinacidiccarbonsteelelectrodeintheapplicationoffeasible,siliconcanpromotemanganese'stransition,andcandecreasetheweldingspatter;ilmeniteandquartzsandmixproperly,slagdetachabili

9、tyisgood,thereisnoinclusionssignificantlyincreasedFepeak.Throughtheaboveresearch,E5015qualityimprovementfromtechnologytotheoryprovidestheoreticalsupport.ItcanbedevelopedacomprehensiveindexexcellenttechnologicalperformanceofanewgenerationofE5015products.Keywordsalkalineelectrode;coating;themicrostruc

10、ture;depositedefficiency;第1章緒論1.1 焊條焊接材料包括焊條和焊絲，基于如下的原因，本論文以焊條作為研究對象。在中國，焊接材料仍以焊條為主，其應(yīng)用比例仍高達70%以上1;該焊接材料目的是提高焊縫的硬度、耐磨性和抗裂性，特別是應(yīng)用于焊縫應(yīng)力集中區(qū)域的焊縫，這些焊縫往往是不規(guī)則的；焊條制作方法簡單靈活，數(shù)量可多可少，在熔敷金屬化學(xué)成分調(diào)試階段，焊條是最佳的選擇。由于所研究的焊條其熔敷金屬在冷卻到較低的溫度后(在350c以下)才發(fā)生相變，所以焊條取名為低相變點焊條。1.1.1 焊條的組成焊條由焊芯和附著在其上的藥皮兩部分組成，焊條藥皮與焊芯重量之比稱為藥皮的重量系數(shù)。一般

11、酸性藥皮焊條的重量系數(shù)約為35%,堿性藥皮略低于此值，而堆焊焊條則較高，可在160%左右。利用厚的藥皮可過渡大量合金元素，也有用重量系數(shù)為1%-20%的薄皮焊條，藥皮僅起引弧、穩(wěn)弧作用。(1)焊芯焊芯的化學(xué)成分和性能直接影響焊縫金屬的性能與質(zhì)量，焊芯有碳素鋼的，不銹鋼的，以及特殊選用的，一般焊芯是專門煉制的，不同于普通建筑用鋼絲，主要是對碳和硫、磷等雜質(zhì)方面有較嚴格限制。多量合金元素使鋼材難于拉拔成絲，所以對于一些極特殊的焊條，找到一種合適的焊芯往往比較困難，有時成為研究某種特殊焊條的關(guān)鍵。最普通的低碳鋼焊芯是H08A,一般的酸性焊條、堿性焊條都用此芯，“H”表示焊條用鋼絲的的“焊”字漢語拼音

12、的第一個字母，“08”表示焊芯的平均含碳量為0.08%,“A”表示優(yōu)質(zhì)鋼，含硫、磷量少。如果最后一位字母由“A”變?yōu)椤癊”，表示特級鋼絲，含硫、磷量更少。碳的含量越高，則焊縫出現(xiàn)氣孔和裂紋的傾向越大，當(dāng)碳含量大于0.1%0.14%時，就可能引起碳的嚴重偏析，并易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，使焊縫的沖擊韌性和塑性急劇下降，同時因碳氧化會產(chǎn)生大量一氧化碳而很易引起飛濺，或留在焊縫中形成氣孔。所以，在一般焊接材料中，希望含碳量越低越好，如“H08A”焊芯即要求碳含量小于0.10%,對于耐磨堆焊焊條和鑄鐵焊條來說，含碳量就可能很高。鈕是很好的脫氧劑和摻合金劑，有脫硫作用。實驗證明，在焊接低碳鋼的條件下，鈕含量為0.

13、5%左右時脫氧效果最佳。因此“H08A”焊絲中鉆含量控制在0.30%0.55%之間。硅是一種強烈的還原劑，在焊接過程中能生成SiO2,增加熔渣的酸度與黏度，使焊縫中易產(chǎn)生氣孔和夾渣，并且焊芯中硅含量增高可增加電阻率，使焊條在焊接易于發(fā)紅，影響焊接質(zhì)量，因此在焊絲中要求含硅量越低越好，“H08A”焊絲控制在0.03%以下。硫、磷都是有害雜質(zhì)，它不但能降低鋼的性能，而且還會使焊縫產(chǎn)生氣孔和裂紋，因此須嚴加限制?！癏08”和“H08A”焊絲硫磷含量分別控制在0.04%和0.03%以下。由于冶煉和脫氧方法的不同，往往在焊芯中混入某些非金屬夾雜物，如Si02等，若這些夾雜物的數(shù)量足夠大時，對焊條的導(dǎo)電性

14、、穩(wěn)弧性也會有一定的影響。此外，焊芯在拉拔過程中冷作硬化程度對焊芯的導(dǎo)電性也有影響，冷硬程度愈高，則導(dǎo)電性愈差，焊條愈易發(fā)紅。根據(jù)焊條大小和類型不同，焊芯在制造焊條時均切成一定的標(biāo)準(zhǔn)長度，可查閱有關(guān)規(guī)定，焊芯長度允許偏差為土2mm,焊芯直徑允許偏差為土0.05mm。(2)焊條藥皮黏結(jié)在焊芯上各種粉料和黏結(jié)劑的混合物稱為藥皮，未涂掛之前的混合物稱為涂料，按其在焊接過程中所起的作用，可以分為以下幾種：a穩(wěn)弧劑：用以穩(wěn)定電弧，主要是一些易電離的堿及堿土金屬化合物和金屬礦物，前者如碳酸鉀、碳酸鎂、白堊土、大理石、長石、云母、純堿、金紅石等，后者如鈦鐵礦、赤鐵礦等。b.造渣劑：用以造成一定數(shù)量具有一定物

