低碳鋼與不銹鋼角接具體試驗(yàn)內(nèi)容分析

摘要本課題主要研究的內(nèi)容是鎢極氬弧焊在焊接低碳鋼板和不銹鋼板角接過程中焊縫質(zhì)量的影響因素，通過控制變量法研究焊接電流、焊槍角度、焊接速度等焊接參數(shù)對(duì)不銹鋼板和低碳鋼板對(duì)接焊縫質(zhì)量影響，找到最合適的焊接工藝參數(shù)，分析如何控制焊接工藝參數(shù)來得到質(zhì)量和成形最好的焊縫。實(shí)驗(yàn)得出當(dāng)電流120A，焊接速度5cm/min，焊槍角度45°時(shí)焊接出的焊件最好，成型美觀，無缺陷產(chǎn)生。關(guān)鍵詞：不銹鋼；低碳；角接；工藝參數(shù)；焊縫成形；AbstractThemainresearchcontentofthistopicistheinfluencefactorofweldqualityintheweldinglow-carbonsteelplateandstainlesssteelplateangleconnectionoftungstenpolearcwelding,theinfluenceofweldingcurrent,weldinggunangle,weldingspeed,weldingparametersonstainlesssteelplateandlow-carbonsteelplatebuttweldqualitybycontrollingvariablemethod,findingthispaperanalyzeshowtocontrolweldingprocessparameterstoobtainthebestweldingqualityandforming.Experimentsshowthatwhenthecurrent120A,weldingspeed5cm/min,weldinggunangle45degreesweldingoutthebest,beautifulmolding,nodefectsproduced.Keywords：Stainlessstee；Lowcarbon；Docking；Weldforming目錄32192摘要 I14486Abstract IITOC\o"1-3"\h\u1886第一章緒論 4292041.1國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 4326111.2課題研究的目的和意義 673811.3氬弧焊焊接方法 6110831.4本文主要研究內(nèi)容 726290第二章試驗(yàn)的材料、設(shè)備及方法 9283072.1試驗(yàn)材料性能分析 980912.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及裝置 1018482.3試驗(yàn)方法 1030438本章小結(jié) 118183第三章低碳鋼與不銹鋼角接具體試驗(yàn)內(nèi)容分析 12146933.1焊前準(zhǔn)備 12308253.2焊接工藝對(duì)焊縫成形的影響研究 12322283.2.1焊接電流對(duì)焊縫成形的影響 13144833.2.2焊接速度對(duì)焊縫成形的影響 14120513.2.3焊槍角度對(duì)焊縫成形的影響 1530本章小結(jié) 1614028第四章焊件檢驗(yàn) 17325184.1焊縫金相組織分析 17257234.1.1宏觀金相檢驗(yàn) 17125114.1.2宏觀金相試驗(yàn)分析 17286324.2焊接檢驗(yàn)尺檢驗(yàn) 19141294.3滲透探傷檢驗(yàn) 21169724.3.1滲透探傷步驟 21296204.3.2滲透探傷實(shí)驗(yàn)分析 2117601本章小結(jié) 2218808結(jié)論 2518808致謝 錯(cuò)誤!未定義書簽。18808參考文獻(xiàn) 277340附錄1 錯(cuò)誤!未定義書簽。25657附錄2 錯(cuò)誤!未定義書簽。緒論1.1國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀非熔化極是塢極的然后用惰性氣體對(duì)焊縫進(jìn)行保護(hù)焊的電弧焊方式，被叫做鎢極氬弧焊。鎢極氬弧焊可以焊接的金屬種類十分多，幾乎可以應(yīng)用于所有的金屬和合金材料的焊接，可以對(duì)鋼鐵類以及有色金屬類及合金類等的材料進(jìn)行焊接。之所以所以可以對(duì)低碳鋼進(jìn)行焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生高品質(zhì)的焊件，是因?yàn)殒u極氬弧焊的的這部分特點(diǎn)，鎢極氬弧焊可以對(duì)重要構(gòu)件進(jìn)行焊接的原因是，它的焊接可靠性高，焊接時(shí)的穩(wěn)定程度好。因其產(chǎn)生的熱影響區(qū)小、焊接質(zhì)量較高、幾乎不產(chǎn)生焊接變形、抵抗裂紋產(chǎn)生的能力強(qiáng)以及在實(shí)際應(yīng)用中機(jī)械性能良好等優(yōu)點(diǎn)，使其在壓力容器、航天、航海、電站、石油天然氣管道等有著寬泛的應(yīng)用[1]。因?yàn)殒u極氬弧焊選用鎢棒為不融化的電極然后在把氬氣加上對(duì)焊接進(jìn)行保護(hù)的方式。采用TIG焊時(shí)，氬不斷地從焊槍噴嘴噴出，在電弧周圍形成保護(hù)層，防止空氣中的氣體進(jìn)入。防止空氣中各種氣體對(duì)鎢極、熔池及鄰近熱影響區(qū)的影響，獲得高質(zhì)量的焊縫。焊接過程中根據(jù)焊接時(shí)的具體請(qǐng)況可以選擇是否進(jìn)行焊絲的填充。鎢極的伸出長度是指鎢極從噴嘴中伸出的距離，為了使氬氣對(duì)熔池的保護(hù)效果更好，防止氬氣保護(hù)層被流動(dòng)的卒氣破壞，焊接時(shí)鎢級(jí)伸出的最佳長度為4mm。鈰鎢電極最早介紹到美國是在20世紀(jì)80年代，它剛開始的時(shí)候是用來取代釷鎢電極，是因?yàn)樗姆派湫浴Ｍǔ?，鈰鎢電極含有2%的氧化鈰。一般來說，鈰鎢電極在低壓下容易起弧，所以在低壓下與直流電焊接。鈰鎢電極常用于焊接管道和小零件。與鈰鎢電極相比，純鎢電極，具有相對(duì)來說更加低的燃燒率或亦是蒸發(fā)率。因?yàn)殁嬫u電極含有氧化鈰量的的變化不斷的增加，這些良好的性能也會(huì)隨之不斷地增加。由于鈰具有高遷移率的特點(diǎn)，焊接初期的焊接性能特別好。根據(jù)時(shí)間的變化，隨著晶粒的生長，會(huì)顯現(xiàn)出來不斷降低的遷移率。但是鈰鎢電極在更加低的電壓之下，使用壽命會(huì)比釷鎢電極長一些。如此而來因?yàn)殁嬫u電極具有比其他電極更好的特性，一般使用在短期的焊接亦或是具有詳細(xì)要求焊接量的焊接上，之后方能對(duì)電極進(jìn)行對(duì)應(yīng)的更換。釷鎢電極或鑭鎢電極一般推薦用于大電流焊接。鈰鎢極（Ewce-2）一般用于直流或交流焊接，但由于在交流焊接中易開裂，主要用于直流焊接。低碳鋼(lowcarbonsteel)又被叫做軟鋼主要是因?yàn)樗挠捕缺容^低且強(qiáng)度比較低，碳的占比從0.1%至0.3%的低碳鋼對(duì)各種加工相對(duì)來說比較簡單。一般都用來鏈條以及鉚釘以及螺栓以及軸等工件的加工制作。碳素鋼中碳的含有量低于百分之零點(diǎn)二五的低碳鋼，它含有普通碳素結(jié)構(gòu)鋼中的大部分鋼和性能良好的碳素結(jié)構(gòu)鋼中的小部分鋼，在工程結(jié)構(gòu)件中一般都不熱處理，制作對(duì)耐磨性有需要的機(jī)械零件需要對(duì)其進(jìn)行熱處理。其擁有強(qiáng)度以及硬度相對(duì)來說比較低以及塑性和韌性較好的優(yōu)點(diǎn)，是因?yàn)殍F素體以及少量珠光體為低碳鋼的退火組織。各行各業(yè)對(duì)于低碳鋼的使用量較多。碳的含量比較低會(huì)使鋼的抗裂性變高，但其延展性不會(huì)隨著溫度變化而改變。一般碳的含量比較低的鋼在壓力下會(huì)破裂，但低碳鋼雖然碳含量低但在同樣壓力下只會(huì)發(fā)生彎曲變形而不會(huì)斷裂。低碳鋼中含有約40點(diǎn)的碳。每0.01%的碳含量代表一個(gè)點(diǎn)。由于低碳鋼中部分成分無法分割，可將其加工成不同形狀的材料。其化學(xué)成分不只含有鐵和碳，也含有鉻、錳、硅等成分。該材料很容易彎曲并焊接到同種材料或不同材料的鋼上。一些制造商可能會(huì)進(jìn)行拋光。除非噴漆，低碳鋼的缺點(diǎn)就是容易被銹蝕。

