Q235焊接工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

-.zPAGE1[鍵入文字]1緒論1.1Q235的成分及焊接性分析Q235鋼是一種普通碳素構(gòu)造鋼，具有冶煉容易，工藝性好，價(jià)格價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)，而且在力學(xué)性能上也能滿足一般工程構(gòu)造及普通機(jī)器零件的要求，在世界各國(guó)得到廣泛應(yīng)用。碳素構(gòu)造鋼的牌號(hào)表達(dá)其機(jī)械性能，符號(hào)用Q+數(shù)字表示，其中"Q〞為屈服點(diǎn)"屈〞的漢語拼音，表示屈服強(qiáng)度的數(shù)值。Q235表示這種鋼的屈服強(qiáng)度為235MP，Q235鋼含碳量約為0.2%屬于低碳鋼。Q235成分:C含量0.12%-0.22%、Mn含量0.30%-0.65%、Si含量不大于0.30%、S含量不大于0.050%、P含量不大于0.045%。S、P和非金屬夾雜物較多在一樣含碳量及熱處理?xiàng)l件下，低碳鋼焊接材料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。Q235含有少量的合金元素，碳含量比擬低，一般情況下〔除環(huán)境溫度很低或鋼板厚度很大時(shí)〕冷裂傾向不大。工件預(yù)熱有防止裂紋、降低焊縫和熱影響區(qū)冷卻速度、減小應(yīng)力等重要作用。但是預(yù)熱使勞動(dòng)條件惡化，并使工藝復(fù)雜。低合金構(gòu)造施焊前是否需要預(yù)熱，一般應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和焊接性試驗(yàn)來確定。當(dāng)母材的碳當(dāng)量Ceq≥0.35時(shí)應(yīng)考慮預(yù)熱。低合金鋼淬硬傾向[1]主要取決于鋼的化學(xué)成分，根據(jù)碳當(dāng)量公式可知Q235的碳當(dāng)量小于0.4%，在焊接過程中根本無淬硬傾向，焊前不需預(yù)熱。且這類剛含碳量較低，具有較的抗熱裂性能，焊接過程中熱裂紋傾向較小，正常情況下不會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。從厚度考慮，當(dāng)板厚超過25mm時(shí)應(yīng)考慮100℃以上的焊前預(yù)熱，試驗(yàn)中所用鋼板的厚度為12mm，不需預(yù)熱。焊接熱處理的目的是為了消除焊接應(yīng)力、提高構(gòu)件尺寸的穩(wěn)定性、增強(qiáng)抗應(yīng)力腐蝕性能、提高構(gòu)造長(zhǎng)期使用的質(zhì)量穩(wěn)定性和工件平安性等。低合金鋼焊接構(gòu)造在大多數(shù)請(qǐng)況下不進(jìn)展焊后熱處理，只有在特殊要求的情況下才進(jìn)展焊后熱處理。此試驗(yàn)并無特殊要求，因此并未進(jìn)展焊后熱處理。1.2焊條1.2.1對(duì)焊條的根本要求〔1〕焊條的熔敷金屬應(yīng)具有良好的力學(xué)性能〔2〕焊條的熔敷金屬應(yīng)具有規(guī)定的化學(xué)成分，以保證其使用性能的要求〔3〕焊條應(yīng)具有良好的工藝性能〔4〕要求焊條具有良好的抗氣孔、抗裂紋能力 〔5〕焊條應(yīng)具有良好的外觀〔表皮〕質(zhì)量1.2.2焊條的組成焊條由焊芯和藥皮兩局部組成。