15、理化學(xué)性能的熔渣，覆蓋著熔化金屬，保護溶池，隔離大氣的不良影響，并使焊縫冷卻速度緩慢，改善焊縫的成型，最常用的是某些金屬礦物、巖石、氟化物，如金紅石、白泥、赤鐵礦、鈦鐵礦、大理石、石英砂、長石、螢石、云母等。c.造氣劑：用以造成一定量氣體排除大氣對溶池的有害作用，保護熔化金屬，且有助于熔滴的過渡，常見的是有機物和碳酸鹽，如木粉、竹粉、淀粉、大理石、菱苦土等。有機物所造成的氣體主要是CO和H2,碳酸鹽析出的氣體為C02,在高溫時進一步分解為CO。d.脫氧劑：用以降低藥皮和熔渣的氧化性并脫除金屬中的氧。低碳及低合金鋼焊接時常用鉆鐵、硅鐵、鈦鐵、鋁粉等，但酸性焊條不用硅鐵脫氧。e.合金劑：用以焊芯或

16、母材中的合金或補充在焊接過程中合金的燒損。低碳鋼焊條主要的元素是鉆，合金鋼焊接則應(yīng)按其相應(yīng)成分予以添加，如硅，鋁等。f.黏結(jié)劑：用以調(diào)和藥粉并牢固地黏結(jié)在焊芯上，一般說來酸性焊條常用鉀鈉混合水玻璃，堿性焊條常用鈉水玻璃，由于水玻璃中含有鉀、鈉等低電離電位元素，所以除起黏結(jié)作用外，不可以起到穩(wěn)弧作用。g.增塑性：用以改善焊條的壓制性能，以便于用機器壓制焊條，如鈦白粉、白泥、云母、糊精等，可以增加藥粉的塑性、彈性和滑性，使焊條表面光滑而不開裂。h.稀釋劑：用以稀釋熔渣，改善渣的流動性，如螢石、金紅石、精選鈦礦、鈕礦等。一般的涂料焊條中都需考慮加入10種左右的組成物起到以上作用，但可看出某些組成物能

17、起多種作用，如大理石可以穩(wěn)弧、造氣和造渣。耐磨堆焊焊條的特點一般是要求堆焊金屬中有較高的含碳量。所以在藥皮配方中加入5%6%以上石墨(碳)后，無需加入其它礦石粉、有機物等，它能起到穩(wěn)弧、造氣、脫氧、增塑等作用。1.1.2 焊條工藝性能及其影響因素焊條的工藝性能主要指引弧、穩(wěn)弧及再引弧性能、焊縫成型、脫渣性、飛濺、熔化效率、析出有害氣體成分及數(shù)量、各種位置焊接的適應(yīng)性、焊條藥皮發(fā)紅、焊接煙塵等。(1)焊條的穩(wěn)弧性焊條的穩(wěn)弧性可由電弧引燃難易和引燃后電弧的狀態(tài)來評定。用10根新焊條，每根與工件接觸一下引弧，引燃根數(shù)越多則引弧性能越好。斷弧后再引弧時，若藥皮套筒不敲碎即可起弧為最好，藥皮套筒敲碎后才

18、可引弧者次之，敲碎后也不能引弧者最差。電弧的狀態(tài)以弧長變動時電弧是否穩(wěn)定，斷弧前的最大電弧長度，焊接速度變動時電弧的搖擺情況和電弧吹力的強弱來判斷。堿及堿土金屬電離電位比較低，所以常用含鉀鈉的物質(zhì)做穩(wěn)弧劑。(2)焊縫成型焊縫成型的優(yōu)劣以肉眼觀察來判定的，要求焊縫均勻，與母材熔合情況表面鱗紋細密無“麻點”等缺陷，它除取決于焊工的操作水平以外，主要取決于藥皮的熔化狀態(tài)與深渣的凝固溫度范圍、黏度、表面張力等。藥皮的熔化狀態(tài)與熔渣的凝固溫度對成型影響。藥皮是多種物質(zhì)的機械混合物，它們在形成熔渣的過程中，各組成物之間發(fā)生了相互作用，形成復(fù)合化合物、共晶體等多元體進行的。我們所指的藥皮熔點是指藥皮開始熔化

19、的溫度（即造渣溫度），而熔渣的溫度則是指熔渣轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的溫度（是一個溫度區(qū)間）。藥皮熔點過高，焊條末端形成的“套筒”過長，則焊接時易斷弧，還會藥皮成塊脫落，推動保護作用或落入熔池形成夾渣。相反，藥皮熔點過低，則熔化過早，成渣很稀容易流失，并使焊縫推動保護作用。同時熔點過低，形成“套筒”太短或不形成“套筒”，則熔點低于焊絲熔點150-250C。熔渣的凝固溫度過高則凝固過早，影響冶金反應(yīng)的充分進行，甚至造成渣壓鐵水，使焊縫成型不良，產(chǎn)生氣孔，不易脫渣等缺陷。焊縫表面產(chǎn)生“麻點”也是由類似原因造成的。熔渣凝固溫度過低，則熔渣對焊縫起不到限制成型的作用，促使焊縫成型不良，同時還延長了熔渣與已凝固的焊縫

20、表面金屬作用時間，使脫灣性能變壞。藥皮熔點的高低決定于藥皮組成物的種類和它們的粒度。藥皮組成物的熔點越高，粒度越大，藥皮的熔點也越高。熔渣的凝固溫度取決于其成分40熔渣的黏度和表面張力對成型的影響。黏度是液體分子之間內(nèi)摩擦力的表現(xiàn)，在熔渣化學(xué)成分一定的情況下，黏度主要取決于溫度，通常隨著溫度增加，渣液黏度下降。但熔渣的化學(xué)成分不同時，其黏度變化是不同的，通常堿度小的熔渣，黏度隨溫度增加是逐漸變小的。而堿度大的熔渣隨溫度增加，黏度則急劇下降。在焊接溫度下，熔渣黏度越小，流動性越大，熔渣也愈活潑，冶金進行得愈充分。但黏度過小，則會造成滿渣，使渣不能完全覆蓋于焊縫上，減弱冶金的進行并推動對金屬的保護

