焊接電流對焊縫熱影響區(qū)性能影響

1、.焊接電流對焊縫及熱影響區(qū)性能影響的研究總結(jié) 一、焊接試驗研究的意義我公司對生產(chǎn)中常用的電弧焊接方法（焊條電弧焊、埋弧焊和氣體保護電弧焊），近幾年在第三方中國船級社CCS、美國船級社 ABS和挪威船級社DNV的確認下，進行焊接工藝評定試驗，獲得合格的試驗結(jié)果（PQR），編制常用鋼材Q235鋼和Q345鋼的焊接工藝規(guī)程（WPS）。通過焊接工藝評定試驗，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。但總的來說，通過焊接工藝評定試驗，確定的焊接規(guī)范其焊接電流偏小。在實際生產(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)品制造中用戶派來的監(jiān)理經(jīng)

2、常提出意見，要求焊工控制焊接規(guī)范，執(zhí)行根據(jù)焊接工藝評定的試驗結(jié)果，編制的焊接工藝規(guī)程，這是無可非議的。為了探討焊接電流對焊縫及熱影響區(qū)性能的影響，從2001年9月開始進行焊接電流對焊縫及熱影響區(qū)性能影響的研究，在焊接試片時采用較大的焊接電流，然后進行力學(xué)性能試驗，了解采用較大的焊接電流，對焊縫及熱影響區(qū)性能影響的情況，現(xiàn)將試驗的結(jié)果進行總結(jié)。二焊接試驗研究的情況在實際焊接生產(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。這次在埋弧焊試驗中，材質(zhì)為Q345B鋼，板厚20mm，開單面V形坡口，坡口角度為45°，無鈍邊和間隙，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，可能會影響焊縫及熱影響區(qū)的性能。試片焊接時，為防止燒穿，第1道焊縫為混合氣體保護焊，焊接日期為2001年11月6日，層間溫度為120150。 圖 1焊接試片的試驗結(jié)果如下：1、化學(xué)成分的結(jié)果見表1。

4、 報告日期為2001年11月11日表1委托編號化驗 編號材料規(guī)格化 學(xué) 成 分 （%） CSiMnPSHP2001-S-11275焊縫埋弧焊0.080.371.280.0140.010HP2001-S-11276母材Q345-B0.100.221.360.0120.0102、X射線探傷檢查結(jié)果見表2。報告日期為2001年11月7日表2焊縫編號等 級結(jié) 果板厚（mm）HP2001-S-1I合 格203、力學(xué)性能試驗結(jié)果 報告日期為2001年12月12日 焊接接頭拉力試驗的結(jié)果見表3。表3試樣編號 尺寸（mm）破斷拉力（KN）抗拉強度（MPa）備 注HP2001-S-119.8×24.8

5、252513焊縫斷 HP2001-S-119.8×24.8254517焊縫斷 彎曲試驗的結(jié)果見表4。表4試 樣 編 號尺 寸（mm）彎 心 直 徑(mm)彎 曲 角 度HP2001-S-119.8×10側(cè)彎 51180° 合格HP2001-S-119.8×10側(cè)彎 51180° 合格HP2001-S-119.8×10側(cè)彎 51180° 合格HP2001-S-119.8×10側(cè)彎 51180° 合格 沖擊試驗的結(jié)果見表5。表5試 樣 編 號試驗溫度沖 擊 試 驗 (AKV、J)備 注1常 溫948887焊縫

6、中心2常 溫899498熔合線3常 溫767090熔合線外3mm對埋弧焊的試驗結(jié)果進行分析，可以認定采用較大的焊接電流焊接Q345-B鋼，其焊縫和熱影響區(qū)的性能無大的影響，仍然合格。對焊條電弧焊的4mm，J422焊條進行試驗，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中，材質(zhì)為Q235-B鋼，板厚16mm，開單面V形坡口，坡口角度為 45°，無鈍邊、無間隙焊接(見圖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焊接試片的試驗結(jié)果如下：1、化學(xué)成分的結(jié)果見表6。 報告 日期為2001年1

7、1月16日表6委托編號化驗編號 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Q235-B0.110.220.700.0170.0102、X射線探傷檢查結(jié)果見表7。 報告日期為2001年11月15日表7焊縫編號等 級結(jié) 果板厚（mm）HS2001- m -1合 格163、力學(xué)性能試驗結(jié)果 報告日期為2001年12月30日 熔敷金屬拉力試驗的結(jié)果見表8。表8試驗編號尺寸（mm）標點長度(mm)屈服點(MPa)抗拉強度(MPa)伸長度(%)收縮率(%)HS2001- m -11050376

8、45926.040.5 沖擊試驗的結(jié)果 見表9。表9試樣編號試驗溫度()沖擊試驗(AKV，J)備 注HS2001- m -1常溫668770 焊 縫 中 心對焊條電弧焊的試驗結(jié)果進行分析，可以認定采用稍大的焊接電流，焊接Q235-B鋼，其焊縫的性能無大的影響仍然合格。對混合氣體保護焊1.2mm焊絲進行試驗，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%混合氣體保護焊試驗中，材質(zhì)為Q345-B鋼，板厚16mm，開單面V形坡口，坡口角度為45°，無鈍邊、無間隙焊接接頭(見圖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1301

9、60，焊接電流210260A，電流為直流反接。 圖 3焊接試片的試驗結(jié)果如下：報告日期為2001年9月25日1、化學(xué)成分的結(jié)果見表10表10委托編號化驗編號 材料規(guī)格化學(xué)成分 (%)CSiMnPSHP2001-G-11113焊縫氣體保護焊0.070.701.240.0130.010HP2001-G-11177母材Q345-B0.190.521.450.0150.0202、X射線探傷檢查結(jié)果見表11。 報告日期為2001年9月26日表11焊縫編號等 級結(jié) 果板厚（mm）HS2001- G -1合 格163、力學(xué)性能試驗結(jié)果 報告日期為2001年10月31日 焊接接頭拉力試驗的結(jié)果見表12。表12

10、試驗編號尺寸（mm）破斷拉力(KN)抗拉強度(MPa)備 注HP2001- G -116×25241603母材斷HP2001- G -116×25236590母材斷 彎曲試驗的結(jié)果 見表13。表13試 樣 編 號尺 寸（mm）彎 心 直 徑(mm)彎 曲 角 度HP2001-G-116×104a 側(cè)彎180° 合格HP2001-G-116×104a 側(cè)彎180° 合格HP2001-G-116×104a 側(cè)彎180° 合格HP2001-G-116×104a 側(cè)彎180° 合格 沖擊試驗的結(jié)果見表1

11、4。表14試 樣 編 號試驗溫度()沖 擊 試 驗 (AKV、J)備 注1-30808060焊縫中心2常 溫156150156熔合線3常 溫588682熔合線外3mm對焊條電弧焊的試驗結(jié)果進行分析，可以認定采用稍大的焊接電流，焊接Q345-B鋼，其焊縫和熱影響區(qū)的性能無大的影響仍然合格。三、焊接試驗研究的結(jié)論這次對焊接生產(chǎn)中的埋弧焊(SAW)、焊條電弧焊(SMAW)和混合氣體保護焊(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，進行對焊縫及熱影響區(qū)性能影響的試驗研究，其焊接電流的情況見表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)試驗的焊接電流(A)埋弧焊4500600650700焊條電弧焊4160210220230混合氣體保護焊1.2180240210260從表15中看出，試驗的焊接電流，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)性能試驗的結(jié)果均為合格，說明我公司常用鋼材Q235-B鋼