各種建筑構(gòu)件、容器、箱體、爐體和農(nóng)用機(jī)具的制作也常選用低碳鋼軋制而成的角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼帶及鋼板。因?yàn)榈吞间摰膹?qiáng)度較低，所以在應(yīng)用中會(huì)受到限制。所以為了使鋼的強(qiáng)度增加并在應(yīng)用中不受到限制，可以適當(dāng)提高錳在碳鋼中的含量，并加入一些種類的微量合金元素，。但低碳鋼具有良好的焊接性能，焊接時(shí)一般不需要與一般工藝措施不同的措施，但當(dāng)溫度較低，鋼板較厚或?qū)|(zhì)量要求較高時(shí)，會(huì)采用堿性焊條來進(jìn)行焊接，并且對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。當(dāng)?shù)吞间撝刑嫉暮恳约傲蚝慷几哂谧罡吆恐禃r(shí)，不僅要使用優(yōu)質(zhì)低氫焊條進(jìn)行焊接、采取預(yù)熱和后熱等措施外，還應(yīng)合理選擇坡口形式、減少熔合比，以防止熱裂紋產(chǎn)生。不銹鋼是指在普通碳鋼中加入一組含量大于其他合金元素含量的鉻元素的鋼材，顧名思義這種鋼材具有不生銹的特點(diǎn)。這種鋼材在空氣中不會(huì)生銹的原因是由于其中的鉻合金元素起到了作用,會(huì)在鋼材外部形成一層氧化薄膜、鈍化膜這些氧化膜十分堅(jiān)固并且不會(huì)與某些介質(zhì)相互溶解，把外界的介質(zhì)與金屬分割開使二者不能相互接觸。根據(jù)能否在強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)下依然能保持不被腐蝕，不銹鋼被劃分為普通不銹鋼與耐蝕鋼，耐蝕鋼的耐腐蝕性要強(qiáng)于普通不銹鋼。不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)很多，其化學(xué)性能穩(wěn)定，強(qiáng)度與可塑性也十分好，在溫度變化下一樣可以保證力學(xué)性能的穩(wěn)定。不銹鋼的這些優(yōu)點(diǎn)深受各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)的認(rèn)可，在日常生活中使用的非常廣泛。不銹鋼的應(yīng)用小到我們?nèi)粘Ｉ钏玫母鞣N行業(yè)如食品外包裝、日常使用的建材，大到可以用于衛(wèi)星、飛機(jī)、火箭的核心部件其應(yīng)用可以說是十分廣泛，為我們?nèi)粘Ｉ钐峁┝撕艽蟊憷鸞5]。不銹鋼的焊接中會(huì)出現(xiàn)一些問題，在焊接中其焊接變形大以及容易產(chǎn)生接頭熱裂紋，也會(huì)使不銹鋼的耐腐蝕性貶低。采用電阻焊進(jìn)行焊接可以改善這些問題。電阻焊的熱導(dǎo)率小，并且電阻率高，縮短焊接的時(shí)間，減小焊接時(shí)熱量的輸入。在對(duì)較薄的工件焊接時(shí)使用硬規(guī)范對(duì)不銹鋼進(jìn)行焊接是不錯(cuò)的選擇，這樣焊接后不會(huì)使其耐腐蝕性降低，也減小了焊接變形[7]。2008年關(guān)長江等人采用TIG焊接技術(shù)對(duì)厚度小于等于0.3mm的304不銹鋼進(jìn)行焊接，實(shí)驗(yàn)表明：焊接接頭的抗拉強(qiáng)度與延伸率等都與母材相差不大，但焊縫處易出現(xiàn)下榻且焊縫組織粗大。2011年KumaS等人使用鎢極氬弧焊對(duì)不銹鋼記性焊接，研究了焊縫組織的變化和力學(xué)性能的改變與線能量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論為：熱影響區(qū)(HAZ)、熔合區(qū)、焊縫區(qū)這幾個(gè)區(qū)域的組織晶粒都明顯粗化，是受線能量增大與冷速下降的影響。當(dāng)線能量變的更大時(shí)焊接接頭的抵抗拉伸強(qiáng)度變低，當(dāng)焊接參數(shù)選擇合適時(shí)焊縫下榻會(huì)減??；拉伸失效集中出現(xiàn)在母材的位置；在保護(hù)氣體Ar中加入適當(dāng)?shù)腘2可減小熱裂紋的敏感性。2010年宋明遠(yuǎn)對(duì)異種鋼的焊接進(jìn)行研究，得出結(jié)論異種鋼進(jìn)行焊接要注意控制母材金屬在焊縫中的占比，也就是降低熔合比。這樣會(huì)使焊接裂紋減少。雖然要降低融合比但是也不能降低太多，融合比降低太多會(huì)減少奧氏體在焊縫中的含量，導(dǎo)致會(huì)使焊縫裂紋增多的馬氏體組織產(chǎn)生。奧氏體不銹鋼與珠光體低碳鋼進(jìn)行焊接時(shí)，不應(yīng)采用常用的A102、A132焊條進(jìn)行焊接，如果采用上述焊材馬氏體組織與焊縫裂紋會(huì)隨之而來，想要獲得奧氏體加鐵素體雙相組織就要把融合比控制在百分之三十以內(nèi)，并使用型號(hào)為E309的焊條焊接，這樣裂紋就會(huì)被避免。合適的工藝參數(shù)與正確的焊絲選用是減少融合比的重要措施[9]。1.2課題研究的目的和意義不銹鋼與低碳鋼用鎢極氬弧焊焊接時(shí)由于其熔點(diǎn)、焊接性、導(dǎo)熱性的差異會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)各種問題問題。所以要通過本課題的研究，深入了解這種焊接方法與兩種異種金屬焊接的特點(diǎn)，選擇不同的焊接工藝參數(shù)，使用鎢極氬弧焊對(duì)低碳鋼板和不銹鋼板進(jìn)行焊接，通過實(shí)驗(yàn)分析焊縫成形與工藝參數(shù)之間的關(guān)系。對(duì)所焊接的材料進(jìn)行焊接性分析與分析實(shí)驗(yàn)所得出結(jié)論，找到以何種參數(shù)焊接出的焊件最好，分析如何調(diào)整焊接工藝參數(shù)來得到質(zhì)量和成形最好的焊縫，通過控制焊接工藝參數(shù)來減少異種金屬焊接焊縫的缺陷（如裂紋等）和提高焊縫的力學(xué)性能。課題的研究的意義，就是充分發(fā)揮低碳鋼與不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，并把它倆進(jìn)行連接，形成性能良好的構(gòu)件。不銹鋼與低碳鋼用氬弧焊焊接時(shí)，通過對(duì)電流、電壓、焊槍角度、等工藝參數(shù)不斷改變，來找到在何種參數(shù)下焊接質(zhì)量最好。通過課題的研究成果使焊縫質(zhì)量、材料利用率與工作效率提高。為以后的生產(chǎn)與研究提供重要的焊接參數(shù)數(shù)據(jù)，并使其在各行各業(yè)中應(yīng)用的越來越好。1.3氬弧焊焊接方法1、焊接前對(duì)焊接所用設(shè)備進(jìn)行檢查確認(rèn)無任何異常，并調(diào)節(jié)好使用的焊接參數(shù)，起弧后不應(yīng)著急向前移動(dòng)焊槍，要在起弧處停留3~4秒，等待熔池出現(xiàn)后，才可以進(jìn)行焊絲的填充。焊接過程中，焊絲和焊槍要以一個(gè)合適的角度進(jìn)行焊接（焊絲與工件表面角度要保持為10