焊條中被藥皮包覆的金屬芯是焊芯，其主要作用是導(dǎo)電，在焊條端部形成電弧，同時(shí)焊芯靠電弧熱熔化后，冷卻形成具有一定成分的熔敷金屬。焊條中涂在焊芯外表上的涂料稱為藥皮。其主要作用是機(jī)械保護(hù)作用、冶金處理作用和改善焊接工藝性能。焊條按熔渣酸堿度可分為酸性焊條和堿性焊條。酸性焊條的工藝性能好，焊縫外表成形美觀、波紋細(xì)密。堿性焊條的焊縫具有較高的塑性和沖擊韌度，一般承受動(dòng)載的焊件或剛性較大的重要構(gòu)造采用堿性堿性焊條。本實(shí)驗(yàn)為一般構(gòu)造，采用酸性焊條E4303(J422).1.3焊接操作考前須知及平安要求焊條電弧焊操作時(shí)，必須注意平安與防護(hù)，平安與防護(hù)技術(shù)主要有防止觸電、弧光輻射、火災(zāi)、爆炸和有毒氣體與煙塵中毒等。1.3.1防止觸電焊條電弧焊時(shí)，電網(wǎng)電壓和焊機(jī)輸出電壓以及手提照明燈的電壓等都會(huì)有觸電危險(xiǎn)。因此，要采取防止觸電措施?；蚪恿恪：附与娎|和焊鉗絕緣要良好，如有損壞，要及時(shí)修理。焊條電弧焊時(shí)，要穿絕緣鞋，戴電焊手套。在鍋爐、壓力容器、管道、狹小潮濕的地溝焊接時(shí)，要有絕緣墊，并有人在外監(jiān)護(hù)。使用手提照明燈時(shí)，電壓不超過平安電壓36V，高空作業(yè)時(shí)不超過12V。高空作業(yè)時(shí)，在接近高壓線5m或離低壓線2.5m以作業(yè)，必須停電，并在電閘上掛警告牌，設(shè)人監(jiān)護(hù)。萬一有人觸電，要迅速切斷電源，并及時(shí)搶救。1.3.2防止弧光輻射焊接電弧強(qiáng)烈的弧光和紫外線對(duì)眼睛和皮膚有損害。焊條電弧焊時(shí)，必須使用帶弧焊護(hù)目鏡片的面罩，并穿工作服，戴電焊手套。多人焊接操作時(shí)，要注意防止相互影響，宜設(shè)置弧光防護(hù)屏或采取其他措施，防止弧光輻射的穿插影響。6級(jí)以上大風(fēng)時(shí)，沒有采取有效的平安措施不能進(jìn)展露天焊接作業(yè)和高空作業(yè)，焊接作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)附近應(yīng)有消防設(shè)施。電焊作業(yè)完畢應(yīng)拉閘，并及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)，徹底消除火種。1.3.3防止火災(zāi)在焊接作業(yè)點(diǎn)火源10米以、高空作業(yè)下方和焊接火星所及圍，應(yīng)徹底去除有機(jī)灰塵、木材、木屑、棉紗棉絲、草墊干草、石油、汽油、油漆等易燃物品。如有不能撤離的易燃物品，諸如木材、未撤除的隔熱保溫的可燃材料等，應(yīng)采取可靠的平安措施，如用水噴濕，覆蓋濕麻袋、石棉布等。1.3.4防止爆炸在焊接作業(yè)點(diǎn)10米以，不得有易爆物品，在油庫、油品室、乙炔站、噴漆室等有爆炸性混合氣體的室，嚴(yán)禁焊接作業(yè)。沒有特殊措施時(shí)，不得在有壓力的壓力容器和管道上焊接。在進(jìn)展裝過易燃易爆物品的容器焊補(bǔ)前，要將盛裝的物品放盡，并用水、水蒸氣或氮?dú)庵脫Q，清洗干凈：用測(cè)爆儀等儀器檢驗(yàn)分析氣體介質(zhì)的濃度；焊接作業(yè)時(shí)，要翻開蓋口，操作人員要躲離容器孔口。1.3.5防止有毒氣體和煙塵中毒焊條電弧焊時(shí)會(huì)產(chǎn)生可溶性氟、氟化氫、錳、氮氧化物等有毒氣體和粉塵，會(huì)導(dǎo)致氟中毒、錳中毒、電焊塵肺等，尤其是堿性焊條在容器、管道部焊接更甚。