钢埋弧焊焊接工艺参数对焊缝形状的影响开题报告

1、摘要目前Q235埋弧焊的工艺参数为焊接电流、电弧电压和焊接速度。焊接技术作为传统的基础技术和制造业技术，长期以来没有在工业上得到应用，但发展十分迅速。在过去的几十年里，焊接在许多工业部门为工业经济的发展做出了重要的贡献。广泛应用于航空航天、造船、汽车、桥梁、电子信息、海洋钻探、高层建筑金属结构等重要领域。它使焊接成为制造技术和材料科学的重要专业学科，并创造了一个连接。科技的新篇章。本文对埋弧焊工艺参数的主要内容是分析焊接电流、电弧电压和焊接速度对焊缝形状的影响。它们对焊缝的形状和尺寸有很大的影响。其他参数包括导线直径、导线延伸长度、导线倾角、电流类型和极性。关键词：Q235埋弧焊 工艺参数 影

2、响AbstractNowadays, the process parameters of Q235 submerged arc welding are welding current, arc voltage and welding speed. Welding technology, as the traditional basic technology and technology of manufacturing industry, has not been applied in industry for a long time, but its development is very

3、rapid. In the past few decades, welding has made important contributions to the development of industrial economy in many industrial sectors. It has been widely used in many important fields, such as aerospace, shipbuilding, automobile, bridge, electronic information, ocean drilling and metal struct

4、ure of high-rise buildings. It has made welding an important professional subject of manufacturing technology and material science, and created a connection. A new chapter in technology. In this paper, the main content of submerged arc welding process parameters is to analyze the influence of weldin

5、g current, arc voltage and welding speed on weld shape. They have a great influence on the shape and size of the weld. Other parameters include wire diameter, wire extension length, wire inclination, current type and polarity.Keywords: Q235 submerged arc welding, process parameters, influence1绪论焊接技术

6、作为制造业的传统基础工艺与技术，在工业中应用的历史并不长，但它的发展却是非常迅速的。在短短的几十年中焊接已在许多工业部门中为工业经济的发展作出了重要贡献，在各个重要的领域如航空航天、造船、汽车、桥梁、电子信息、海洋钻探、高层建筑金属结构中都广泛应用，使焊接成为一种重要制造技术和材料科学的一个重要专业学科，开创了连接技术的新篇章。随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段发展成为制造行业中一项生产尺寸精确的产品的生产手段。因此，保证焊接产品质量的稳定性和提高劳动生产率已成为焊接生产发展的急待解决的问题。在机械制造业中不少过去一直用整铸整锻方法生产的大型毛坯改成了焊接结构，这大大

7、简化了生产工艺，降低了成本。许多尖端技术如宇航、核动力等如果不采用焊接结构，实际上是不可能实现的。焊接在整个工业中的地位还可以从这样一个事实来判断，即世界主要工业国家每年生产的焊接结构约占钢产量的45%左右，焊接结构之所以有如此迅速的发展是因为它具有一系列优点。（一）与铆接相比它可以节省大量金属材料，大约可减轻15-20%的金属材料，因为它不需要辅助材料。其次焊接结构生产不需打孔，划线的工作量也比较少，因此比较省工、省时间，工作效率当然就要高多了。（二）与铸件相比焊接结构生产不需要制作木模和砂型，也不需要专门熔炼，浇铸，工序简单，生产周期短。焊接产品质量的稳定性和提高劳动生产率已成为焊接生产发

8、展亟待解决的问题。使得实现对焊接过程的自动控制、焊接工艺制造的自动化的需求越来越迫切。另外，计算机技术、控制理论、人工智能、电子技术及机器人技术的发展为焊接过程自动化提供了十分有利的技术基础，并已渗透到焊接各领域中，取得了很多成果，焊接过程自动化已成为焊接技术的生长点之一。从焊接技术发展来看，焊接自动化、机器人化以及智能化已成为趋势。经过总结焊工的智能经验并把它们运用到现在很先进的高科技中，能够快速、灵活、安全的实现自动化焊接，现在在发达国家焊接自动化控制已经获得了满意的效果，对于宏观焊接质量（如熔透控制，接头尺寸等）的控制已取得了较大的进展，对于微观焊接质量（焊缝的金相组织及机械性能）的控制