21、作用。相反若謂過黏，亦會使冶金反應(yīng)緩慢，焊縫成型變差。焊接熔渣黏度ll通常要求在1500c時為0.15PaS左右，立仰焊時可略高一些。熔渣表面張力及其與溫度的關(guān)系，對焊縫表面成型也有很大的影響值為0.3-0.4N/m為好，并希望在溫度下降時能迅速增大，以保證熔渣在液態(tài)時能均勻覆蓋于熔池上；而在熔池冷卻結(jié)晶時，又能急劇增大表面張力，約束焊縫成型。（3）焊條的脫渣性焊縫表面的熔渣在焊后是否容易除去，是評定焊條（或焊劑）質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。脫渣性的好壞，可以用小錘敲擊方法來進行比較，若脫渣困難，會顯著降低生產(chǎn)率，尤其是多層焊和連續(xù)自動堆焊更為嚴重。止匕外，脫渣不凈還容易造成雜物等缺陷。影響脫渣性的主

22、要因素有：熔渣的膨脹系數(shù)、熔渣的氧化性與松脆性以及焊接工藝條件等。熔渣的氧化性越強，則形成的氧化物越多，脫渣越困難。實踐證明，加強脫氧對改善脫渣性是有好處的。此外還可以認為氧化鐵型、鈦鐵礦型和鐵鉆型焊條脫渣比鈦鈣型和鈦型要差一些的原因。另外，凡含V、A1或Cr的鋼，焊接時脫渣性就要變壞，也可以由此得到解釋。熔渣同焊縫金屬的膨脹系數(shù)相差越大，脫渣性越好。鈦型和鈦鈣型焊條熔渣與低碳鋼的膨脹系數(shù)相差最大，所以這類焊條在平板上堆焊或薄板對接時非常有利，幾乎整條熔渣可以自動翹起脫落。但若在深坡口中焊接或角接時，卻往往因氧化因素能使熔渣密實堅硬不脆，而且通常鈦型焊條熔渣疏松度只有15%左右，焊后熔渣被擠在

23、縫隙中不易脫落。在氧化鐵型焊條熔渣中，由于有MnO和FeO,如配方調(diào)整不當(dāng)，渣殼也較實堅硬。(4)焊條焊接時的飛濺關(guān)于飛濺產(chǎn)生的原因，通常認為是由氣體爆炸力、電弧力及熔渣表面張力引起的。藥皮水分多，藥渣太黏，碳燒損劇烈產(chǎn)生氣體，電流過大，電弧過長、不穩(wěn)，熔滴過大等，都會影響飛濺程度，此外由于制造時藥粉攪拌不均，也往往會引起飛濺。(5)焊條發(fā)塵量及煙氣的毒性我國對焊條發(fā)塵量和煙氣的毒性問題進行了大量研究工作，并曾規(guī)定過酸性焊條發(fā)塵量小于7.59/kg,堿性焊條發(fā)塵量小于159/kg,這是因為大量的煙氣和有毒氣體會嚴重影響操作工人健康的緣故。國內(nèi)外對于低塵低毒焊條的研制工作極為重視。發(fā)塵量與藥粉的

24、化學(xué)性質(zhì)和物理狀態(tài)有關(guān)，涂料的熔點愈低，揮發(fā)性愈強。顆粒度越小以及焊條發(fā)氣量愈多，則愈易產(chǎn)生粉塵。氣體的毒性可分為兩種，一種是細微的蒸發(fā)鈕產(chǎn)生的毒性，稱鈕中毒，特點是作用緩慢，但長時間吸入鉆塵，就會使人中毒致病而不易治療；另一種是氟中毒，即當(dāng)藥皮中有大量螢石時，在焊接過程中會有HF氣體析出，這種中毒作用較快，也有人認為NaF、KF更易使人中毒致病5。因此，我們一方面在配方設(shè)計中要盡可能減少這些毒物的來源，更重要的是，在使用這些焊條時要注意通風(fēng)排塵和工人的勞動保護。(6)焊條全位置焊接的適應(yīng)性所有焊條都能進行平焊，但對于橫焊、立焊、仰焊，有些焊條就不適應(yīng)了，幫它們的全位置焊接性能不好。在橫焊、立

25、焊、仰焊過程中，熔滴不易向熔池過渡，深池金屬和熔渣易于向下流，調(diào)整熔渣的熔點、黏度、表面張力和電弧吹力等，是解決焊條全位置焊接的措施，以得熔滴過渡到熔池，阻止金屬和熔渣下流，高溫熔渣盡快凝固。(7)焊條藥皮發(fā)紅焊條藥皮發(fā)紅，是指在正常的焊接電流下施焊到焊條后半段時，由于藥皮溫升過高而發(fā)紅、開裂或藥皮脫落的現(xiàn)象。這就使藥皮失去了保護作用，從而影響焊接質(zhì)量，浪費焊接材料。不銹鋼焊條由于焊芯為鍥銘鋼芯，電阻大，產(chǎn)生電阻熱多，藥皮發(fā)紅尤為突出。解決焊條藥皮發(fā)紅的關(guān)鍵在于調(diào)整藥皮配方，改善熔滴過渡形態(tài)，提高焊條熔化系數(shù)，減少電阻熱，以降低焊條的表面溫升。1.2 堿性焊條在手工電弧焊中的發(fā)展現(xiàn)狀堿性焊條是

26、藥皮中含有大量堿性氧化物的焊條。由于熔渣的堿度高，對提高焊縫韌性極為有利，故各種高強鋼焊條、低溫鋼焊條均為堿性焊條。堿性焊條的另一大優(yōu)點是焊縫的擴散氫含量低，抗裂性能優(yōu)良，故適于大剛性結(jié)構(gòu)和厚板的焊接。堿性焊條的不足之處是焊接工藝性能不如酸性焊條好，主要表現(xiàn)在焊波較粗、焊道呈凸形，有的不適于交流電源，堿性焊條的再引弧性能一般都不好。由于焊縫含氫量低，所以也稱為堿性低氫型焊條。對承受動載荷或低溫下使用的結(jié)構(gòu)，必須采用堿性低氫型焊條。另外，焊接中、高碳鋼和高硫鋼等難焊接的鋼種，也宜選用堿性焊條。隨著工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，高強鋼的應(yīng)用日益廣泛，壓力容器、鍋爐、船舶、重型機械等重要結(jié)構(gòu)對焊縫的綜合機械性