因此，要根據(jù)具體情況采取全面通風(fēng)換氣、局部通風(fēng)、小型電焊排煙機(jī)組等通風(fēng)排煙塵措施。1.4焊接工藝參數(shù)對(duì)Q235焊接性能的影響Q235屬于對(duì)焊接方法的選擇無特殊要求，焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊、電渣焊、氬焊等焊接方法均可采用。本實(shí)驗(yàn)采用的是最常用的焊條電弧焊。焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量，必須選擇合理的工藝參數(shù)，所選定的焊接工藝參數(shù)總稱為焊接工藝規(guī)。例如，手工電弧焊的焊接工藝規(guī)包括：焊接電流、焊條直徑、焊接速度、電弧長(zhǎng)度和多層焊焊接層數(shù)等，其中電弧長(zhǎng)度和焊接速度一般由操作者在操作中視實(shí)際情況自行掌握，其他參數(shù)均在焊接前確定。1.4.1焊條直徑

焊條直徑根據(jù)焊件的厚度和焊接位置來選擇。一般，厚焊件用粗焊條，薄焊件用細(xì)焊條。立焊、橫焊和仰焊的焊條應(yīng)比平焊細(xì)。焊條直徑是根據(jù)焊件厚度、焊接位置、接頭形式、焊接層數(shù)等進(jìn)展選擇的。1〕對(duì)根部要求均勻焊透的Ⅰ形坡口角接、T形接、搭接焊縫和反面根部底焊的對(duì)接焊縫，焊條直徑可根據(jù)焊件厚度進(jìn)展選用。2〕焊件厚度一樣但所處焊接位置不同，應(yīng)選用不同直徑的焊條。如在橫焊、立焊焊接時(shí)，很少使用直徑5.0mm的焊條。3〕不同的接頭形式應(yīng)選用不同直徑的焊條。如T形接頭、搭接接頭，由于散熱條件比對(duì)接接頭好，所以可選用較粗直徑的焊條。4〕開坡口的接頭第一層打底焊時(shí)應(yīng)選用直徑較細(xì)的焊條，如對(duì)接接頭打底焊時(shí)可選用直徑3.2mm的焊條，其余各層可選用直徑4.0mm的焊條。5〕平焊低碳鋼時(shí),焊條的直徑與焊件的厚度有一個(gè)大體的對(duì)應(yīng)關(guān)系。1.4.2焊縫的空間位置

按焊縫在空間所處的位置，可分為平焊、仰焊、立焊和橫焊四種。其中平焊操作方便，易于保證焊接質(zhì)量，生產(chǎn)率高，應(yīng)盡可能地應(yīng)用。其他位置施焊，金屬液因重力作用容易下流，施焊困難，應(yīng)盡量防止。假設(shè)確需采用這些位置時(shí)，應(yīng)采取一定的焊接措施。因此在做此次實(shí)驗(yàn)時(shí)采用的是平焊。1.4.3焊接電流和焊接速度

焊接電流是影響焊接接頭質(zhì)量和生產(chǎn)率的主要因素。電流過大，金屬熔化快，熔深大、金屬飛濺大，同時(shí)易產(chǎn)生燒穿、咬邊等缺陷；電流過小，易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷，而且生產(chǎn)率低。確定焊接電流時(shí)，應(yīng)考慮到焊條直徑、焊件厚度、接頭型式、焊接位置等因素，其中主要的是焊條直徑?？筛鶕?jù)生產(chǎn)經(jīng)歷選擇焊接電流：看飛濺，焊接電流大致使電弧力增大。飛濺大；焊接電流小時(shí)電弧力小，熔渣與鐵水不易分清?？春缚p成型：焊接電流大容易咬邊，余高??；焊接電流小，焊縫窄而高?？春笚l熔化狀況：焊接電流大，焊條熔化快而發(fā)紅，焊接電流小容易粘弧。