q235焊接工艺课程设计

q235焊接工艺课程设计内容摘要：

数据分析 得出结论 河南工业大学 10 材具有交互结晶的特征，图 22 为母材和焊缝金属交互结晶的示意图。 由图可知，焊 缝金属与联接处母材具有共晶现象，即熔池金属的结晶是从熔合区母材的半熔化晶粒上开始向焊缝中心成长的。 这种结晶形式称为交互结晶或联生结晶。 当晶体最易长大方向与散热最快方向一致时，晶体便优先得到成长，有的晶体由于取向不利于成长，晶粒的成长会被遏止。 这就是所谓选择长大，并形成焊缝中的柱状晶。 在图 22 中显示，随着晶粒的成长，熔池中晶粒界面前的浓度过冷和温度梯度也随着发生变化。 因而，熔池全部凝固以后，各处将会出现不同的结晶形态。 在焊接熔池的熔化边界上，温度梯度 G 较大，结 晶速度 R 很小，因此此处的浓度过冷最小，随着焊接熔池的结晶。 温度梯度 G 由熔化边界处直到焊缝中心逐渐变小，熔池的结晶速度 R 却逐渐增大，到焊缝中心处，温度梯度最小，结晶速度最大。 热影响区是焊接或切割过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。 按其组织特征又可分为以下四个区域： 图 2— 3 河南工业大学 11 （ a） 过热区 （粗晶区） 指焊接热影响区中，具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。 此区的温度范围为固相线至 1100℃，因加热温度过高，奥氏体晶粒急剧长大，使其塑性明显下降，尤其是冲击韧度下降 20％ 30％，对于 易淬火钢，此区脆性更大，是热影响区中性能最差的部位。 焊接刚度大的结构件时，常在过热粗晶区产生脆化或裂纹。 （ b）细晶区 细晶区是焊接时母材被加热到 1100℃ ～ Ac3 的部位，将发生重结晶，将发生重结晶，即铁素体和珠光体全部变为奥氏体，然后在空气中冷却得到细小均匀的铁素体和珠光体，相当于热处理的正火组织。 此区域的塑性和韧性都较好，是焊接热影响区中性能最好的区域。 （ c）熔合区 熔合区为焊缝与母材相邻的部位，又称半熔化区，温度处于液相线与固相线之间。 这个区域的微观行为十分复杂，焊缝与母材 的不规则结合，形成了参差不齐的分界面。 此区域的范围很窄，但由于在化学成分上和组织性能上都有较大的不均匀性，所以对焊接接头的强度、韧性有很大影响。 在许多情况下熔合区是产生裂纹、脆性破坏的发源地。 （ d)不完全重结晶区 加热温度 Ac1 Ac3，约 750900℃，钢被加热奥氏体 + 部分铁素体区域，冷却后的组织为细小铁素体 +珠光体 +部分大块未变化的铁素体，晶粒大小不河南工业大学 12 均匀。 此区特点是晶粒大小不一，组织不均匀，因此力学性能也不均匀。 实验材料与设备 实验设备 钨极交、直流方波氩弧焊焊机 （焊机型号 WANBOWSE350）、BM4XDV 倒置金相显微镜、维氏显微硬度计 HV— 1000A、型材切割机（ J1GDI355）、 250 毫米落地砂轮机、金相砂纸、金相抛光机， J422 系列焊条等。 图 24 粗抛设备 图 25 精抛设备 河南工业大学 13 图 26 BM4XDV 倒置金相显微镜 实验概述 在光学显微镜下观察、辨别和分析金属的微观组织的金相检验，多是用专 门制备的试样。 由于金属试样对一般光线的不透明性，所以要经过特殊的制备，使金属试样表面既要平整如镜，又要界限分明，以便在显微镜视场中不同程度地反射光源，从而显示出清晰的图象。 金相试样的制备 [5]步骤 ： 1） 取样 取样部位及检验面地选择取决于被分析材料或零 件的特点、加工工艺过程及热处理过程，应选择 有代表性的部位。 生产中常规检验所用试样的取 样部位、形状、尺寸都有明确的规定。 对于轧材，要研究材料表层的缺陷和非河南工业大学 14 金属夹杂 物的分布时，应在垂直轧制方向上取横向试样。 研究夹杂物的类型、材 料的变形程度，晶粒被拉长的程度、带状组织等应在平行于轧制方向取纵向试样。 取样时，应该保证不使被观察的截面由于截取而产生组织变化，因此对不同的材料要采用不同的截取方法。 软材料：可以用锯、车、刨等加工方法；硬材料：可以用砂轮切片机切割或用电；火花切割等方法，切割过程中要不断地 进行水冷却；硬而脆的材料：可以用锤击方法。 金相试样的大小以便于握持、易于磨制为准，通常金相试样为的圆柱体或相当尺寸的立方体。 2） 镶样 一般情况下，如果试样大小合适，则不需要镶样。 但试样尺寸过小或形状极不规则 者以及化学热处理的试样，如带、丝、片、管，渗碳制备试样十分困难，我们就必须把试样镶嵌起来。 一般常采用塑料镶嵌，镶嵌材料有胶木粉、聚氯乙烯等，也可以采用机械镶嵌法，即用夹具夹持试样。 3） 磨样 磨样分为粗磨和细磨 ,粗磨就是将试样在砂轮机上磨出一个平面 ,并倒45 的倾斜角。 细磨即将试样在金相砂纸上磨，我们 使用的金相砂纸是： 0号（ 320 ＃）； 01 号（ 400 ＃）； 02 号（ 500 ＃）； 03 号（ 600 ＃）；－ 04 号（ 800 ＃），号数越大 , 砂纸越细 ,细磨时从最粗的开始磨 ,磨的步骤如下 : 为 了保证磨面平整不产生塌边和弧度，应单方向进行。 磨削时应顺号进行，不宜跳号。 当新的磨痕盖过旧的磨痕 ,更换下一号砂布。 换砂布时，试样转 90 ，使新的磨痕垂直旧磨痕，易于观察粗痕的逐渐消除。 以此类推，一。