～

15°，焊絲與焊槍間的角度通常為

90°），焊絲要以一定的頻率送進(jìn)。焊接時(shí)要以一定的速度進(jìn)行焊接，焊槍擺動(dòng)到兩邊時(shí)要稍作停留，這樣可形成厚度均勻的焊縫。手工氬弧焊焊接的質(zhì)量好壞受焊工的技術(shù)影響。被焊接處如果受熱過大會(huì)出現(xiàn)熔池過大、熔池坍塌、燒穿現(xiàn)象，此時(shí)要及時(shí)做出調(diào)整，可以調(diào)低電流與加快焊接的速度。若當(dāng)熔池出現(xiàn)母材和填充金屬不能快速熔合時(shí)，說明被焊處受熱不足，此時(shí)要放慢焊接速度或者加大焊接電流。

2、送絲方式，可分背面送絲和正面送絲。焊接時(shí)可以從背面進(jìn)行送絲，背面送絲是指焊絲從坡口背面送入工件的坡口間隙中，焊絲送入后與焊件鈍邊一同在焊槍電弧提供的熱量下被熔化，從而連接在一起。如果所使用的焊絲直徑要小于焊件的坡口間隙時(shí)，焊絲要跟隨者焊槍的移動(dòng)進(jìn)行小幅度移動(dòng)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)有：焊接時(shí)熔池便于觀察，焊縫的余高變化情況也可以很輕易的觀察到，可以及時(shí)根據(jù)這些情況進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整，焊接時(shí)焊縫一旦出現(xiàn)各種問題由于缺陷可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。但是它也存在著他的不足之處，這種送絲方法操作難度較高，不易掌握，也只能用與焊縫的打底焊接時(shí)使用。并且在焊接時(shí)其焊接效率無法保證。還有一種方法叫做正面送絲，與上一種方法相比這種方式對(duì)間隙沒有太大要求。填充焊接與打底焊接都可以使用這種方法。這種方式的優(yōu)勢有：其可以焊接速度快、間隙不用留的過大、使用大電流。焊接實(shí)際應(yīng)用中要注意觀察熔池情況，這種方法簡單，且容易掌握。他的不足之處是焊接時(shí)焊縫的余高容易過高3、焊把的運(yùn)動(dòng)方式，分為搖焊把和不搖焊把兩種方式。搖焊把，焊接時(shí)焊縫與焊槍噴嘴相互接觸，以搖動(dòng)手臂帶動(dòng)焊槍的方式完成焊接，噴嘴運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡類似鋸齒的形狀，塢級(jí)的運(yùn)動(dòng)形式與月牙的形狀相似。使用這種方法進(jìn)行焊接，降低了焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度。焊把按一定規(guī)律擺動(dòng)，焊接的速度和焊接高度不會(huì)出現(xiàn)太大波動(dòng)，保護(hù)氣對(duì)焊縫的保護(hù)效果十分好，焊接后一般不產(chǎn)生缺陷，正面的魚鱗紋排列非常漂亮，焊縫合格率高。其缺點(diǎn)是有規(guī)律的大幅度搖擺對(duì)初學(xué)者來說一時(shí)難以掌握，要通過持槍反復(fù)練習(xí)才能達(dá)成。另外由于手臂搖動(dòng)幅度大，有障礙處難以施焊。目前國外普遍采用這種操作方式；不搖焊把，焊接時(shí)焊嘴輕輕靠近焊縫表面，手臂幾乎不擺動(dòng)，手腕可稍加擺動(dòng)，依靠焊槍沿焊接方向行走來實(shí)現(xiàn)焊接。其優(yōu)點(diǎn)是操作方法易掌握并且對(duì)焊件厚度和焊接位置沒嚴(yán)格的要求，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)。缺點(diǎn)是焊縫的表面成形和內(nèi)部質(zhì)量沒搖焊把焊接的效果好。

4、在焊接熄弧之后不要立刻把焊槍從焊縫處移走，此時(shí)焊縫還未完全冷卻，移走焊槍過快容易造成缺陷。焊接熄弧后如果收弧的部位為接頭處，生產(chǎn)中通常應(yīng)預(yù)先利用角磨機(jī)把接頭處多余金屬去除，打磨成斜坡口，電弧運(yùn)行至收尾處將其充分熔化后，再向前施焊約

10mm

左右，然后緩慢收弧，收尾的熔池要飽滿，不能產(chǎn)生縮孔，影響外觀。1.4本文主要研究內(nèi)容本文主要內(nèi)容為研究鎢極氬弧焊在不銹鋼與低碳鋼角接過程中，不同的電流、焊槍角度、焊接速度對(duì)焊縫質(zhì)量所帶來的影響。意圖通過控制變量法以及多次試驗(yàn)，提出合理的焊接工藝，設(shè)計(jì)適合的操作方案，按所制訂方案進(jìn)行焊接，焊接后進(jìn)行外觀檢驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、滲透檢驗(yàn)等方式對(duì)焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論為不銹鋼與低碳鋼鎢極氬弧焊角接焊接時(shí)提供參考依據(jù)。具體研究內(nèi)容（1）熟悉試驗(yàn)設(shè)備做好焊前準(zhǔn)備工作；（2）制定初步實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)；（3）按照事先預(yù)定的操作規(guī)程完成焊接；（4）焊接結(jié)束后分別對(duì)焊件進(jìn)行外觀檢驗(yàn)、滲透檢驗(yàn)與金相檢驗(yàn)；（5）通過實(shí)驗(yàn)修改工藝參數(shù)，優(yōu)化焊接過程，得到質(zhì)量最好焊縫所對(duì)應(yīng)的工藝；