一般，細(xì)焊條選小電流，粗焊條選大電流。焊接低碳鋼時(shí)，焊接電流和焊條直徑的關(guān)系可由以下經(jīng)歷公式確定：I=〔30～40〕d式中：I為焊接電流〔A〕，d為焊條直徑〔mm〕。由于教師已指定焊條直徑為3.2mm，且為平板堆焊，適宜電流應(yīng)在96A～128A之間，為了比擬不同電流對(duì)焊縫的影響，我們組在實(shí)驗(yàn)中選用了四個(gè)焊接電流，分別是80A、100A、120A、140A.我在實(shí)驗(yàn)中用的焊接電流為120A。焊接速度是指焊條沿焊縫長(zhǎng)度方向單位時(shí)間移動(dòng)的距離，它對(duì)焊接質(zhì)量影響很大。焊速過快，易產(chǎn)生焊縫的熔深淺、熔寬小及未焊透等缺陷；焊速過慢，焊縫熔深、熔寬增加，特別是薄件易燒穿。確定焊接電流和焊接速度的一般原則是：在保證焊接質(zhì)量的前提下，盡量采用較大的焊接電流值，在保證焊透且焊縫成形良好的前提下盡可能快速施焊，以提高生產(chǎn)率。1.4.4焊件坡口

根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，在焊件的待焊部位加工出一定幾何形狀的溝槽稱為坡口。手弧焊時(shí)，當(dāng)被焊工件較薄〔板厚≤6mm〕時(shí)，可采用I型坡口，當(dāng)焊件厚度大于6mm時(shí)，為了保證焊縫區(qū)焊透，按板厚的不同，需要在接頭處開出一定形狀的坡口。本實(shí)驗(yàn)只是為觀察不同焊接電流條件下的組織和力學(xué)性性能，并且由于時(shí)間和技術(shù)有限，雖然板厚為12mm，并未開破口。1.4.5焊接接頭形式

根據(jù)施焊金屬件的空間位置，常見的焊接接頭型式有：對(duì)接接頭、搭接接頭、角接接頭和丁字接頭等。其中對(duì)接接頭受力均勻，是應(yīng)用最多的接頭型式。搭接接頭受力時(shí)將產(chǎn)生附加彎矩，而且消耗金屬量大，但不需開坡口，裝配尺寸要求不高。1.4.6焊接電壓和電弧長(zhǎng)度的選擇焊條電弧焊中電弧電壓不是焊接工藝的重要參數(shù)，一般不須確定。但電弧電壓是由電弧長(zhǎng)度來決定的，電弧長(zhǎng)則電弧電壓高，反之則低電弧長(zhǎng)度是焊條芯的融化端到焊接熔池外表的距離。它的長(zhǎng)短的控制主要取決于焊工的知識(shí)、經(jīng)歷和技巧。在焊接過程中，電弧長(zhǎng)短直接影響焊縫的質(zhì)量和成形。如果電弧長(zhǎng)，電弧飄擺，燃燒不穩(wěn)定，飛濺增加，熔深小，熔寬大，易形成氣孔缺陷。電弧短，則經(jīng)常出現(xiàn)短路。正常的電弧長(zhǎng)度可用經(jīng)歷公式來確定，即:L=(0.5～1)d(d為焊條直徑)。電弧長(zhǎng)度往往是個(gè)抽象的概念，判斷時(shí)可根據(jù)具體的情況靈活掌握。實(shí)際操作中，電弧長(zhǎng)，則電弧發(fā)出"呼呼〞的響聲，且熔深淺，焊縫中出現(xiàn)水珠狀的鐵水；電弧短時(shí)，鐵水和熔渣分辨不清，有時(shí)會(huì)看到鐵水淹沒焊條末端，看不到熔池形狀；電弧適中時(shí)，可看到熔池與母材有兩條清晰的界限，熔池形狀呈桃狀，鐵水與熔渣有明顯的層次感。