27、能的要求日益提高，這樣對堿性焊條的利用率也日益增長。但由于堿性焊條的工藝性能差，使得其在應(yīng)用上受到很大的限制。E5015焊條是我國目前使用最多的低氫型堿性焊條，具有較好的工藝性能和內(nèi)在質(zhì)量，主要用于低碳鋼及普低鋼重要結(jié)構(gòu)的焊接。隨著焊接結(jié)構(gòu)日趨向高參數(shù)、高容量、高性能、太型化方向的發(fā)展，25015焊條的應(yīng)用范圍將進一步擴大。國產(chǎn)E5015焊條一月采用H08A焊芯，通過藥皮過渡臺金元素對熔敷金屬進行臺金化.控制烙敷金屬的化學(xué)成分對保證其機械性能。提高抗裂紋、抗氣孔能力具有重要意義。E5015焊條熔敷金屬的合金元素主要是碳、硅、鈕.碳在焊縫中唯一有利的一面是提高強度，但碳增多焊縫中容易形成氣孔和裂

28、皺，因此必須嚴格控制鉆在提高焊縫金屬強度的同時，還能脫硫，提高焊縫抗熱裂能力，焊縫中的含鈕量應(yīng)大于0.8,鈕量過高，如超過1.5%,則在強度增高的同時，焊縫韌塑性開始下降，所以鈕含量應(yīng)控制在1.3%1.5%以下.硅一方面能提高強度，同時又能降低焊縫金屬中的氧，提高抗氣孔能力，但過量的硅，如超過0.65%,對焊縫的韌塑性不利。如何控制熔敷金屬的化學(xué)成，分是一個十分重要的問題。業(yè)已證明，E5015焊條在正常配制和工藝條件下，碳主要來自焊芯及藥皮中的中碳鉆鐵，碳在冶金過程中起脫氧作用而被燒損，焊縫滲碳量與焊芯含碳量相比是較少的7;硅主要來自涂料中加入的低硅鐵J鉆稼來自焊芯外，也出藥皮過渡。可見碳、硅

29、、鈕三元紊，只要原材料的含碳量嚴格控制，焊縫中含碳量就變化不大，而藥皮中臺金劑的加入量，對焊縫中Mn與Si扮含量卻有較大的影響.基于上述情況，采用正交設(shè)計的方法安排試驗，用回歸分析處理數(shù)據(jù)，研究藥皮中MnFe,SiFe,TjFe加入量與次§敷金屬Mn,St含量的關(guān)系.無疑這對控制熔敷金屬的化學(xué)成分，指導(dǎo)配方設(shè)計具有重要意義。又tE5015、E501物低氫型藥皮的焊條來說，主要是改進提高焊條的工藝性能。目前，美國、日本和西歐等國家對于強度等級為490590MPa低合金鋼焊條8,限用直流的已很少，大多是交、直流兩用，普遍用交流焊接。我國的E5016焊條的交流穩(wěn)弧性尚有差距(特別是立焊、仰

30、焊時)，脫渣性和再引弧性能等，也需改進提高。除改進提高低氫型焊條的工藝性能外，對于低氫低合金高強鋼焊條來說，總的方向是向高效，超低氫、高韌性和低毒方向發(fā)展。當(dāng)前是通過以下途徑來改進焊條的工藝性能的。1.2.1 提高交流穩(wěn)弧性的途徑a鉀水玻璃作粘結(jié)劑或在藥皮中加入K的電離電位較低，用鉀水玻璃作粘結(jié)劑或在藥皮中加入C03,可降低電弧空間的有效電離勢，有利于電弧的穩(wěn)定。但鉀水玻璃的粘結(jié)性不如鈉水玻璃，且易使涂料硬化，不利于焊條的壓涂，故一般用鉀鈉混合水玻璃。加入量不宜超過1.5%,否則藥皮易吸潮并增大飛濺9。b.改進配方，加入10%20%的鐵粉和少量鋁鎂合金，這將會提高電弧空間的穩(wěn)定，降低有效電離電

31、位，有利于電弧的穩(wěn)定燃燒。國外的一些交流低氫型焊條，就是綜合上述兩項技術(shù)措施制造而成的。c.用MgF2代替CaF2,用這種方法不僅可以明顯地提高電弧穩(wěn)定性，而且使脫渣性、焊縫成形和抗氣孔能力也得到了改善。d.加入少量CsCO,或鋁粉，配方中加入少量CsC03(O.1%1%)或鋁粉(0.5%3%)。e降低藥皮熔點，適當(dāng)降低藥皮熔點，縮短藥皮套筒的長度。f.采用雙層藥皮，近年來瑞士、日本等國已開始生產(chǎn)和應(yīng)用雙層藥皮低氫型焊條。在用交流電源施焊時，具有優(yōu)良的工藝性能和較高的熔敷效率，我國有的焊條生產(chǎn)廠家也已引進了可生產(chǎn)雙層藥皮焊條的設(shè)備。1.2.2 改進脫渣性的途徑a提高熔渣的線膨脹系數(shù)，在通常的低

32、氫型焊條配方中加入1%'-10%的油頁巖或各加0.5%5%,即可達到提高熔渣線膨脹系數(shù)，改善脫渣性的目的10。b.形成松脆的多孔熔渣，一般低氫型焊條熔渣比較致密，在坡口內(nèi)脫渣較為困難，據(jù)有關(guān)試驗表明，藥皮配方中增大CaF2的加入量(>38%),并以鋁鎂合金為主要脫氧劑或加入12%30%的BaC03,均可形成松脆多孔的熔渣，改善脫渣性田。1.2.3 提高引弧的途徑一般低氫型焊條普遍存在引弧性較差和引弧處易產(chǎn)生氣孔的問題。為解決此問題，可采用對焊芯端部進行特殊加工，減少有效面積，提高電流密度；調(diào)整藥皮配方；采用管狀焊芯制造焊條等，應(yīng)指出：行之有效使用最為廣泛的方法是，在焊條引弧端涂制

