中碳结构钢的焊接.doc

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1、中碳结构钢的焊接摘要：挑选最合适的填充材料，并研究其焊接接头结构和技术机械性能。关键词：氩弧焊；焊接接头；热裂纹形成阻力；强度；冲击强度；结构介绍：考虑到科学发展的优先方向和关键技术，为发展俄罗斯联邦的技术和方法，俄罗斯联邦在2011年7月颁布第8997号总统令：强调新一代技术的生产设备和一系列优先发展的战略方向的技术，包括材料和技术的发展方向。在工程和其他分支技术的大量装载的组件中，高强度钢是很有前景的材料，并常被应用于那些需要减少质量并保持高强度的组件中。他有一个特殊的优点，是其在材料中的应用，能够在不失效的情况下应对高冲击载荷的影响。实验材料和程序：调查所使用的是55

2、KhN2MA钢板，厚度为3-5毫米。3毫米板材切割成试样，用来调查的热裂纹阻力。加工5毫米厚的坯料，用于制备用于焊接的坡口（V形坡口），接着通过手工氩弧焊填充焊接材料，从而研究机械性能和结构。使用了以下的填充材料-碳含量为0.12%-0.25%的工业高强度焊丝(Sv-12Kh2NMA,Sv-18KhMA,Sv-20Kh2G2SNVMA和Sv-25Kh2NMTsRA)-上述Kh2G2SNVMKA系统与0.30-0.34％碳含量的实验填充材料，再加上钴合金，从而降低了回火温度，并增加马氏体转变的起始温度，使得在焊接中，高碳含量的钢在快冷情况下，可以降低钢的淬火敏感性成为可能。-

3、母材焊丝使用用填充材料的钢的可焊性通常根据GOST26389标准的LTP1-6方法评定。用于评价热裂纹敏感性的这个标准是，在最大的（临界）应变速率Vcr下在试样中无裂纹形成。研究使用的是大小为50￡50￡3mm的对接试件，不开坡口，经过高温回火处理。厚度为4-5毫米的试样用非熔化极钨极氩弧焊焊接，配以直流电源。这个焊缝焊接三次，焊接之后，立即将焊接接头放入炉中回火处理以防止开裂。之后，对用于母材的焊接接头进行热处理：淬火和低温回火。进行研究以确定通过不同熔化理论[电渣重熔（ESR）和真空电弧重熔（VAR）]制造的钢在+20℃(GOST1497-84)的强度特点和在+20℃和

4、-70℃(GOST9454-78)的冲击韧性，包括在+20℃和-70℃(GOST6996-66)的焊接接头的强度和冲击韧性的特点。焊接接头的结构通过金相技术进行研究，根据GOST22838-77，用OlympusGX51光学金相显微镜。未进行热处理的焊接接头的结构利用醋酸钠腐蚀，热处理过的试样，通过10％的草酸溶液进行电解处理。冲击弯曲试验后的试样断裂面的断口分析在+20℃和-70℃下，通过JEOLJSM-6490LV扫描电镜进行实验结果和讨论：计算填充材料的不同碳含量，以确定大致的焊接接头金属的碳含量。计算程序是基于熔融母体的截面积和沉积（填充材料）金属的值，这个值总是等

5、于整个焊接接头的横截面面积。Fw=Fdm+Fpm对于没有开坡口的焊接接头，根据下列等式进行计算：其中，S是材料的厚度。厚度为3毫米的材料得到以下值：母体中部分和焊接接头中沉积的金属γpm和γbm根据焊接接头的横截面的几何参数进行计算：γpm和γbm的所得到的值与发表的数据一致。焊接接头的碳含量由下式计算：{C}w{C}pm{C}dm分别为焊接金属，母材和沉积金属中的碳含量，ηpm是从母材金属传递到焊接金属中的碳的系数（在近似计算它可以等于1）。计算结果表明，即使在填料中的碳含量低，在焊接过程中混合在焊接接头的碳含量依然很高，经常高于0.35％（表1）。表1表示出焊接接头和的

6、热裂纹敏感性测试中的碳含量的计算的结果。由母体材料制作填料的钢（由VAR制成）的热裂纹敏感性的调查显示：临界应变速率很低——1.59毫米/分钟（见表1），为了比较，下面这个参数值是工业用高强马氏体结构钢，通过真空感应熔炼法制造的值是30KhGSNA和30KhGSN2A-3.0mm/min;35KhS2N3M1FA(VKS-9)–2.4mm/min;38KhS3N4K2MFA(VKS-12)–1.9mm/min;40KhGS3VA(EI643)–2.0mm/min.一批钢（由VAR制造）中的焊接接头与填料材料Sv-12Kh2NMA,Sv-20Kh2G2SNVMA,30Kh2G

7、2NVMKA和55KhN2MA.一起制造。在20℃的温度下进行的拉伸试验，显示使用SV-20Kh2G2SNVMA作为填充材料时能够得到高强度焊接接头的（1760–2080MPa）。使用其他材料时，得到的强度的平均值要低7-15%（表2）。断裂发生在试样的不用位置：焊接接头，焊接区和母材。当衡量焊接接头的特性是这个必须被考虑在内。通过在+20℃的温度下，焊接区的焊接接头的冲击弯曲试验表明：低的冲击韧性和大量的分散参数。（通过参数2-5）。实验结果表明，当使用Sv-20Kh2G2SNVMA时，该冲击韧性最高值，比使用其