2實(shí)驗(yàn)過程確定焊接電流查閱文獻(xiàn)分組確定焊接電流查閱文獻(xiàn)分組磨金相組織焊接切試樣磨金相組織焊接切試樣組織拍照組織拍照觀察組織觀察組織硬度測(cè)試得出結(jié)論硬度測(cè)試得出結(jié)論數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析圖2—1實(shí)驗(yàn)流程圖2.1試驗(yàn)原理電弧焊作為一種熔化焊，是通過加熱使被焊金屬的聯(lián)接處到達(dá)熔化狀態(tài)，焊縫金屬凝固后實(shí)現(xiàn)金屬的圖2-2焊縫金屬的交互結(jié)晶示意圖圖2-2焊縫金屬的交互結(jié)晶示意圖圖2—圖2—3在圖2-2中顯示，隨著晶粒的成長(zhǎng)，熔池中晶粒界面前的濃度過冷和溫度梯度也隨著發(fā)生變化。因而，熔池全部凝固以后，各處將會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)晶形態(tài)。在焊接熔池的熔化邊界上，溫度梯度G較大，結(jié)晶速度R很小，因此此處的濃度過冷最小，隨著焊接熔池的結(jié)晶。溫度梯度G由熔化邊界處直到焊縫中心逐漸變小，熔池的結(jié)晶速度R卻逐漸增大，到焊縫中心處，溫度梯度最小，結(jié)晶速度最大。熱影響區(qū)是焊接或切割過程中，材料因受熱的影響〔但未熔化〕而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域。按其組織特征又可分為以下四個(gè)區(qū)域：過熱區(qū)〔粗晶區(qū)〕指焊接熱影響區(qū)中，具有過熱組織或晶粒顯著粗大的區(qū)域。此區(qū)的溫度圍為固相線至1100℃，因加熱溫度過高，奧氏體晶粒急劇長(zhǎng)大，使其塑性明顯下降，尤其是沖擊韌度下降20％-30％，對(duì)于易淬火鋼，此區(qū)脆性更大，是熱影響區(qū)中性能最差的部位。焊接剛度大的構(gòu)造件時(shí)，常在過熱粗晶區(qū)產(chǎn)生脆化或裂紋?！瞓〕細(xì)晶區(qū)細(xì)晶區(qū)是焊接時(shí)母材被加熱到1100℃～Ac3的部位，將發(fā)生重結(jié)晶，將發(fā)生重結(jié)晶，即鐵素體和珠光體全部變?yōu)閵W氏體，然后在空氣中冷卻得到細(xì)小均勻的鐵素體和珠光體，相當(dāng)于熱處理的正火組織。此區(qū)域的塑性和韌性都較好，是焊接熱影響區(qū)中性能最好的區(qū)域?！瞔〕熔合區(qū)熔合區(qū)為焊縫與母材相鄰的部位，又稱半熔化區(qū)，溫度處于液相線與固相線之間。這個(gè)區(qū)域的微觀行為十分復(fù)雜，焊縫與母材的不規(guī)則結(jié)合，形成了參差不齊的分界面。此區(qū)域的圍很窄，但由于在化學(xué)成分上和組織性能上都有較大的不均勻性，所以對(duì)焊接接頭的強(qiáng)度、韌性有很大影響。在許多情況下熔合區(qū)是產(chǎn)生裂紋、脆性破壞的發(fā)源地?！瞕)不完全重結(jié)晶區(qū)加熱溫度Ac1-Ac3，約750-900℃，鋼被加熱奧氏體+局部鐵素體區(qū)域，冷卻后的組織為細(xì)小鐵素體+珠光體+局部大塊未變化的鐵素體，晶粒大小不均勻。此區(qū)特點(diǎn)是晶粒大小不一，組織不均勻，因此力學(xué)性能也不均勻。2.2實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備2.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備鎢極交、直流方波氬弧焊焊機(jī)〔焊機(jī)型號(hào)WANBO-WSE-350〕、BM-4*DV倒置金相顯微鏡、維氏顯微硬度計(jì)HV—1000A、型材切割機(jī)〔J1G-DI-355〕、250毫米落地砂輪機(jī)、金相砂紙、金相拋光機(jī)，J422系列焊條等。