9、也已经起步。焊接过程正由宏观向微观、由简单控制向系统的智能控制发展。2 焊接原理及过程埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行的焊接方法，这种方法是利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生热量，熔化焊丝、焊剂和母材而形成焊缝的。焊丝作为填充金属而焊剂则对焊接区域起保护和合金化作用，由于焊接时电弧掩埋在焊剂层下燃烧，电弧不外露，因此称为埋弧焊。埋弧焊的焊接过程与焊条电弧焊的基本一样，热源也是电弧，但把焊丝上的药皮改变成了颗粒状的焊剂。焊接前先把焊剂铺撒在焊缝上，大约4060米厚。焊接时，焊丝与焊件之间的电弧，完全淹埋在4060毫米厚的焊剂层下燃烧。靠近电弧区的焊剂在电弧热的作用下被熔化，这样，颗粒状焊剂、熔化的焊

10、剂把电弧和熔池金属严密的包围住，使之与外界空气隔绝。焊丝不断地送进到电弧区，并沿着焊接方向移动。电弧也随之移动，继续熔化焊件与焊剂，形成大量液态金属与液态焊剂。待冷却后，便形成了焊缝与焊渣。由于电弧是埋在焊剂下面的，故称埋弧焊（又称焊剂层下电弧焊）。当上述过程中的焊丝送进和焊丝沿焊缝向前移动两种操作均由焊机自动完成时，这就是埋弧自动焊。埋弧自动焊的焊接过程如图2所示。焊件接口开坡口（30毫米以下可不开坡口）后，先进行定位焊，并在焊件下面垫金属板，以防止液态金属的流出。接通焊接电源开始焊接时，送丝轮由电机传动，将焊丝从焊丝盘中拉出，并经导电器而送向电弧燃烧区。焊剂也从焊剂斗送到电弧区的前面。在焊

11、剂的两侧装有挡板以免焊剂向两面散开。焊完后便形成焊缝与焊渣。部分未熔化的焊剂，由焊剂回收器吸回到焊剂斗中，以备继续使用。3 焊接工艺参数的选择方法3.1 焊接工艺参数的选择依据焊接工艺参数的选择是针对将要投产的焊接结构施工图上标明的具体焊接接头进行的根据产品和相应的技术条件，下列原始条件是已知的:1）焊件形状和尺寸(直径、总长度)；接头的钢材种类和厚度。2）焊缝的种类（纵缝、环缝）和焊缝的位置（平焊、横焊、上坡焊、下坡焊）。3）接头的形式（对接、角接、搭接）和坡口形式（Y形、X形、U形坡口等）。4）对接头性能的技术要求，其中包括焊后无损探伤方法，抽查比例以及对接头强度、冲击韧度、弯曲、硬度和其

12、他理化性能的合格标准。5）焊接结构（产品）的生产批量和进度要求3.2 焊接工艺参数的选择程序首先可选定埋弧焊工艺方法，单丝焊还是多丝焊或其他工艺方法。同时依据焊件的形状和尺寸可选定细丝埋弧焊还是粗丝埋弧焊。例如小直径圆筒的内外环缝应采用2mm焊丝的细丝埋弧焊，厚板破口对接接头纵缝和环缝采用4mm焊丝的埋弧焊，船形位置厚板角接接头通常采用5mm、6mm焊丝的粗丝埋弧焊。焊接工艺方法选定后，即可按照钢材、板厚和对接头性能的要求选择适合的焊剂和焊丝牌号，对于厚板深坡口或窄间隙埋弧焊接头，应选择既能满足接头性能要求又具有良好工艺性和脱渣性的焊剂。第三根据所焊钢材的焊接性试验报告，选定预热温度、层间温度

13、、后热温度以及焊后热处理温度和保温时间。最后根据板厚，坡口形式和尺寸选定焊接参数（焊接电流、电弧电压和焊接速度）并配合其他次要工艺参数。4 焊接工艺参数的选择及确定埋弧焊的工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度等（1）焊接电流焊接电流是决定焊缝熔深的主要因素。其他条件不变时，焊接电流增大，焊缝的熔深H及余高a均增加，而焊缝的宽度变化不大。正常情况下，焊接电流与熔深间成正比关系：H=kmIkm为电流系数，决定于电流种类、极性及焊丝直径等。表1给出了各种条件下的km值。表1各种条件下的km值焊丝直径/mm电流种类焊剂牌号km值（mm/100A）T形焊缝及开坡口的对接焊缝堆焊及不开坡口的对接焊缝

