焊接線能量對低合金鋼焊縫組織和性能影響

發布時間： 2013-10-18 9:10:06

線能量對焊縫組織的影響線能量對蓋面焊縫組織的影響。低倍檢驗結果表明，隨著焊接線能量的增加，柱狀晶區所占的寬度增大，每一柱晶的尺寸也增大。蓋面焊縫的組織有先共析鐵素體、側板條鐵素體和針狀鐵素體。隨著線能量的增加，先共析鐵素體數量增多，針狀鐵素體數量減少。這是因為冷卻速度減少。這是因為冷卻速度減小，有利于高溫下的相變進行。另外，因冷卻速度減小，較低溫度下生成的針狀鐵素體也逐漸粗化。線能量對重結晶區焊接組織的影響。重結晶區指的是蓋面焊縫下面焊道經過蓋面焊縫再加熱而發生重結晶的區域。該區域包括兩部分，即粗晶部分和細晶部分。隨著線能量的增加，粗晶部分的原奧氏體晶粒更加粗大，粗晶部分的寬度增大，晶界先共析鐵素體尺寸增大，數量增多；并有側板條鐵素體出現；晶內針狀鐵素體的尺寸也有長大。細晶部分的晶粒尺寸也隨線能量的增加而增大。線能量為6KJ/cm時，其組織主要是鐵素體，呈等軸晶存在。線能量為43KJ/cm時，由于冷卻速度很慢，其組織為鐵素體加珠光體，鐵素體的晶粒尺寸也明顯長大。綜上試驗結果表明，隨著焊接線能量的增加，蓋面焊縫中柱狀晶的平均寬度增加，先共析鐵素體的數量增加，針狀鐵素體的數量減少；針狀鐵素體的晶粒尺寸也增加。在重結晶的焊縫部分，隨著線能量的增加，粗晶區的原奧氏體晶粒更粗大，先共析鐵素體的尺寸長大，數量增多；細晶區的鐵素體晶粒尺寸也有長大，珠光體的數量明顯增多。線能量對焊縫力學性能的影響線能量對拉伸性能的影響。不同含猛量的焊縫，隨著線能量的增加，其屈服強度和抗拉強度均呈下降趨勢。就中等含錳量的焊縫而言，線能量從6KJ/cm增加到43KJ/cm后，其屈服強度下降100MPa。通常，隨著線能量的增加，Mn的強化作用會逐漸減弱。對于最小和最大線能量條件下，每增加0.1%Mn，焊縫抗拉強度分別增加10MPa和7MPa。線能量對沖擊性能的影響。以沖擊吸收功100J和28J作為上平臺和下平臺沖擊吸收功，那么通過焊接線能量與上、下平臺沖擊溫度的關系可以看出，線能量為20KJ/cm時上、下平臺溫度均最低，線能量太小或太大均對提高焊縫韌性不利。從含Mn量的影響來分析，不論在哪一個線能量下，含Mn量為1.4%時的上、下平臺溫度最低。含Mn量低于0.7%時或高于1.6%對改善焊縫韌性都是無益的。從每層的焊道數多少來比較，每層2道的情況下焊縫韌性最高，這時沖擊缺口位于兩道焊縫的搭接區，該區全部發生了重結晶，無柱狀晶區存在。每層3道的時候焊縫韌性下降，因為這時沖擊缺口位置約有25%的柱狀晶存在；無柱狀晶的搭接位置約在缺口兩側3mm的地方。為了比較缺口位置對100J的沖擊試驗溫度，對于每層2道和3道的焊縫，分別將沖擊缺口置于中心和偏移3mm。通過試驗結果可知，當缺口開在全部重結晶區時(偏移中心3mm)，線能量較低條件下(10KJ/cm)韌性更好。因此，從整個接頭性能考慮，最好采用常規的窄道工藝施焊，以不擺動為宜。當然也不推薦太快的焊速施焊，否則會有大量的硅和氧過渡到焊縫，使焊縫韌性下降；但也不允許焊速太慢，那樣會引起晶粒粗大，導致韌性大幅度下降。本文參考《焊接材料手冊》一書。相關鏈接 2023年安徽黃山團建圓滿結束

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