圖2-4粗拋設(shè)備圖2-5精拋設(shè)備圖2-6BM-4*DV倒置金相顯微鏡2.2.2實(shí)驗(yàn)概述在光學(xué)顯微鏡下觀察、區(qū)分和分析金屬的微觀組織的金相檢驗(yàn)，多是用專門制備的試樣。由于金屬試樣對(duì)一般光線的不透明性，所以要經(jīng)過特殊的制備，使金屬試樣外表既要平整如鏡，又要界限清楚，以便在顯微鏡視場(chǎng)中不同程度地反射光源，從而顯示出清晰的圖象。2.2.3金相試樣的制備[5]步驟：1〕取樣取樣部位及檢驗(yàn)面地選擇取決于被分析材料或零件的特點(diǎn)、加工工藝過程及熱處理過程，應(yīng)選擇有代表性的部位。生產(chǎn)中常規(guī)檢驗(yàn)所用試樣的取樣部位、形狀、尺寸都有明確的規(guī)定。對(duì)于軋材，要研究材料表層的缺陷和非金屬夾雜物的分布時(shí)，應(yīng)在垂直軋制方向上取橫向試樣。研究夾雜物的類型、材料的變形程度，晶粒被拉長(zhǎng)的程度、帶狀組織等應(yīng)在平行于軋制方向取縱向試樣。取樣時(shí)，應(yīng)該保證不使被觀察的截面由于截取而產(chǎn)生組織變化，因此對(duì)不同的材料要采用不同的截取方法。軟材料：可以用鋸、車、刨等加工方法；硬材料：可以用砂輪切片機(jī)切割或用電；火花切割等方法，切割過程中要不斷地進(jìn)展水冷卻；硬而脆的材料：可以用錘擊方法。金相試樣的大小以便于握持、易于磨制為準(zhǔn)，通常金相試樣為的圓柱體或相當(dāng)尺寸的立方體。2〕鑲樣一般情況下，如果試樣大小適宜，則不需要鑲樣。但試樣尺寸過小或形狀極不規(guī)則者以及化學(xué)熱處理的試樣，如帶、絲、片、管，滲碳制備試樣十分困難，我們就必須把試樣鑲嵌起來。一般常采用塑料鑲嵌，鑲嵌材料有膠木粉、聚氯乙烯等，也可以采用機(jī)械鑲嵌法，即用夾具夾持試樣。3〕磨樣磨樣分為粗磨和細(xì)磨,粗磨就是將試樣在砂輪機(jī)上磨出一個(gè)平面,并倒45的傾斜角。細(xì)磨即將試樣在金相砂紙上磨，我們使用的金相砂紙是：0號(hào)〔320?！?；01號(hào)〔400?！常?2號(hào)〔500?！?；03號(hào)〔600?！?；－04號(hào)〔800＃〕，號(hào)數(shù)越大,砂紙?jiān)郊?xì),細(xì)磨時(shí)從最粗的開場(chǎng)磨,磨的步驟如下:為了保證磨面平整不產(chǎn)生塌邊和弧度，應(yīng)單方向進(jìn)展。磨削時(shí)應(yīng)順號(hào)進(jìn)展，不宜跳號(hào)。當(dāng)新的磨痕蓋過舊的磨痕,更換下一號(hào)砂布。換砂布時(shí)，試樣轉(zhuǎn)90，使新的磨痕垂直舊磨痕，易于觀察粗痕的逐漸消除。以此類推，一直磨到05號(hào)。4)拋光經(jīng)細(xì)磨后的試樣需要清洗，除去鐵屑、砂，以便于進(jìn)一步拋光，拋光的目的是除去細(xì)磨時(shí)遺留下來的細(xì)微磨痕而獲得光亮無疵的鏡面。金相拋光一般可分為機(jī)械拋光，電解拋光和化學(xué)拋光。實(shí)驗(yàn)中我們采用機(jī)械拋光。下面介紹機(jī)械拋光機(jī)的工作原理：機(jī)械拋光在金相制樣拋光機(jī)上進(jìn)展，拋光機(jī)主要是由一個(gè)電動(dòng)機(jī)和被帶動(dòng)的一個(gè)或兩個(gè)拋光盤組成，轉(zhuǎn)速200～600轉(zhuǎn)/分，拋光盤上鋪以不同材料的拋光布，粗拋時(shí)常用帆布粗拋，細(xì)拋時(shí)常用絨布、細(xì)呢或絲綢。