14、5交流HJ4311.51.12交流HJ4312.01.05直流正接HJ4311.751.15直流正接HJ4311.251.05交流HJ4301.551.15因此，焊接电流应根据熔深要求首先选定。增大焊接电流可提高生产率，但焊接电流过大时，焊接热影响区宽度增大，并易产生过热组织，从而使接头韧性降低；此外电流过大还易导致咬边、焊瘤或烧穿等缺陷。焊接电流过小时，易产生未熔合、未焊透、夹渣等缺陷，使焊缝成形变坏。（2）电流种类与极性采用直流反接时，熔敷速度稍低，熔深较大。焊接时一般情况下都采用直流反接。采用直流正接时，熔敷速度比反接高30%50%，但熔深较浅，降低了熔敷金属中母材的百分比。特别适合于堆

15、焊。母材的热裂纹倾向较大时，为了防止热裂，也可采用直流正接。采用交流进行焊接时，熔深处于直流正接与直流反接之间。（3）电弧电压电弧电压对熔深的影响很小，主要影响熔宽，随着电弧电压的增大，熔宽增大，而熔深及余高略有减小。为保证电弧的稳定燃烧及合适的焊缝成形系数，电弧电压应与焊接电流保持适当的关系。焊接电流增大时，应适应提高电弧电压，与每一焊接电流对应的焊接电压的变化范围不超过10V。当电弧电压取下限时，焊道窄；取上限时，焊道宽。若电弧电压超出该合适范围，焊缝成形将变差。电弧电压除对焊缝成形有影响外，还会改变熔敷金属的化学成分。当电弧电压增加时，焊剂的熔化量增加，熔渣和液态金属重量间的比值增大，过

16、渡到熔敷金属中的合金元素会有所增加。（4）焊接速度焊接速度对熔深及熔宽均有明显的影响。焊接速度增大时，熔深、熔宽均减小。因此，为了保证焊透，提高焊接速度时，应同时增大焊接电流及电压。但电流过大、焊速过高时易引起咬边等缺陷。因此焊接速度不能过高。（5）焊丝直径及干伸长度电流一定时，焊丝直径越细，熔深越大，焊缝成形系数减小。然而对于一定的焊丝直径，使用的电流范围不宜过大，否则将使焊丝因电阻热过大而发红，影响焊丝的性能及焊接过程的稳定性。不同直径焊丝的许用电流范围见表2。表2不同直径焊丝的焊接电流范围焊丝直径/mm23456焊接电流/A200-400350-600500-800700-1000800

17、-1200干伸长度越大，焊丝熔化量增大，余高增大，而熔深略有减小。焊丝的电阻率越大，这种影响越大。（6）坡口及间隙的形状及尺寸其他条件不变时，坡口及间隙尺寸越大，余高越小，熔合比越小。因此，可通过开坡口或留间隙来调整余高及熔合比(即是指单道焊时,在焊缝横截面上母材熔化部分所占的面积与焊缝全部面积只之比)。此外，通过开坡口还可改善熔池的结晶条件。5 Q235钢埋弧焊焊接工艺参数对焊缝形状的影响埋弧焊的工艺参数主要是焊接电流、电弧电压和焊接速度。它们对焊缝的形状和尺寸有较大的影响。其他参数还有焊丝直径、焊丝伸出长度、焊丝倾角、电流种类和极性等。焊接I艺参数及其对焊缝形状的影响焊接时，为保证焊接质量

18、面遗定的各项参数的总称叫焊接工艺参数。5.1 焊接电流当其它条件不变时，增加焊接电流，则焊缝厚度和余高都增加，面焊缝宽度则几乎保持不变(或略有增加)，见图1-22.这是埋弧自动焊时的实验结果。分析这些现象的原因是:(D)焊接电流增加时， 电弧的热量增加，因此熔池体积和弧坑深度都随电流面增加，所以冷却下来后，焊缝厚度就增加。焊接电流增加时， 焊丝的熔化量也增加，因此焊缝的余高也随之增加。如果采用不填丝的钨极氩弧焊，则余高就不会增加、焊接电流增加时， 一方面是电弧截面略有增加，导致熔宽增加;另一方面是电流增加促使弧坑深度增加。由于电压没有改变，所以张长也不变，导致电弧潜入熔池，使电弧摆动范围缩小，