第二章試驗(yàn)的材料、設(shè)備及方法2.1試驗(yàn)材料性能分析材料厚度為4mm低碳鋼和4mm的不銹鋼是實(shí)驗(yàn)所采用的材料，低碳鋼采用Q235鋼，這種鋼材的應(yīng)用比較廣泛，在很多方面都有被使用。比如建筑房屋所用的鋼筋、信號(hào)塔的塔體、汽車的框架與一些裝飾物品的材料一些簡單的機(jī)械元件如果對(duì)性能要求較低也可以使用。其中C等級(jí)的鋼與D等級(jí)的鋼也可以被當(dāng)做專業(yè)鋼來使用。可以被質(zhì)量要求不高的零件使用。其中Q235鋼的化學(xué)成分如表2-1所示。其鋼的力學(xué)性能如表2-2所示。表2-1Q235鋼的化學(xué)成分(wt.%)化學(xué)成分名稱CSIMnSPCrNiCu含量0.17～0.22%≤0.35%≤1.40%≤0.045%≤0.045%≤0.045%≤0.045%≤0.045%表2-2Q235鋼的力學(xué)性能牌號(hào)屈服強(qiáng)度（MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）伸長率(%)Q235235375～500260Cr18Ni9不銹鋼是本實(shí)驗(yàn)所使用的不銹鋼，這種鋼材的壓彎曲等熱加工性、耐熱性、沖耐蝕性十分優(yōu)秀，熱處理后不產(chǎn)生硬化現(xiàn)象，不具有磁性。這種鋼材在日常生活中十分常見、筷子、門把手、架子、椅子、浴缸、汽車零件、建筑用材料、食品工業(yè)、農(nóng)機(jī)具、飛機(jī)部件可以說是隨處可見。其中0Cr18Ni9不銹鋼的化學(xué)成分如表2-3所示。其鋼的力學(xué)性能如表2-4所示。表2-30Cr18Ni9鋼的化學(xué)成分(wt.%)化學(xué)成分名稱MnSPCrNi含量≤2.00%≤0.045%≤0.035%18.00-20.008.00-11.00表2-40Cr18Ni9鋼的力學(xué)性能牌號(hào)屈服強(qiáng)度（MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）伸長率(%)0Cr18Ni9≥205≥520≥40本實(shí)驗(yàn)選用的焊絲為ER304的不銹鋼焊絲，由于實(shí)驗(yàn)所涉及的異種鋼進(jìn)行焊接要注意控制母材金屬在焊縫中的占比，也就是降低熔合比。這樣會(huì)使焊接裂紋減少。雖然要降低融合比但是也不能降低太多，融合比降低太多會(huì)減少奧氏體在焊縫中的含量，導(dǎo)致會(huì)使焊縫裂紋增多的馬氏體組織產(chǎn)生。奧氏體不銹鋼與珠光體低碳鋼進(jìn)行焊接時(shí)，不應(yīng)采用常用的A102、A132焊條進(jìn)行焊接，如果采用上述焊材馬氏體組織與焊縫裂紋會(huì)隨之而來，想要獲得奧氏體加鐵素體雙相組織就要把融合比控制在百分之三十以內(nèi)，并使用型號(hào)為E309的焊條焊接，這樣裂紋就會(huì)被避免。合適的工藝參數(shù)與正確的焊絲選用是減少融合比的重要措施[9]。2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及裝置1.焊機(jī)WS-300氬弧焊機(jī)，逆變頻率高，抗干擾能力強(qiáng)，空載損耗小，使用方便，易于攜帶，經(jīng)濟(jì)耐用可靠（1）焊接精度比較高，對(duì)要求精度較高的金屬也可以進(jìn)行焊接，可以和自動(dòng)焊接的設(shè)備配合使用；

