成型原理实验指导书 焊接部分.doc

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1、成型原理实验指导书焊接部分　　冶金综合性能实验（二）实验学时8h实验性质综合性实验要求必做所属课程材料成型原理本实验综合了《焊接冶金学》焊接化学冶金原理、焊接缺陷、焊接金相组织,《材料成型原理》课程中的金属凝固原理、焊缝及热影响区的组织和性能应用等知识；使学生综合运用以上知识对焊接冶金学及金相组织及性能的影响因素进行综合分析，提高学生的动手能力和综合分析能力。　　一、实验目的　　1、掌握堆焊、角接、坡口对接及单层单道焊、多层多道焊的焊接技术；　　2、掌握手工电弧焊焊缝常见缺陷及实验时形成该缺陷的原因；　　3、掌握金相试样制取技术，观察

2、焊接接头的微观组织，且能分析焊缝组织产生的机理；　　4、分析母材、焊材、焊接方法、预热温度、焊接层数在堆焊、角接、坡口对接等焊接方法对焊缝组织性能、焊接接头质量的影响；　　二、要求　　1、根据给定实验条件，应用所学的实验优化设计的知识，设计正交实验表，选择实验方法。　　2、给定条件①母材45钢、Q235；②焊材J507（φ3.　　2、φ4.0）、J422（φ3.　　2、φ4.0）③焊接方法堆焊、坡口对接、角接；④温度室温、160℃预热、270℃预热；⑤焊接层数单层单道焊、多层多道焊；如表1所示。　　3、用砂轮切割机将焊接接头沿图示虚线

3、切开，在砂轮机上粗磨后，再在金相砂纸研磨、抛光。　　到金相显微镜下观察不同焊接条件金相组织间的差异；　　三、实验设备及实验材料　　1、交流电弧焊机BX1-　　3002、硅整流式弧焊机ZXG-　　400、ZDK-　　500、　　3、逆变式弧焊机WSM-　　3154、弧焊发电机AX4-　　4005、抛光机P-2A　　6、金相显微镜XJX-　　17、电焊条J　　507、J422，直径φ3.　　2、φ4.0等。　　8、典型金相图片、金相砂纸、吹风机、平板玻璃、脱脂棉、硝酸酒精等。　　四、实验过程及步骤（一）、实验准备　　1、每2人一组从实验指

4、导教师处领取实验所需钢板及焊条。　　2、坡口对接时先进行点固，两板间留2mm间隙。　　点固前在间隙下面垫上φ2.5mm焊丝头，将间隙处抬高，预留反变形余量。　　3、角接时也要进行点固，实验时不可进行船型位置焊接，应严格按角焊缝位置焊接。　　4、堆焊时在试件一端焊30×60×20（mm）的焊缝，另一端作为切割夹持端。　　5、焊45钢用J507φ3.　　2、φ4.0焊条，采用直流焊机；焊Q235用J422φ3.　　2、φ4.0焊条，采用交流焊机。　　6、单层单道坡口焊时，用φ3.2焊条100A左右电流打底后再进行单层焊。　　焊接时采用上坡

5、焊技术，即将试件一端垫高，从低向高处焊。　　100mm长焊道用4根φ4.0焊条200A左右电流将坡口分四段填满；多层多道焊时也要用φ3.2焊条100A左右电流打底，采用水平位置平焊、每道焊后必须待焊缝冷却到不烫手再清渣，用以保证合适层间温度，以免形成夹渣。　　同时要防止咬边，焊接时采用短弧焊且焊接角度正确（70－80?90?）的方法将焊缝焊满。　　10010010050801020δ=20用于堆焊和对接δ=10用于角接图1板材尺寸（二）、焊接试件　　1、按正交实验选定的焊接方案进行焊接准备；　　2、调节好焊接规范（做好记录）；　　3、

6、根据选择的焊接方案，将钢板分别进行预热或不预热处理，然后再采用①单层单道焊②多层焊③堆焊等焊接方式焊接试件。　　要求焊缝的每层厚度不小于3㎜；　　4、焊接完毕在室温下冷却，等待切割。　　60～90°0-2.0≤　　21、坡口对接A单层单道B多层多道　　（2）堆焊　　（3）角接图2焊接方法（三）、金相试样分析　　1、将焊接后的试件沿图示方向切开，准备制取金相试样（如图3）；切割试样时，应注意夹紧试样；按下切割手柄时用力均匀；始终用水冷却切割试样；注意不要敲击砂轮片；实验人员不要站在砂轮旋转的切线方向，以免砂轮及试样飞出伤人；　　(1)坡

7、口对接　　（2）堆焊1　　（3）角接图3试样切割部位（虚线位置为切割部位）　　2、在粗砂轮机上打磨金相试样后，再在较细砂轮机上进一步打磨。　　此时注意不要戴手套，应站在砂轮机侧面均匀用力，将磨削面磨平；打磨时注意及时用水冷却试样；　　3、采用280#、360#、540#和精磨砂纸按次序将试样磨光（注意换砂纸时将试样的打磨方向与原打磨方向垂直），直到试样划痕很浅很细后，才能在抛光机上抛光；　　4、将抛光后的试样先用酒精擦洗，再用3%的硝酸酒精溶液腐蚀几秒钟至试样表面变暗后，用水冲洗干净，用酒精棉擦干，最后将试样吹干；　　5、在金相显微镜

8、下观察试样的金相组织；　　6、分析母材、焊材、焊接方法、预热温度、焊接层数在堆焊、角焊、坡口对接等焊接方法下对焊缝组织性能、焊接接头质量的影响；　　五、实验思考题　　1、试述手工电弧焊焊缝常见缺陷及实验时形成该缺陷的原因