19、则就促使熔寬减少。由于两者共同的作用，所以实际上熔寬几乎保持不变。图1-22焊接电流对焊 缝形状的影响 H-焊缝厚度B一焊缝宽度d一余高1一焊接电流(二)电强电压 当其它条件不变时，电弧电压增长，焊缝寬度显著增加面焊缝厚度和余高将略有减少，见图1-23.这是因为电弧电压增加意味着电弧K度的增加，因此电弧摆动范围扩大面导致焊缝宽度增加。其次，弧长增加后，电弧的热量损失加大，所以用来熔化母材和焊丝的热量减少，相应焊缝厚度和余高就略有减小。图1-23电弧电压对焊缝形状的影响由此可见，电流是决定焊缝厚度的主要因素，面电压则是影响焊缝宽度的主要因素。因此，为得到良好的焊缝形状，即得到符合要求的焊缝成形系

20、数，这两个因素是互相制约的，即一定的电流要配合一定的电压，不应该将一个参数在大范围内任意变动。 (三)焊接速度焊接速度对焊缝厚度和焊缝寬度有明显的影响。当焊接速度增加时，焊缝厚度和焊缝寬度都大为下降，见图1-24。这是因为焊接速度增加时，焊缝中单位时间内输入的热量减少了。从焊接生产率考虑， 焊接速度愈快愈好。但当焊缝厚度要求一定时，为提高焊接速度,就得进一步提高焊接电流和电弧电压，所以，这三个工艺参数应该综合在-起进行选用。从焊接生产率考虑， 焊接速度愈快愈好。但当焊缝厚度要求一定时，为提高焊接速度,就得进一步提高焊接电流和电弧电压，所以，这三个工艺参数应该综合在-起进行选用。(四)其它工艺参

21、数及因素对焊缝形状的影响电弧焊除了上述三个主要的工艺参数外,其它一些工艺参数及因素对焊缝形状也具有一定的影响。(1)电极直径和焊丝外伸长当 其它条件不变时，减小电极(焊丝)直径不仅使电弧截面减小，而且还减小了电弧的摆动范围，所以焊缝厚度和焊缝宽度都将减小。焊丝外伸长是指从焊丝与导电嘴的接触点到焊丝末端的长度，即焊丝上通电部分的长度。当电流在焊丝的外伸长上通过时，将产生电阻热。因此，当焊丝外伸长增加时，电阻热也将增加,焊丝熔化加快，因此余高增加。焊丝直径愈小或材料电阻率愈大时，这种影响愈明显。实践证明，对于结构钢焊丝来说，直径为5m以上的粗焊丝，焊丝的外伸长在60 15 0m范围内变动时,实际上

22、可忽略其影响。但焊丝直径小于3m时，焊丝外伸长波动范围超过510mm时，就可能对焊缝成形产生明显的影响。不锈钢焊丝的电阻率很大，这种影响就更大。因此，对细焊丝，特别是不锈钢熔化电极弧焊时，必须注意控制外伸长的稳定。(2)电极(焊丝)倾角焊接时，电极(焊丝)相对于焊接方向可以倾斜一个角度。当电板(焊丝)的倾角顺着焊接方向时叫后倾;逆着焊接方向时叫前倾， 见图1-25(a)、(6)。 电极(焊丝)前倾时，电弧力对熔池液体金属后排作用减弱，熔池底部液体金属增厚了，阻碍了电弧对熔池底部母材的加热，故焊缝厚度减小。同时，电弧对熔池前部未熔化母材预热作用加强，因此焊缝寬度增加，余高减小，前倾角度。愈小，这