（2）可焊材料：不銹鋼、低碳鋼、高強(qiáng)鋼及鋼、銅、鈦合金；

（3）使用范圍：廣泛應(yīng)用于儀器儀表、裝潢、日用五金、小型零部件、維修等行業(yè)；2.本實(shí)驗(yàn)還使用了其他輔助設(shè)備和一些輔助設(shè)備和設(shè)備；鋸條、銼刀、砂紙、砂輪、拋光機(jī)、電子天平、量筒、氯化高鐵鹽酸腐蝕液硝酸酒精腐蝕溶液等用于加工試樣及表面處理的相關(guān)工具，這些工具為后續(xù)實(shí)驗(yàn)中焊前清理，金相制備，腐蝕溶液制備所使用；所用設(shè)備：氬弧焊機(jī)、工作臺(tái)如圖2-1、2-2所示圖2-1工作臺(tái)圖2-2氬弧焊機(jī)2.3試驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)采用方法為控制變量法，其具體研究方案如下：通過控制單一變量的方法來分析研究不銹鋼與低碳鋼角接焊縫質(zhì)量影響因素。（1）4mm不銹鋼板和4mm的低碳鋼板角接點(diǎn)固，在其他條件不變的情況下，只對(duì)焊接電流的大與小進(jìn)行改變?nèi)缓筮M(jìn)行焊接，再與標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行對(duì)比；（2）4mm不銹鋼板和4mm的低碳鋼板角接點(diǎn)固，在其他焊接參數(shù)不變的情況下，只改變焊槍角度的大與小進(jìn)行焊接，再與標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行對(duì)比；（3）4mm不銹鋼板和4mm的低碳鋼板角接點(diǎn)固，在其他焊接參數(shù)不變的情況下，只改變焊接速度的大與小進(jìn)行焊接，再與標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行對(duì)比；本章小結(jié)(1)本試驗(yàn)所選用的氬弧焊機(jī)焊接質(zhì)量好，可焊接材料種類多，可進(jìn)行高精度的焊接。(2)低碳鋼在焊接時(shí)一般情況下不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重硬化組織或淬火組織這是因?yàn)槠漭^少的碳、錳、硅含量所致，所以其接頭塑性和沖擊韌度比較好，無需焊時(shí)預(yù)熱、后熱等等處理。低碳鋼的焊接性比較好，想要得到質(zhì)量好的焊縫無需進(jìn)行特殊的工藝措施。(3)實(shí)驗(yàn)所用不銹鋼，想要提高強(qiáng)度只能用冷變形的方法，這是因?yàn)椴讳P鋼無法以熱處理的方式進(jìn)行強(qiáng)化。它的良好冷加工性能、熱加工性能、無磁性和低溫性能比較好是鋼的奧氏體結(jié)構(gòu)造成的。低碳鋼與不銹鋼角接具體試驗(yàn)內(nèi)容分析3.1焊前準(zhǔn)備3.1.1焊前工件處理（1）試件準(zhǔn)備：試驗(yàn)的材料主要是100mm×25mm×4mm不銹鋼板和100mm×25mm×4mm的低碳鋼板。（2）清理：進(jìn)行焊接時(shí)，對(duì)母材的清理是必不可少的。施焊前我們應(yīng)對(duì)焊件進(jìn)行檢查，用打磨機(jī)清除低碳鋼板待焊部位及兩側(cè)油污、銹跡等污物，以防止焊接缺陷。（3）點(diǎn)固：為防止焊接時(shí)焊件錯(cuò)位變形，在焊前對(duì)焊件進(jìn)行點(diǎn)固。3.1.2焊前夾具調(diào)試（1）調(diào)整實(shí)驗(yàn)所用焊槍夾具角度、高度、位置以保證焊接過程中焊槍位置合適；（2）固定焊槍，防止焊接過程中焊槍松動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響3.2焊接工藝對(duì)焊縫成形的影響研究（1）本次實(shí)驗(yàn)主要研究TIG焊低碳鋼板與不銹鋼板角接頭時(shí)，焊接電流、焊接速度、氣體流量、等等相關(guān)工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響，首先選用1塊4mm厚度的低碳鋼板材與1塊4mm厚度不銹鋼板材，作為對(duì)比所用標(biāo)準(zhǔn)件，選用焊接工藝參數(shù)如表3-1。表3-1標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)板厚（mm）電流（A）氣體流量（L/min）焊接速度（cm/min）焊槍角度（°）412012545焊接所得標(biāo)準(zhǔn)件如圖3-1所示。