拋光時(shí)在拋光盤上不斷滴注拋光液，拋光液一般為AlO、MgO和CrO等。在水中的懸浮液，有時(shí)也在拋光盤上涂以極細(xì)鉆石粉制成的膏狀拋光劑。機(jī)械拋光是靠極細(xì)的拋光粉末與磨面間產(chǎn)生的相對(duì)磨削和滾壓作用來消除磨痕的。拋光時(shí)應(yīng)將試樣磨面均勻地、平正地壓在旋轉(zhuǎn)著地拋光盤近中心處，壓力不宜過大，并沿盤的邊緣到中心不斷地來回移動(dòng)。在拋光的最后階段，可將試樣轉(zhuǎn)180作反向拋光，防止夾雜物的"拖尾〞現(xiàn)象。5)腐蝕試樣拋光后〔化學(xué)拋光除外〕，在顯微鏡下只能看到光亮的磨面及夾雜物等，要對(duì)試樣的組織進(jìn)展顯微分析，試樣還須經(jīng)過腐蝕，常用的腐蝕方法為化學(xué)腐蝕法?；瘜W(xué)腐蝕是將拋光好的樣品磨面在化學(xué)腐蝕劑中腐蝕一定時(shí)間，從而顯示出試樣的組織。實(shí)驗(yàn)中常用的腐蝕劑為4％的硝酸酒精溶液。2.3硬度測(cè)試本次試驗(yàn)測(cè)試的力學(xué)性能指標(biāo)為硬度，采用的硬度測(cè)試設(shè)備為華銀HV-1000A維氏顯微硬度計(jì)。硬度測(cè)定是機(jī)械性能試驗(yàn)中最簡(jiǎn)單、最常用的一種方式，常用的方法為壓入法。其標(biāo)志為反映固體材料在受到其他物體壓入時(shí)所表現(xiàn)出的抵抗彈性變形、塑性變形和破裂的綜合能力。假設(shè)將硬度測(cè)量對(duì)象縮小到顯微尺寸以，就稱為顯微硬度試驗(yàn)。顯微硬度測(cè)試試驗(yàn)采用靜力壓入法，壓頭是一個(gè)極小的金剛石角錐體，如圖2—7所示圖2—7華銀HV-1000A維氏顯微硬度計(jì)在測(cè)試硬度時(shí)，要根據(jù)組織的分布來確定每個(gè)區(qū)的硬度分布。轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡，使目鏡對(duì)著試樣，緩慢搖動(dòng)右下方手柄直至目鏡出現(xiàn)試樣組織，然后小心搖動(dòng)手柄，以防試樣和物鏡相碰。當(dāng)目鏡里組織最清晰時(shí)停頓搖動(dòng)手柄。按下操作界面上的加載按鈕，壓頭自動(dòng)加載、保荷、卸荷，卸荷后目鏡自動(dòng)轉(zhuǎn)回中心位置，這時(shí)目鏡里會(huì)出現(xiàn)如圖2-8所示的小菱形，通過目鏡兩邊手柄測(cè)量菱形的兩條對(duì)角線并記錄下來。顯微維氏硬度壓頭為菱面錐體壓頭，它的硬度值是用試驗(yàn)力除以壓痕外表積所得的商表示，壓痕面積根據(jù)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度求的。在具體操作時(shí)，只需按選定的試驗(yàn)力，將測(cè)得的對(duì)角線長(zhǎng)度輸入系統(tǒng)，即可獲得顯微硬度值。圖2-8硬度壓痕測(cè)試圖3試驗(yàn)結(jié)果與討論3.1不同電流對(duì)焊接工藝性的影響表3-1焊接電流對(duì)焊接的工藝性影響焊條直徑組別焊接電流引弧性穩(wěn)弧性飛濺電弧吹力渣的覆蓋情況脫渣性焊縫成形焊接缺陷3.2160差一般小一般差一般一般脫節(jié)280一般好一般一般較好一般一般無3120好好較大較大很好很好很好無4140較好較好較大較大很好較好較好無隨著電弧焊接電流的增大，焊接的引弧性、穩(wěn)弧性、脫渣性及焊縫成形性都逐漸變好，但是焊接飛濺和電弧吹力也較大，作用在焊件上的電弧力增加，焊條熔化快，熔寬略有增加，焊接效率也高。