發(fā)布時(shí)間：2020-12-22 05:57

　　選擇ER69-G焊絲,采用脈沖MAG焊制備了Q690焊接接頭。利用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀、萬能材料試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)測試分析了焊接接頭的顯微組織與力學(xué)性能。結(jié)果表明,焊縫金屬為針狀鐵素體,熱影響區(qū)粗晶區(qū)為粒狀貝氏體,相變重結(jié)晶區(qū)及不完全重結(jié)晶區(qū)中原貝氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)槎噙呅舞F素體。采用脈沖MAG焊制備的焊接接頭具有良好的強(qiáng)度和塑韌性。焊接接頭的熱影響區(qū)受熱循環(huán)作用發(fā)生軟化現(xiàn)象,是整個接頭中強(qiáng)度及韌性的薄弱環(huán)節(jié)。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020年19期 北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

Q690鋼焊接接頭金相組織

脈沖MAG焊接過程中在高溫電弧熱源的作用下，母材將發(fā)生局部熔化，并與熔化了的焊絲金屬混合形成熔池，熔池在隨后的冷卻過程中發(fā)生凝固。當(dāng)焊接熔池完全凝固以后，隨著連續(xù)冷卻過程的進(jìn)行，焊縫金屬將發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變后的組織將由焊縫金屬的化學(xué)成分和冷卻條件決定。對于Q690高強(qiáng)鋼焊縫而言，固態(tài)相變后的組織主要由焊縫金屬的化學(xué)成分與冷卻速度決定。焊縫金屬含有提高淬透性的Cr、Mo、Ni、Cu合金元素，在相對較高的冷速下，具有向切變-擴(kuò)散混合轉(zhuǎn)變模式的貝氏體轉(zhuǎn)變的趨勢，形成針狀鐵素體組織。一般而言，針狀鐵素體以氧化物夾雜為核心形核，由于氧化物夾雜的周邊存在“貧Mn區(qū)”，在該區(qū)域的周圍具有較高的相變驅(qū)動力，更有利于鐵素體形核。形核后的鐵素體由于需要維持較低的應(yīng)變能，因而呈現(xiàn)出針狀形態(tài)。在緊鄰焊縫的粗晶區(qū)，焊接熱循環(huán)的峰值溫度較高，超過了Ac3線，進(jìn)而發(fā)生奧氏體晶粒長大，在隨后較高的冷速作用下，形成粒狀貝氏體組織。粒狀貝氏體具有塊狀或條狀M-A組元分布于鐵素體晶粒之上的形態(tài)，其中M-A組元可以位于晶界附近也可存在于晶粒內(nèi)部[8]。在相變重結(jié)晶區(qū)以及不完全重結(jié)晶區(qū)，原母材的貝氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)槎噙呅舞F素體，發(fā)生相變后所形成的鐵素體晶粒比原母材的晶粒尺寸要大，這是因?yàn)榕c原母材經(jīng)歷較大的軋制變形相比，熱影響區(qū)僅經(jīng)歷熱循環(huán)。焊接接頭的拉伸曲線如圖3所示。測試結(jié)果表明，接頭的規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp為746 MPa，抗拉強(qiáng)度為775MPa，拉伸試樣的斷裂位置位于焊接熱影響區(qū)。焊接接頭的拉伸強(qiáng)度超過《GB/T1591-2008低合金高強(qiáng)鋼》對Q690鋼抗拉強(qiáng)度的要求，表明接頭具有合格的強(qiáng)度。180°冷彎試驗(yàn)的結(jié)果表明，焊接接頭經(jīng)冷彎后，背彎和面彎試樣表面均未發(fā)現(xiàn)裂紋，表明接頭具有良好的塑性。

焊接接頭的拉伸曲線如圖3所示。測試結(jié)果表明，接頭的規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp為746 MPa，抗拉強(qiáng)度為775MPa，拉伸試樣的斷裂位置位于焊接熱影響區(qū)。焊接接頭的拉伸強(qiáng)度超過《GB/T1591-2008低合金高強(qiáng)鋼》對Q690鋼抗拉強(qiáng)度的要求，表明接頭具有合格的強(qiáng)度。180°冷彎試驗(yàn)的結(jié)果表明，焊接接頭經(jīng)冷彎后，背彎和面彎試樣表面均未發(fā)現(xiàn)裂紋，表明接頭具有良好的塑性。圖4為顯微硬度分布圖。焊接接頭硬度的測試結(jié)果表明，焊縫金屬的平均硬度（251.24 HV0.2）與母材的平均硬度（255.26 HV0.2）基本相當(dāng)，但熱影響區(qū)存在軟化現(xiàn)象。熱影響區(qū)的粗晶區(qū)、完全相變區(qū)、不完全相變區(qū)的硬度均低于母材。其中，完全相變區(qū)的硬度最低（最低值為209 HV0.2）。材料的硬度基本上同強(qiáng)度呈正相關(guān)性，因此，熱影響區(qū)是Q690鋼焊接接頭強(qiáng)度較低的位置。Q690母材采用控軋控冷工藝制備，母相奧氏體在經(jīng)歷大的形變量和快速冷卻的條件下得到粒狀貝氏體和準(zhǔn)多邊形鐵素體軋制過程中形成的高密度位錯在很大程度可以保留于具有貝氏體組織結(jié)構(gòu)的母材之中。但在焊接熱循環(huán)作用下，升溫階段的α向γ的相變將基本消除母材軋制過程帶來的變形效應(yīng)，而隨后的冷卻過程又不可避免地形成了晶粒尺寸較大的鐵素體，進(jìn)而造成熱影響區(qū)強(qiáng)度的下降。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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