圖3-1標(biāo)準(zhǔn)件焊縫圖通過實(shí)驗(yàn)得出，在以上焊接參數(shù)下可得到較好的焊接質(zhì)量和優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，根據(jù)金相檢驗(yàn)和滲透探傷結(jié)果可知，焊縫表面為平面，不為凹面或凸面，焊縫高度不小于板的厚度，焊縫金屬表面光滑平整，與母材圓滑過渡，無咬邊現(xiàn)象。3.2.1研究焊接電流對(duì)焊縫成形的影響（1）首先做好焊前處理，在其他焊接條件和其他參數(shù)不變且適中的基礎(chǔ)上改變焊接電流進(jìn)行兩組焊接，參數(shù)如表3-2、3-3所示，實(shí)驗(yàn)圖片如圖3-2、3-3所示。（2）把焊后的兩組試件分表標(biāo)記為樣件1、2，用觀察并檢驗(yàn)焊后焊縫成形的情況。（3）將樣件1、2與標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行對(duì)比。表3-2焊接電流150A參數(shù)表板厚（mm）電流（A）氣體流量（L/min）焊接速度（cm/min）焊槍角度（°）415012545表3-3焊接電流90A參數(shù)表板厚（mm）電流（A）氣體流量（L/min）焊接速度（cm/min）焊槍角度（°）49012545圖3-2焊接電流150A焊縫圖圖3-3焊接電流90A焊縫圖當(dāng)焊接電流改變?yōu)?50A時(shí)，焊縫的寬度會(huì)變大，其熔深隨電流的增大而增大，咬邊、燒穿及氣孔等缺陷也會(huì)出現(xiàn)。當(dāng)焊接電流改變?yōu)?0A時(shí)，焊縫的寬度會(huì)變小，熔深隨電流減小而減小，未焊透及焊縫表面成形不良等缺陷會(huì)在焊縫處出現(xiàn)。3.2.2焊接速度對(duì)焊縫成形的影響（1）首先做好焊前處理，在其他焊接條件和其他參數(shù)不變且適中的基礎(chǔ)上改變分別改變焊接速度進(jìn)行兩組焊接實(shí)驗(yàn)，參數(shù)如表3-4、3-5所示，實(shí)驗(yàn)圖片如圖3-4、3-5所示。（2）把焊接后的兩組試件分表標(biāo)記為樣件1、2，觀察并檢驗(yàn)焊后焊縫成形的影響因素。（3）將樣件1、2與標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行對(duì)比。表3-4焊接速度7cm/min參數(shù)板厚（mm）電流（A）氣體流量（L/min）焊接速度（cm/min）焊槍角度（°）412012745表3-5焊接速度3cm/min參數(shù)板厚（mm）電流（A）氣體流量（L/min）焊接速度（cm/min）焊槍角度（°）412012345圖3-4焊接速度3cm/min焊縫圖圖3-5焊接速度7cm/min焊縫圖焊接速度達(dá)到7cm/min時(shí)容易引起焊縫兩側(cè)咬邊，保護(hù)效果減小，送絲難度增大。焊接速度達(dá)到3cm/min燒穿現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生，對(duì)材料的熱輸入量大，熔深與熔寬增大。3.2.3焊槍角度對(duì)焊縫成形的影響（1）首先做好焊前處理，在其他焊接條件和其他參數(shù)不變且適中的基礎(chǔ)上改變焊接角度進(jìn)行兩組焊接，參數(shù)如表3-5、3-6所示，實(shí)驗(yàn)圖片如圖3-5、3-6所示。（2）把焊后的兩組試件分表標(biāo)記為樣件1、2，觀察并檢驗(yàn)焊后焊縫成形的影響因素。（3）將樣件1、2與標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行對(duì)比。表3-6焊槍角度30°參數(shù)表板厚（mm）電流（A）氣體流量（L/min）焊接速度（cm/min）焊槍角度（°）412012530表3-7焊槍角度60°參數(shù)表板厚（mm）電流（A）氣體流量（L/min）焊接速度（cm/min）焊槍角度（°）412012560圖3-6焊槍角度30°焊縫圖圖3-7焊槍角度60°焊縫圖焊接角度過小上板易發(fā)生咬邊，下板焊腳尺寸小于上板焊腳尺寸，焊接角度過大下板不易圓滑過渡，下板焊腳尺寸大于上板焊腳尺寸。本章小結(jié)本試驗(yàn)4mm不銹鋼板和4mm的低碳鋼板鎢極氬弧焊角接焊接時(shí)，通過不同的焊接參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，改變焊接參數(shù)對(duì)焊縫成形影響比較大，所以選擇焊接參數(shù)尤為的重要。通過以上試驗(yàn)可以得出以下結(jié)論：1.