33、引弧劑。1.2.4 發(fā)展高效焊條的途徑高效不僅是低氫型焊條的發(fā)展方向，也是其他各類型焊條發(fā)展的方向。發(fā)展高效焊條的主要途徑是發(fā)展高效鐵粉焊條，提高熔敷效率和發(fā)展各種專用焊條，如底層焊條、立向下焊條、管接頭全位置向下焊條等。1.2.5 焊條降塵、降毒的途徑a降低氟石配比，降低低氫型焊條藥皮中氟石的配比或采用其他氟化物代替；是降塵降毒的主要途徑。b.以鎂代鉀，在低氫型焊條藥皮中，用鎂代鉀作穩(wěn)弧劑，可有效地降低煙塵的毒性。c.降低鉀鈉水玻璃用量，采用各種辦法盡量降低鉀鈉水玻璃用量，如采用低濃度、低模數(shù)的水玻璃或用鋰水玻璃或者其他類型粘結(jié)劑，全部或部分代替鉀鈉水玻璃，可去得良好效果。在低塵低毒焊條研制

34、方面，日本處于領(lǐng)先地位，二十世紀六十年代日本就已研制成功低塵焊條，如BM系列（六十年代），ZERODE系列（七十年代），我國開展低塵焊條研究較晚，七十年代后期，高等院校，科研機構(gòu)和焊條生產(chǎn)廠家合作開展了低塵焊條的研究，并開發(fā)了低塵低毒堿性焊條11,從早些時候制定的衛(wèi)生指標(biāo)可以看出，我國低塵低毒焊條與日本的產(chǎn)品還有差距，還有待于進一步加強這方面的工作。1.2.6 焊條設(shè)計及制造的工藝探討制造高質(zhì)量的焊接結(jié)構(gòu)，不僅要選擇焊接性優(yōu)良的母材，同時必須具有優(yōu)質(zhì)的焊接材料（包括焊條、焊劑、焊絲和保護氣體）o焊接材料的優(yōu)劣，不僅直接影響焊接接頭的質(zhì)量，還會影響到焊接生產(chǎn)率、產(chǎn)品成本及焊工的身體健康等。因此，

35、在對焊接材料的性能和特點有比較全面了解的基礎(chǔ)上，選擇合適的原材料配方，嚴格按照工藝流程制作，并進行質(zhì)量檢驗是獲得優(yōu)質(zhì)焊接材料的重要保證120以上簡單介紹了焊條的組成一焊芯和藥皮；介紹了焊條的工藝性能及其影響因素：焊條的穩(wěn)弧性、焊縫成型、焊條的脫渣性、焊條焊接時的飛濺、焊條發(fā)塵量及煙氣的毒性、焊條全位置焊接的適應(yīng)性和焊條藥皮發(fā)紅情況。為研制焊條提供理論知識。本文研究主要內(nèi)容有根據(jù)焊條藥皮的配方，確定幾組不同的藥皮配方設(shè)計，并分別制出焊條，分析不同藥皮成分的堿性焊條與樣品的焊接工藝性的不同，用堿性焊條冷焊灰鑄鐵或低碳鋼并對試樣進行熔敷金屬組織及金相組織等分析。第2章試驗過程2.1 試驗焊條的制作2

36、.1.1 焊條制作前的準(zhǔn)備(1)選定焊芯選用低碳鋼焊芯H08A,直徑為4mm,H08A化學(xué)成分如下表2.1所示:表2.1H08A焊芯化學(xué)成分-CSiMnPSNiCr焊芯H08A<0.10<0.030.300.55<0.03<0.03<0.30<0.20(2)藥皮成分配比藥皮成分配比率如表2.2所示表2.2藥皮成分配比成分(g)金紅后中鎰大理石螢后鈦鐵硅鐵長石含3)水玻璃的準(zhǔn)備焊條用水玻璃主要是使用液體水玻璃。純凈的液體水玻璃，應(yīng)是無色透明的液體。當(dāng)含有少量懸浮物時，影響其透明度而呈混濁，常見的水玻璃溶液多呈青灰色，黃綠色或微紅色。同

37、時模數(shù)是水玻璃性能的重要參數(shù)，對焊接制造工藝和焊條性能有極大的影響，它不僅決定著水玻璃的粘結(jié)性能，而且對水玻璃的蒸發(fā)速度及固化有很大的影響。而液體水玻璃的濃度，是由其中含水的多少來決定，當(dāng)加入水多時濃度低，粘性低。當(dāng)然，液體水玻璃的濃度也與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度升高時濃度會降低，溫度低時濃度則會增大。而一般所講的濃度是指20c時所測定的濃度。由于水玻璃的這些特性，經(jīng)過分析，綜合考慮在本課題中選用的是鈉水玻璃，水玻璃的模數(shù)為2.853.00。(4)試驗器材FN202-2型電熱干燥箱，最高溫度300C,電壓220V;HCT12B5架盤藥物天秤，最大稱重500g,分度值0.5g；ZXE-315AG/DGA

38、rgwelder,焊接電流最大范圍0-400A;小勺，杯子，水玻璃，干凈的玻璃，手套，切割機，游標(biāo)卡尺。2.1.2 實驗過程(1)配料：參考E5015鑄鐵焊條的配方，用天平和小勺稱量大理石40g,螢石30g,鈦鐵8g,金紅石15g,中碳鉆鐵8g,45硅鐵6g,云母2g,長石2g。(2)干混：將稱出的各藥粉混在一起輕輕攪拌至均勻為止，要求藥粉顏色一致，不得出現(xiàn)塊狀，粒狀，并放置30分鐘左右。(3)濕混：逐漸加入適量水玻璃，用手輕輕攪拌，直到可以形成面團狀放置1小時左右，使之混合均勻。在此期間，用砂布打磨直徑為3.2低碳鋼H08的焊芯表面的氧化皮。(4)搓制：將濕混好的濕粉沿焊芯長度方向均勻涂敷，