23、一影响愈明显，(a)后倾(6)前倾 (c) 前倾倾角的影响电极(焊丝)后倾时，情况与上述相反。(3)焊件倾角焊件相对水 平面倾斜时，焊缝的形状可因焊接方向不同而有明显差别。焊件倾斜后，焊接方法可分为两种:从高处往低处焊叫下坡焊;从低处往高处焊叫上坡焊， (6)。当进行上坡焊时，熔池液体金属在重力和电弧力作用下流向熔池尾部，电弧能深入到加:热熔池底部的金属，因而使焊缝厚度和余高都增加。同时，熔池前部加热作用减弱，电弧摆动范围减小，因此焊缝宽度减小。上坡角度愈大，影响也愈明显。上坡角度。60 12时，焊缝就会因余高过大，两侧出现咬边而使成形恶化，因此，在自动电弧焊.时，实际上总是尽量避免采用.上坡

24、焊。下坡焊的情况正好相反，即焊缝厚度和余高略有减小，而焊缝宽度略有增加。因此倾角。6 8的下坡焊可使表面焊缝成形得到改善，手弧焊焊薄板时，常采用下坡焊，一方面是避免焊件烧穿，另一方面可以得到光滑的焊缝表面成形。如果倾角过大，则会导致未焊透和熔池铁水溢流，使焊缝成形恶化， (5)焊剂埋弧焊时， 焊剂的成分、密度、颗粒度及堆积高度均对焊缝形状有一定影响。当其它条件相同时，稳弧性较差的焊剂焊缝厚度较大、而焊缝宽度较小。焊剂密度小，颗粒,度大或堆积高度减小时，由于电弧四周压力减低，弧柱体积膨胀，电弧摆动范围扩大，因此焊缝厚度减小、焊缝宽度增加、余高略为减小。此外,熔渣粘度对焊缝表面成形有很大影响，若粘

25、度过大，使熔渣的透气性不良，熔池结晶时所排出的气体无法通过熔渣排除，使焊缝表面形成许多四坑，成形恶化。(6)保护气体成分气体保护焊时， 保护气体的成分以及与此密切相关的熔滴过渡形式对焊缝形状有明显影响。采用不同保护气体进行熔化极气体保护焊直流反接时，焊缝形状的变化，见图1-28.射流过渡氩弧焊总是形成明显蘑菇状焊缝，氩气中加入02、C0或H时，可使根部成形展宽,焊缝厚度略有增加。颗粒状和短路过渡电弧焊则形成的焊缝形状宽而浅。(7)母材的化学成分母材的化学成分不同， 在其它工艺因素不变的情况下，焊缝形状不一样，这一点在氩弧焊时特别明显。如三种产地不同的0Cr18Ni19和0Cr18Ni12Mo2

26、不锈钢，用钨极氩弧焊方法焊接，采用相同的焊接工艺参数时，所得焊缝形状的变化， 表1-10母材化学成分对焊缝形状的影响注:钨棒端部45弧长2mm电流150A;焊接速度300mm/min.。5.2电流种类与极性的影响。采用直流正接时，熔敷速度比反接高30%50%，但熔深较浅，降低了熔敷金属中母材的百分比，常用于堆焊，或为防止母材熔合比过大而产生热裂纹。采用直流反接时，熔深较大，但熔敷速度较低。一般情况下都采用直流反接。例如用直径5mm的焊丝，焊接电流为600A直流电，以30m/h速度施焊时，直流反接的熔深为8mm，而正接的熔深只有5mm。采用交流电施焊时，熔深和熔敷速度介于直流正、反接之间。5.3

27、 焊接电流与电压及焊速的关系。为保证合适的熔深和美观的焊缝，除选择合适的焊接电流外，还需保持焊接电流、电弧电压和焊接速度三个工艺参数的合适匹配关系,焊接电流与电弧电压的匹配关系为保证焊缝成形美观，焊接电流增大时，应适当提高焊接电压，与每一焊接电流对应的焊接电压的变化范围不能超过lOV(合适的焊接电压的最大值与最小值之差)。当电弧电压取下限时，焊道窄；取上限时，焊道宽。若电弧电压超出最大范围，焊缝成形变坏。与焊接电流有一个对应的焊接速度范围，在此范围内焊缝成形美观，当焊接速度超过与焊接电流匹配的对应值时，焊缝出现咬边缺陷5.4 电弧电压的影响。电弧电压是决定熔宽的主要因素。电弧电压增加时，弧长增