在其他焊接參數(shù)不變的情況下，以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)參數(shù)的試件為參照物，采用控制變量法進(jìn)行比對(duì)。（1）焊接電流過于大時(shí)，影響焊縫略寬，熔深增大，容易把焊件燒穿，也容易產(chǎn)生氣孔。焊接電流過與小時(shí)，焊縫的寬度會(huì)變得略窄，焊縫熔深會(huì)減小，工件容易焊不透，焊縫表面的成形也變差。（2）焊接速度過快容易引起焊縫兩側(cè)咬邊，保護(hù)效果減小，焊接難度增大。焊接速度過慢容易產(chǎn)生燒穿現(xiàn)象，熱輸入量大熔深熔寬增大。（3）焊接角度過小上板易發(fā)生咬邊，下板焊腳尺寸小于上板焊腳尺寸，焊接角度過大下板不易圓滑過渡，下板焊腳尺寸大于上板焊腳尺寸。焊件檢驗(yàn)4.1焊縫金相組織分析分析焊接接頭的金屬，在研究方法和焊接焊條件中，由于微結(jié)構(gòu)的影響，由確定最佳焊接技術(shù)和參數(shù)提供的理論和實(shí)驗(yàn)。分析各種缺陷的形成，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，組織和力學(xué)性能之間的關(guān)系，特別是在金相組織和沖擊韌性之間的重要性。因此，我們可以找到改善焊接性能、改善焊接工藝、避免各種焊接缺陷、保證焊接接頭質(zhì)量的方法。4.1.1宏觀金相檢驗(yàn)1.試件的加工由于本試驗(yàn)采用的100mm×25mm×4mm不銹鋼板和100mm×25mm×4mm的低碳鋼板，一般禁止采用熱切割加工，因?yàn)槿绻捎脽崆懈顣?huì)破壞金相組織，所以本次試驗(yàn)采用手鋸設(shè)備，把試件固定在老虎鉗上，將本課題研究的所有試件，由焊縫延軸向切取，獲得焊接接頭作金相試樣。在據(jù)金相試樣時(shí)一定要據(jù)直，否則后期打磨很費(fèi)勁。金相試樣的觀察面不可以用手觸摸，用手觸摸之后不利于金相組織的后期觀察。2.試件的磨制和拋光金相的試樣在鋸割之后，要把觀察面上的較大劃痕打磨為細(xì)小劃痕。首先用80#金相砂紙進(jìn)行粗磨，然后依次更換其他目數(shù)的砂紙進(jìn)行細(xì)磨，將試樣磨至表面平整無劃痕如同鏡子一般即可。然后用拋光機(jī)器進(jìn)行拋光3腐蝕拋光金相試樣腐蝕，主要腐蝕是暴露焊縫部位，以觀察焊縫缺陷。在低碳鋼板和不銹鋼板的宏觀分析中，用硝酸與酒精按4：96的溶液配比和氯化高鐵與鹽酸按1:10進(jìn)行混合。分別用棉簽沾取兩種腐蝕液涂在不銹鋼板與低碳鋼板上，使其腐蝕10秒后迅速將試件放到清水中沖洗，迅速用吹風(fēng)機(jī)吹干觀察面。4.1.2宏觀金相試驗(yàn)分析標(biāo)準(zhǔn)件的金相檢驗(yàn)圖如圖4-1所示，參數(shù)如表4-1所示表4-1標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)焊件所改變的參數(shù)焊縫熔深(mm)焊縫熔寬(mm)焊接標(biāo)準(zhǔn)件1.08圖4-1標(biāo)準(zhǔn)件宏觀金相圖不銹鋼板與低碳鋼板角接的標(biāo)準(zhǔn)件，焊縫成形良好，沒有形成缺陷。1. 其他條件不變，電流增大為150A時(shí)焊縫熔深增大并且熔寬也增大，電流減小為90A時(shí)焊縫熔深減小并且熔寬也減小。改變電流參數(shù)的金相檢驗(yàn)圖如圖4-2、4-3所示，參數(shù)如表4-2所示表4-2改變電流參數(shù)試驗(yàn)焊縫熔深(mm)焊縫熔寬電流150(A)2.210電流90(A)0.76圖4-2電流150A宏觀金相圖圖4-3電流90A宏觀金相圖其他條件都保持不變，焊接速度增大為7cm/min時(shí)焊縫熔深減小，焊縫的熔寬也減小，焊接速度減小為3cm/min時(shí)焊縫熔深增大，焊縫熔寬也增大。改變焊接速度參數(shù)的金相檢驗(yàn)圖如圖4-4、4-5所示，參數(shù)如表4-3所示表4-3改變焊接速度參數(shù)試驗(yàn)焊縫熔深(mm)焊縫熔寬(mm)速度7（cm/min）0.86.2速度3（cm/min）2.59.5圖4-4焊接速度7cm/min宏觀金相圖圖4-5焊接速度3cm/min宏觀金相圖其他條件不進(jìn)行改變焊接角度為30°時(shí)下板熔深減小，焊接角度為60°時(shí)下板熔深增大。改變焊槍角度的金相檢驗(yàn)圖如圖4-6、4-7所示，參數(shù)如表4-4所示。表4-4改變焊槍角度參數(shù)試驗(yàn)焊縫熔深(mm)焊縫熔寬(mm)焊槍角度30°0.47.5焊槍角度60°28圖4-6焊槍角度30°宏觀金相圖圖4-7焊槍角度60°宏觀金相圖4.2焊接檢驗(yàn)尺檢驗(yàn)4.2.1焊接檢驗(yàn)尺檢驗(yàn)方法平面焊縫的高度測量