39、再用雙手使焊芯在玻璃板上輕輕滾動，使藥皮逐漸牢固粘在焊芯上。將搓制好的焊條放置1-2天，使之涼干。(5)烘干：將涼干的焊條，放進電熱干燥箱內(nèi)在300-350C烘干1-2小時圖2.1制備的焊條2.2 焊接工藝性焊材的工藝性能是決定焊材好壞的重要評價標(biāo)準(zhǔn)，堿性焊條的工藝性能顯得更重要，問題也更復(fù)雜。通常對堿性焊條的焊接工藝性能的評定標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾個方面：焊接電弧穩(wěn)定性、氣孔敏感性、熔滴過渡形式、焊接飛濺、熔渣的覆蓋性及脫渣性、焊條發(fā)紅開裂情況、全位置焊接性等。(1)熔滴過渡及其機理：在電弧力的作用下，焊條端頭的熔化金屬形成熔滴，受到各種力的作用向母材過渡，稱為熔滴過渡。熔滴過渡是弧焊過程中重要

40、的電弧物理現(xiàn)象，它不僅影響焊條的工藝性能，而且對焊接化學(xué)冶金、焊縫成型和焊縫的性能都產(chǎn)生重要的影響。(2)焊接飛濺：在焊接過程中，一部分的金屬飛離熔池從而形成飛濺。飛濺能夠影響焊縫的表面成型，惡化焊材工藝性能，是衡量焊材工藝性能的重要指標(biāo)之一。飛濺的大小和熔滴過渡行為、焊接工藝參數(shù)、電源特性等因素有關(guān)。許多學(xué)者對飛濺產(chǎn)生的原因進行了深入的研究?？偟恼f來，飛濺的產(chǎn)生主要是由于氣體爆炸力、電弧力及熔渣表面張力引起的。如鈦鈣型偏堿性的不銹鋼焊條，具中大理石CaCO3在600c開始分解并釋放出CO2氣體13,若分解過程急劇便會產(chǎn)生爆炸飛濺。又如熔滴過渡時表面生成了氧化膜，而熔滴內(nèi)部金屬過熱產(chǎn)生的蒸汽壓

41、力足夠大時，也會引起爆炸飛濺。通常情況下，焊接飛濺的研究與熔滴過渡形式的研究是分不開的。(3)焊接電弧穩(wěn)定性：焊條電弧燃燒是一個復(fù)雜的電弧物理和化學(xué)冶金過程。所謂電弧穩(wěn)定狀態(tài)，是指在邊界條件不變時，電弧中所進行的電、熱物理及化學(xué)冶金過程均處于相對平衡狀態(tài)。焊條的穩(wěn)弧性可由電弧引燃難易和易燃后電弧的狀態(tài)來評定。影響焊條焊接電弧穩(wěn)定性的因素很多，主要有：渣系中的各種組分、焊接電流、電弧電壓。(4)焊縫脫渣性及熔渣覆蓋性：脫渣性即去除焊縫表面所覆蓋的凝固狀態(tài)的焊渣的難易程度。焊條的脫渣性是評定焊條質(zhì)量的的主要指標(biāo)之一。脫渣性的好壞，直接影響著焊接的生產(chǎn)率以及焊縫的質(zhì)量。藥皮的化學(xué)成分決定了熔渣的微觀

42、結(jié)構(gòu)和類型，從而直接決定了熔渣脫渣性的好壞。因此在脫渣性的研究中，學(xué)者著重研究的是脫渣性和熔渣微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。熔渣覆蓋性即熔渣是否均勻的覆蓋在焊縫上，熔渣覆蓋性的好壞對于焊接工藝性能有著重要的影響，覆蓋均勻的熔渣有利于提高焊縫表面的成型質(zhì)量，有效的阻止焊接氣孔產(chǎn)生。熔渣覆蓋性主要受以下幾個因素的影響：熔渣的粘度、熔渣的熔點、表面張力等。(5)氣孔：在焊接中產(chǎn)生的氣孔是焊接的重要缺陷，一般是氫氣孔、氮氣孔和一氧化碳氣孔。由于不銹鋼焊條熔敷金屬的含碳量都很低，一般產(chǎn)生CO氣孔的可能性極小，在含氮類不銹鋼中容易產(chǎn)生氮氣孔14。因此大部分不銹鋼的焊接氣孔為氫氣孔。氣孔生成機理的復(fù)雜性和未知性，同時也表

43、明深入研究氣孔生成機理的必要性和重要性。(6)焊條藥皮發(fā)紅開裂：藥皮溫開開裂是不銹鋼焊條特有的一類問題，是指在正常的焊接電流下施焊到焊條后半段時，由于藥皮升溫過高而發(fā)紅開裂或藥皮脫落的現(xiàn)象。焊芯和藥皮溫度升高的主要能量是由于焊接電流通過焊芯時所產(chǎn)生的電阻熱。藥皮的發(fā)紅開裂，使藥皮失去了保護作用和冶金作用，從而影響焊接質(zhì)量，浪費焊接材料。(7)焊條的其它工藝性能：焊條的全位置焊接的適應(yīng)性也是評價焊條工藝性能的重要指標(biāo)。所有的焊條都能平焊，但由于部分焊材熔滴容易下流，不易于向熔池過渡，從而不適合全位置的焊接150因此調(diào)整熔渣的熔點、粘度、表面張力等，以利于熔滴過渡到熔池，防止熔滴下流，使高溫熔渣盡

44、快凝固，是目前解決焊條全位置焊接的主要措施。其中粘度對焊條的焊接方式有著最為重要的影響。2.3 熔敷金屬與焊縫金屬焊材(焊條、焊絲等)生產(chǎn)單位提供的焊接材料產(chǎn)品性能介紹資料及質(zhì)量保證書中，其理化性能是指熔敷金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能。這主要是考慮一種焊材(即填充金屬)往往可以焊接多種母材，就會得到多種不同性能。為了解和檢驗焊材本身的性能，就有必要取得焊接材料本身熔化后未經(jīng)母材稀釋的那部分金屬，即所謂的“純”焊縫金屬，稱為“熔敷金屬”0而焊接接頭的焊縫金屬一般由熔化的母材和填充金屬凝固后形成的那部分金屬，即兩者的混合物。為了取得熔敷金屬，可以有以下幾種途徑：在平板上作多層多道堆焊，去距離母材表面8