28、加，熔深减小，焊缝变宽，余高减小。焊接电压过大时，电弧不稳，严重时会产生咬边和气孔等缺陷。请注意：电弧电压除对焊缝成形有影响外，还会改变熔敷金属的化学成分。当电弧电压增加时，焊剂的熔化量增加，熔渣和液态金属重量的比值增加，过渡到熔敷金属中的合金元素会增加。图7给出了采用高锤、高硅焊剂进行埋弧焊时，焊缝中的硅、锺含量与电弧电压的关系。5.5 焊接速度v的影响。当其他参数不变时，焊接速度对焊缝成形的影响焊接速度增加时，熔深H和熔宽B都减小，但焊接速度过高时，会产生咬边、未焊透、电弧偏吹和气孔等缺陷，焊缝余高大而窄，成形不好。焊接速度太慢，则焊缝余高大，熔池浅而宽，焊缝表面粗糙，容易产生满溢、焊瘤或

29、烧穿等缺陷。若焊速过慢，焊接电压又太高时，焊缝截面呈蘑菇形，容易产生裂纹。5.6 焊丝直径与干伸长的影响。1）焊丝直径的影响：当其他参数不变，减小焊丝直径时，因电流密度增加，熔深增大，焊缝成形系数还有一点请注意：当其他工艺参数不变时，为保证相同的熔深，采用直径5mm和2mm的焊丝施焊时，需要的焊接电流的数值见表4。表4不同直径焊丝的焊接电流范围2）焊丝干伸长的影响：当其他因素不变时，焊丝干伸长增加，由于电阻热的预热作用加强，焊丝的熔化速度增加，焊缝余高增大J此外，由于干伸长增加，焊接电流会稍减小，使熔深稍降低，从而使熔合比稍降低。试验证明：采用直径5mm焊丝施焊时，干伸长在60150mm内变化

30、，对焊缝成形的影响不大。在实际工作中，干伸长的变化范围很小(2040mm)，故用直径46mm的焊丝施焊时，干伸长的影响可忽略不计。当焊丝直径小于3mm时，干伸长的变化范围应控制在1030mm，否则影响焊接效果(5)焊丝倾角的影响。焊接时电弧永远指向已焊部分叫后倾焊，焊丝后倾时，熔深与余高增大，熔宽明显减小，焊缝成形不好，如图10(a)所示，一般只用于多丝焊的前导焊丝。焊接时焊丝相对焊件倾斜，使电弧始终指向待焊部分的焊接操作叫前倾焊，左向焊就是前倾焊。焊丝前倾时，焊缝成形系数增加，焊缝宽，熔深浅，如图10(c)所示。适于焊薄板。表5焊剂粒度要求焊接条件焊剂粒度电流小于600A0.25-1.8电流

31、600-1200A0.4-2.5电流大于1200A1.6-3.5焊丝直径不超过2mm的自动焊0.25-1.56 Q235碳素结构钢化学成分Q235是较常用的普碳素结构钢，在焊接过程中出现裂纹。可能的原因如下:1.工字钢型号较大(板厚大则焊接时冷却速度，当气温低时快引发裂纹，2.工字钢本身金相组织有缺陷存在裂纹，焊接后引发裂纹扩展;3.工字钢本身化学成分不合格(C、Si、Mn、SP)中含量超标，特别是C、s、P的含量较高时，导致碳当量超标，引起焊接裂纹的产生，4.强制装配时也会因内应力的作用引发裂纹，5.施焊顺序不当(通常应对称交叉施工,防止后焊焊缝拉裂先焊焊缝)引发裂纹，6.焊接材料不纯,坡口

32、脏(含水、锈、油等)引发裂纹，7.施工艺和焊工技能不良(电流大小、用低氢型焊条、挡风、引弧和收弧方式)引发裂纹。专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等。7 Q235钢埋弧焊热影响区组织的性能焊接热影响区性能的不均匀表现在几方面，包括常温、高温和低温的力学性能，以及在特殊工作环境中要求的耐热性、耐蚀性、疲劳强度等。采用常规力学性能时间的测量结果，只能代表整个接头的平均水平，这类数据在一定条件下对生产及设计有指导作用，但不能说明接,头中各区不同组织与性能分布，也就不可以根据薄弱环节存在的具体问题找到提高质量的途径。只有焊接热模拟技术才能测得焊接接头中各区的性能变化。1、焊接热影响区的硬度分布硬度是