把咬邊尺對(duì)準(zhǔn)零之后，把螺絲擰緊，讓高度尺與焊點(diǎn)進(jìn)行接觸，焊縫高度為高度尺的刻度上所顯示的值，記錄所測出的焊縫高度。

2、角焊縫高度的測量

焊縫與焊接檢驗(yàn)尺工作面相互進(jìn)行接觸，并使高度尺與焊件的另一側(cè)進(jìn)行接觸，角焊縫焊縫高度為高度尺的刻度上所顯示的值，記錄所測出的焊縫高度。

3、角焊縫的測量

45°處的焊縫為角焊縫厚度。首先，主體的工作面應(yīng)靠近焊件，并且焊點(diǎn)與高度尺接觸后，所顯示的數(shù)值為焊縫的詳細(xì)高度。

4、測量焊縫咬邊深度首先，將高度尺與零位進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，然后將螺絲擰緊，最后用咬邊尺測量咬邊深淺程度，以查看咬邊尺的詳細(xì)數(shù)值，所得到的數(shù)值就是咬邊的深度數(shù)值。

5、焊縫寬度的測量方法首先，使用主體測量角和焊縫的一側(cè)進(jìn)行貼近，其次旋轉(zhuǎn)多功能尺的測量角使其靠近焊縫的另一側(cè)，然后在多功能尺上查看指示值，所的到的具體數(shù)值就是焊縫的詳細(xì)寬度。

6、焊件坡口角度的測量方法因?yàn)楹讣性敿?xì)的坡口角度的要求，所以需要用主尺和多尺進(jìn)行配合。觀察主尺的工作面和多用尺的工作面形成的角度的大小。多用直尺指示線的示值就是坡口角度的大小數(shù)值。

7、焊縫寬度的具體測量方法首先用主體測量角和焊縫一側(cè)進(jìn)行貼近，其次把多用尺的測量角進(jìn)行移動(dòng)，讓測量角接近焊縫另一側(cè)，并在多用尺上看到指示值，多用尺上顯示的詳細(xì)數(shù)值就是焊縫的詳細(xì)寬度。

8、測量裝配間隙在兩個(gè)焊件之間插入一個(gè)多用尺，在多用尺上看到間隙尺指示的詳細(xì)值，就是兩個(gè)焊件的間隙值。焊接的檢驗(yàn)尺的圖片如圖4-8圖4-8焊接檢驗(yàn)尺圖4.2.2焊接檢驗(yàn)尺檢驗(yàn)數(shù)據(jù)焊縫的寬度是用焊接檢驗(yàn)尺進(jìn)行測量的，具體的詳細(xì)數(shù)據(jù)如表4-5所示表4-5焊接檢驗(yàn)尺的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)表焊件所改變的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件電流150（A)電流90（A)焊接速度3（cm/min）焊接速度7（cm/min）焊腳尺寸（mm）4.56.53731.改變電流參數(shù)對(duì)焊腳尺寸的影響通過對(duì)比可得出當(dāng)焊接電流過大時(shí)焊腳尺寸過大，焊腳尺寸過大會(huì)造成焊接殘余應(yīng)力增加，影響焊件的力學(xué)性能，容易導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)結(jié)晶裂紋。當(dāng)電流過小時(shí)焊腳尺寸過小，焊腳尺寸過小時(shí)，焊縫的承載截面積減小。焊接接頭的承載能力降低。2.改變焊接速度參數(shù)對(duì)焊腳尺寸的影響焊接速度過小時(shí)焊腳尺寸過大，焊角尺寸過大，浪費(fèi)焊工的勞動(dòng)，浪費(fèi)悍材、電能、延誤工期，還增加了焊接件的應(yīng)力和變形，造成焊接件變形增大，甚至無法校正。焊接速度過快時(shí)焊腳尺寸過小，且焊接難度增大填絲困難，焊縫的承載能力降低，同時(shí)冷卻速度過快也會(huì)出現(xiàn)氣孔和裂紋。3.改變焊槍角度對(duì)焊腳尺寸的影響焊接角度改變?cè)斐珊改_尺寸嚴(yán)重不一致一側(cè)過大另一側(cè)過小，焊接接頭的強(qiáng)度降低，焊縫性能下降嚴(yán)重。4.3滲透探傷檢驗(yàn)4.3.1滲透探傷步驟預(yù)清時(shí)，應(yīng)先清洗所用材料的表面，表面不得有油污、鐵銹、碎屑、油漆層等明顯污垢，然后用清洗劑進(jìn)行徹底的清洗。最后，將清洗劑揮發(fā)以保持表面干燥。

2.滲透的處理，主要的步驟有將清洗后的材料放置，并將滲透劑均勻地噴在被檢材料表面。噴灑后，等待大約5-15分鐘以進(jìn)行滲透。

3.把滲透劑進(jìn)行清洗，等候5-15分鐘的時(shí)間，然后用清洗劑清洗噴在工件表面的滲透劑，使被檢材料表面保持清潔，最后再用整潔的布對(duì)其進(jìn)行擦干。

4.對(duì)顯像進(jìn)行處理，待被測材料上面的滲透劑清洗干燥后，充分搖動(dòng)顯像劑，將被測材料表面保持在150-300mm的距離處開始均勻噴涂。一段時(shí)間過后，可以看到缺陷會(huì)表示出來