45、mm以上的金屬；對于開坡口的對接焊試板，將間隙加大到12mm,或在坡口邊緣用性能相同或相近的焊材先預(yù)堆焊隔離層，隔離層厚度加工不小于3mm,再進行焊接。取中間部分的金屬，來代表“純”的焊縫金屬。而實際工程上，焊接接頭的設(shè)計不可能采用如此大的間隙，一般間隙僅為03mm,故焊縫金屬是焊接材料熔化后的填充金屬與母材的混合物。這就造成熔敷金屬與接頭焊縫金屬兩種金屬性能上的差異160焊縫、熱影響區(qū)、母材的金相組織是由不同組織組成的，組織組成物可能是一種或多種。在組織組成物中，某一組成物可以是單一相，也可以是兩相或多相混合組成或化合物。下面介紹下不同組織的形態(tài)和性能。鐵素體：碳與合金元素溶解在a-fe中的

46、固溶體。亞共析鋼中的慢冷鐵素體呈塊狀，晶界比較圓滑，當(dāng)碳含量接近共析成分時，鐵素體沿晶粒邊界析出。珠光體：鐵碳合金中共析反應(yīng)所形成的鐵素體與滲碳體的機械混合物。珠光體的片間距離取決于奧氏體分解時的過冷度。過冷度越大，所形成的珠光體片間距離越小。在A1650C形成的珠光體片層較厚，在金相顯微鏡下放大400倍以上可分辨出平行的寬條鐵素體和細條滲碳體，稱為粗珠光體、片狀珠光體，簡稱珠光體。在650600c形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍，從珠光體的滲碳體上僅看到一條黑線，只有放大1000吾才能分辨的片層，稱為索氏體。在600550c形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍，不能分辨珠光體片層，僅看到

47、黑色的球團狀組織，只有用電子顯微鏡放大10000倍才能分辨的片層稱為屈氏體。馬氏體一碳在a-fe中的過飽和固溶體。板條馬氏體：在低、中碳鋼及不銹鋼中形成，由許多相互平行的板條組成一個板條束，一個奧氏體晶?？赊D(zhuǎn)變成幾個板條束（通常3到5個）。片狀馬氏體（針狀馬氏體）：常見于高、中碳鋼及高鍥的鐵-鍥合金中，針葉中有一條縫線將馬氏體分為兩半，由于方位不同可呈針狀或塊狀，針與針呈120o角排列，高碳馬氏體的針葉晶界清楚，細針狀馬氏體呈布紋狀，稱為隱晶馬氏體。使用4XB-TV倒置金相顯微鏡，在400倍的放大倍數(shù)下觀察組織，并結(jié)合材料的化學(xué)成分確定出試樣各區(qū)域的金相組織。在獲取焊接接頭試樣后，首先進行接頭

48、組織金相的觀察，獲取母材、焊縫區(qū)以及HAZ等區(qū)域的金相圖，根據(jù)接頭不同區(qū)域的金相組織的不同，分析其各自組織成分及性能上的變化。觀察不同區(qū)域的金相圖時，主要看相圖所顯示的組織形態(tài)，晶粒大小，是否存在明顯的裂紋等等。如果出現(xiàn)焊接缺陷，應(yīng)分析缺陷的種類，產(chǎn)生原因，改進方法等，并結(jié)合焊接不同區(qū)域的硬度值對其性能上的比較與分析。熔焊時，在高溫?zé)嵩吹淖饔孟?，母材將發(fā)生局部熔化，并與熔化了的焊絲金屬攪拌混合形成了熔池，與此同時，進行了短暫而復(fù)雜的冶金反應(yīng)。當(dāng)焊接熱源離開以后，熔池金屬便開始凝固。熔池凝固過程對焊縫金屬組織、性能、具有重要影響。由于熔池中的冶金條件和冷卻條件的不同，可能得到性能差異甚大的組織。

49、熔池結(jié)晶一般分為晶核的形成和晶核長大兩部分。而焊接條件下的凝固結(jié)晶的形態(tài)從融合線到焊縫中心一般為平面晶、胞狀晶、樹枝柱狀晶和等軸晶。完成凝固以后，隨著連續(xù)冷卻過程的進行，焊縫金屬將發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變后的組織是根據(jù)焊縫的化學(xué)成分和冷卻條件而定1702.4 焊條藥皮成分設(shè)計本課題試驗焊條的藥皮配方大致由大理石、螢石、石英、純堿、低碳鉆鐵、45#鐵、鈦鐵、290鐵粉、鈉水玻璃等組成。各成分作用見表2.3表2.3焊條藥皮材料的作用材料穩(wěn)弧造氣造渣脫氧脫氫合金粘結(jié)稀渣增氧增效大理石BAABB螢后AAA石英ABA純堿AB鎰鐵AAB硅鐵AAB鈦鐵AB鐵粉BBA水玻璃ABAA注：A-主要作用；B一次要作用由于

50、低氫型焊條的力學(xué)性能較好而工藝性能較差，同時焊條的工藝性能主要決定于焊條藥皮的組成，現(xiàn)在通過對藥皮成分的分析，總結(jié)出大理石在焊接過程中對工藝性能將起著至關(guān)重要的作用，而大理石在焊條中主要起造渣，造氣和穩(wěn)弧的作用。故此，在原配方基礎(chǔ)上對藥皮中的添加比例進行改變時，焊條的焊接工藝性能(電弧穩(wěn)定性、焊縫脫渣性、再引弧性能、焊接飛濺率、熔化系數(shù)、焊條熔敷效率等)必將發(fā)生變化，屆時通過多組焊條進行試驗分析，從中篩選出焊條力學(xué)性能和工藝性能均為較優(yōu)異的焊條。2.4.1 試驗內(nèi)容及技術(shù)方案(1)試驗內(nèi)容通過測定焊條的機械壓涂性能，焊條藥皮強度、焊條藥皮耐潮性，焊條工藝性能，焊條力學(xué)性能以及熔敷金屬的化學(xué)成分