33、反映材料的成分、组织与力学性能的一个综合指标。一般讲，硬度升的同时强度提高，塑性韧性下降，硬度容易测量，通过测定接头的显微硬度值，即可推断出接头组织与性能的分布情况。热影响区硬度只可反映其组织与性能。表4为四种钢组织，显微硬度与最高宏观硬度值。四种钢的含碳量自上而下递增，数据表明，在同一种钢中，不同组织硬度不同。而对于不同材料来说，含碳量不同的同一组织，硬度也不同。一般情况下，随着硬度上升，钢的塑性、韧性下降，抗裂能力减弱。因此，热影响区中硬度最高的部位往往是接头中的薄弱环节。而且硬度值越高，接头综合力学性能越低，产生裂纹等缺陷的可能就越大.8 Q235钢埋弧焊焊接裂纹的防止措施埋弧焊主要缺陷

34、及防止埋弧焊时可能产生的主要缺陷，除了由于所用焊接工艺参数不当造成的熔透不足、烧穿、成形不良以外，还有气孔、裂纹、夹渣等。本节主要叙述裂纹缺陷的产生原因及其防止措施。通常情况下，埋弧焊接头有可能产生两种类型裂纹，即结晶裂纹和氢致裂纹。前者只限于焊缝金属，后者则可能发生在焊缝金属或热影响区。一、结晶裂纹钢材焊接时，焊缝中的s、P等杂质在结晶过程中.形成低熔点共晶。随着结晶过程的进行，它们逐渐被排挤在晶界，形成了“液态薄膜”。焊缝凝固过程中，由于收缩作用，焊缝金属受拉应力，“液态薄膜”，不能承受拉应力而形成裂纹。可见产生“液态薄膜”和焊缝的拉应力是形成结晶裂纹的两方面原因。钢材的化学成分对结晶裂纹

35、的形成有重要影响。硫对形成结晶裂纹影响最大，但其影响程度又与钢中其他元素含量有关，如Mn与S结合成MnS而除硫，从而对S的有害作用起抑制作用。Mn还能改善硫化物的性能、形态及其分布等。因此，为了防止产生结晶裂纹，对焊缝金属中的Mn/s值有一定要求。Mn/s值多大才有利于防止结晶裂纹，还与含碳量有关。图3表示c、Mn、s含量与焊缝裂纹倾向的关系。可见含C量愈高，要求Mn/s值也愈高。Si和Ni的存在也会增加S的有害作用。埋弧焊焊缝的熔合比通常都较大，因而母材金属的杂质含量对结晶裂纹倾向有很大关系。母材杂质较多，或因偏析使局部C、s含量偏高，Mn/s可能达不到要求。可以通过工艺措施。(如采用直流正

36、接、加粗焊丝以减小电流密度、改变坡口尺寸等)减小熔合比;也可以通过焊接材料调整焊缝金属的成分，如增加含Mn量,降低含C、Si量等。结晶裂纹防止措施:防止结晶裂纹主要从冶金和工艺方面着手，其中冶金措施更为重要:(1)防止结晶裂纹的冶金措施1)控制焊缝中硫、磷、碳等有害元素的含量。2)对熔池进行变质处理3)调整熔渣碱度(2)防止结晶裂纹工艺措施1)调整焊接参数已得到抗裂能力较强的焊缝成形系数。2)调整冷却速度。3)调整焊接顺序，降低拘束应力。二、氢致裂纹产生氢致裂纹的氢主要是扩散氢，实验证明，随着扩散氢含量的增加，裂纹率增加。而用低氢型焊条焊接时，则未出现或很少出现焊道下裂纹。图四为在电弧气氛中不同量的氢试焊的结果，焊道下裂纹率随氢的增加而上升。氢致裂绞防止措施:1)严格对焊件进行焊前清理。2)优先采用低氢型焊条或焊接方法。9 Q235钢埋弧焊焊接质量的检验9.1 焊接检验的分类:焊接检验分为非破坏性检验和破坏性检验两大类。非破坏性检验又称无损检验,是不破坏被检验材料或成品的性能与完整性而检测其缺陷的方法。破坏性检验是从焊件上切取试样,或以产品整体破坏做实验，以检查其力学性能、化学成分、焊接性等的实验方法。9.2 齿轮内部的检验