但是焊接電流太大時(shí)，飛濺和煙霧大，焊條尾部易發(fā)紅，局部涂層要失效或崩落，而且容易產(chǎn)生咬邊、焊瘤、燒穿等缺陷，增大焊件變形，還會(huì)使接頭熱影響區(qū)晶粒粗大，焊接接頭的韌性降低；焊接電流太小，則引弧困難，焊條容易粘連在工件上，電弧不穩(wěn)定，易產(chǎn)生未焊透、未熔合、氣孔和夾渣等缺陷，且生產(chǎn)率低。可以看出焊條直徑為3.2mm時(shí)，焊接電流120A的焊接工藝較好。3.2焊接電流對(duì)硬度的影響表3-2焊接電流對(duì)硬度的影響直徑組別電流Q235低碳鋼焊接接頭硬度值表〔HV〕焊縫區(qū)均值熱影響區(qū)均值3.2180146.5133.2145.7141.8161.2172.7159.2164.42100213.3204.9193.6203.9143.3146.2130.7140.13120150.5156.8157.9155.1176.5171.4164.3170.74140144139.6132.1138.6134.9134.9133.7134.5母材平均硬度為151.5圖3-1120A各區(qū)硬度曲線圖3-1120A各區(qū)硬度曲線圖3-2不同電流熱影響區(qū)硬度曲線圖3-3不同電流焊縫區(qū)硬度曲線上圖中顯示，焊接電流逐漸增大，熔合區(qū)、熱影響區(qū)和焊縫區(qū)硬度[4]均表達(dá)出逐漸增大的趨勢(shì)。各直徑下的電流中，低電流硬度較為低，電流過高則硬度過高，從而使低碳鋼的韌性和塑性降低，只有中間電流的力學(xué)性能最為適宜。3.3焊接電流對(duì)Q235焊接接頭組織的影響母材組織圖圖3-4母材40倍圖3-6母材100倍圖3-6母材400倍上圖為不同放大倍數(shù)下的Q235鋼母材的組織圖，塊狀多面體組織為鐵素體,黑色多面體組織為珠光體,鐵素體和珠光體較為均勻地混合分布著。3.3.2焊縫組織圖圖3-7焊縫40倍圖3-8焊縫100倍圖3-9焊縫400倍焊縫區(qū)的顯微組織[3]在顯微鏡下觀察，焊縫凝固后的組織主要特征之一是形成柱狀晶。其生長(zhǎng)有明顯的方向性，與散熱最快的方向一致，即垂直于熔合線向焊縫中心開展。對(duì)于常用的焊接構(gòu)造鋼〔低碳鋼〕從液態(tài)向固態(tài)的一次結(jié)晶形成柱狀晶奧氏體，然后進(jìn)一步冷至室溫還要經(jīng)歷二次結(jié)晶過程，呈柱狀晶的奧氏體在冷卻過程中分解為鐵素體和珠光體。由于含碳較低，由先共析體素體沿奧氏體晶界析出，把原奧氏體的柱狀晶輪廓勾畫出來，也稱為柱狀鐵素體。柱狀鐵素體十分粗大，其間隙中為少量珠光體，往往成氏組織形態(tài)。假設(shè)為多層焊接，焊縫二次結(jié)晶組織變?yōu)榧?xì)小鐵素體加少量珠光體。這是由于后一層焊縫相對(duì)前一層焊縫進(jìn)展加熱，使其發(fā)生相變?cè)俳Y(jié)晶，從而柱狀晶消失，形成細(xì)小的等軸晶。合金鋼二次結(jié)晶的組織，則受到合金元素和焊接條件的影響而會(huì)出現(xiàn)不同的組織一般焊縫中合金元素較多，淬透性較好或冷卻速度加快時(shí)出現(xiàn)貝氏體-馬氏體組織。3.3.3熱影響區(qū)組織圖圖3-9熱影響區(qū)40倍圖3-10熱影響區(qū)100倍圖3-11熱影響區(qū)400倍