51、等，對試驗數(shù)據(jù)進行分析總結(jié)，可以從眾多組中篩選出焊接工藝性能和力學(xué)性能均較好的焊條，同時可以確定此組焊條最佳配比劑量。具體步驟如下:焊條的制備整個焊條制作的主要流程為配粉、拌粉、壓涂、磨頭磨尾、烘焙等。相關(guān)性能的測試與評定a在焊條壓制過程中對機械壓涂性能進行評定，可以從焊條藥皮均勻度，偏心度及表面光潔度進行焊條藥皮壓涂性能的評定。b.依照標(biāo)準(zhǔn)，對焊條外觀質(zhì)量，焊條藥皮強度以及焊條藥皮耐潮性進行測試和評定。c.GX型一高溫物性測試儀對所制備焊條的藥皮進行熔化溫度測試。d.依照JB/T84231996進行焊條工藝性能的評定，評定項目包括電弧穩(wěn)定性、焊縫脫渣性、再引弧性能、焊接飛濺率、熔化系數(shù)、焊條

52、熔敷效率等。e漢諾威對所壓制的系列焊條依次進行電參數(shù)測試，包括電壓概率密度分布、電流概率密度分布、短路時間T1、燃弧時間T2、加權(quán)燃弧時間T3、電壓和電流均方差等，來客觀評定焊接工藝性能。f.依照國家標(biāo)相關(guān)準(zhǔn)進行力學(xué)性能評定，包括焊接接頭沖擊試驗，焊縫及熔敷金屬拉伸試驗。g.在尺寸為300mmxlOOmmX20mm的鋼板上進行堆焊，對其進行熔敷金屬化學(xué)成分的測定。2.5E5015堿性焊條試驗2.5.1實驗設(shè)備：(1)直流弧焊機：是以交流電通過整流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為直流電的電能進行焊接。具有體積小重量輕的優(yōu)點。它的構(gòu)造相對來說有點復(fù)雜，維修有一定難度。但它的使用性能可以完全替代交流電焊機，應(yīng)用更加廣泛。

53、包括特殊材料和特殊焊條等都可以焊。如圖所示為本實驗所用直流焊機，具型號為ZXE-315AG/DGArgwelder,額定焊接電流直流400A交流315A,額定空載電壓68V-76V,額定負載持續(xù)率35%絕緣等級F,外形尺寸655X495X800,重量150KG。(2)砂輪打磨機(型號：3SL-250):修整原始金屬試樣；(3)金相試樣預(yù)磨機(型號：M-2):主要用于對試樣的原始試樣進預(yù)磨，以便快速制備金相試樣，從而觀察其顯微組織；(4)金相試樣拋光機(型號：P-2):用做制備金相試樣的最后一道工序，以便制出少劃痕、干凈的金相試樣;圖2.2P-2拋光機(5)4X型金相顯微鏡的外形結(jié)構(gòu)1-塞特白2

54、硼3-轉(zhuǎn)換牌4-昔動褥電動調(diào)餌;手輪廣相前兩需手輪7-ftiSg-WBg*品目俄營12固定L，i司節(jié)潼機14機場北欄1$孔徑先后圖2.34X型金相顯微鏡結(jié)構(gòu)圖(6)金相顯微鏡(X500)+掃描裝置：觀察金相顯微組織拍照保存特征相圖圖2.4金相顯微鏡掃描裝置2.5.2金相實驗試樣的制備(1)為測試E5015的焊接接頭性能，需要做金相測試。因此，要獲得規(guī)格大小合適的焊接接頭實驗試樣。據(jù)實驗的具體要求，把第一部分實驗所得的兩種焊接樣板分別用切割機據(jù)稱兩塊試樣，兩塊試樣的大小大致相同，這是為了兩組組試樣制備后的硬度比較更簡明、精確，而后用砂輪打磨機對原始試樣進行去毛刺修整；將已經(jīng)加工好的原始試樣按組標(biāo)

55、號，試樣分為兩組，其中，第一組：沒使用J507旱條焊接的對焊試樣，試中¥兩個；第二組：使用J507旱條焊接的對焊試樣，試樣兩個，同樣用砂輪打磨機對原始試樣記性毛刺休整；(2)按實驗方案中組別先后順序進行分組加工：手工粗磨。首先將試樣的表面在耐水砂紙上磨平，使被觀察表面平整光亮，無明顯磨痕無凹坑。手工細磨。將試樣用清水沖洗并擦干后進行手工細磨操作，即依次在由粗到細的各型號金相砂紙上依次進行細磨，常用的金相砂紙?zhí)枖?shù)有01、02、03、04、05五種，號數(shù)越大，磨粒越細、砂紙顏色相對也較淺。細磨時為了保證觀察面的平整，需在金相砂紙下放一塊厚玻璃板，在細磨時用力力求均勻、平穩(wěn)，防止磨痕過深和

56、造成金相磨面的變形；試樣退回時要抬起，不能與金相砂紙相接觸，進行”單程、單向”的磨制方法，直到磨掉試樣磨面上的舊磨痕，形成的一層新的、均勻一致磨痕為止。在調(diào)換下一號砂紙時，應(yīng)將試樣上的磨屑和砂粒清理干凈，并轉(zhuǎn)動90°,即與上一號砂紙磨擦的磨痕垂直，直到將上一號砂紙留下來的磨痕全部消除為止。使用各種型號的金相砂紙的細磨時間也是依據(jù)不同的試樣而定，一般說來硬度大一些的細磨時間要稍長些。經(jīng)細磨后的試樣觀察面平整光滑，就像一個鏡面，在同一個面上進行反光。拋光。金相試樣經(jīng)磨制后，磨面上仍然存在著細微的磨痕及金屬擾亂層，影響正常的組織分析，因而必須進行拋光處理，以得到平整、光亮、無痕的金相磨面。常用的拋光方法有機械拋光、電解拋光、化學(xué)拋光等，我們所采用的是最常用的機械拋光。機械拋光靠拋光磨料對金相磨面的磨削和滾壓作用使其成為光滑的鏡面。拋光時應(yīng)在拋光盤上鋪以細帆布、平絨、絲綢等拋光織物，并不斷滴注拋光液。操作時將試樣磨面均勻地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，并