【摘要】：以X70管線鋼用藥芯焊絲多道焊平焊接頭為研究對(duì)象.用光鏡和掃描電鏡觀察焊接接頭和沖擊試樣金相組織、尋找沖擊斷口起裂源,對(duì)焊縫沖擊韌性不穩(wěn)定且出現(xiàn)低值的原因進(jìn)行了研究.結(jié)果發(fā)現(xiàn),沖擊試樣的取樣位置不同,沖擊吸收功不同;沖擊試樣開(kāi)缺口處柱狀晶所占比例是沖擊韌性出現(xiàn)波動(dòng)的一個(gè)主要原因,但不是其出現(xiàn)低值的原因;缺口前沿焊接缺陷的位置以及粗大晶粒是沖擊韌性波動(dòng)以及出現(xiàn)低值的主要原因,試樣沖擊吸收功為54.2 J時(shí)是解理斷裂,解理斷裂試樣的起裂源為夾雜、未熔合等焊接缺陷,且這些缺陷的位置距缺口越近,沖擊韌性越低.
【圖文】：

析出相及M-A組元等這些脆性因素均可以增加解理斷裂的可能性．多道焊焊縫金屬中焊道之間熱影響區(qū)的粗晶區(qū)出現(xiàn)上述組織的幾率特別大．因此可以認(rèn)為焊縫金屬?zèng)_擊韌性的離散性與LBZ有關(guān)．沖擊韌性的大小和缺口前沿的組織、晶粒大小以及缺陷等有關(guān)［6］，因此可以從這幾個(gè)方面來(lái)研究焊縫金屬韌性不穩(wěn)定、出現(xiàn)低值的本質(zhì)原因．1試驗(yàn)方法試驗(yàn)所用焊接接頭試樣由美國(guó)HobartBrothers公司提供．試驗(yàn)?zāi)覆臑楹穸?8mm的16MnＲ低合金高強(qiáng)鋼板，焊絲型號(hào)是X70管線鋼用Fabshield71T8(1．6mm)．采用平焊焊接位置，，焊道次序如圖1所示，焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表1．焊縫金屬的化學(xué)成分如表2．在焊接接頭中間取1個(gè)拉伸試樣，取10個(gè)分別相鄰的沖擊試樣，如圖2所示．CharpyV形試樣尺寸為55mm×10mm×10mm，沿厚度方向(ND)加工成標(biāo)準(zhǔn)V形缺口．使用450-J沖擊試驗(yàn)機(jī)，在－40℃下進(jìn)行低溫沖擊試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)酒精和液氮的比例得到相應(yīng)的低溫值．圖1平焊焊道次序示意圖Fig.1Schematicofweldingpasssequence

第5期袁軍軍，等:多層多道平焊接頭沖擊性能不穩(wěn)定的原因分析101表1焊接工藝參數(shù)Table1Weldingparameters電弧電壓U/V焊接電流I/A送絲速度vf/(mm·s－1)焊接速度v/(mm·s－1)20220664～5表2焊縫金屬的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table2ChemicalcompositionsofweldmetalCMnPSSiNiAl0．0081．3540．0070．0020．1020．7160．937圖2拉伸和沖擊試樣取樣方式(mm)Fig.2IllustrationoftensileandCharpyV-notchsamplespreparationfromweldmetal將焊接接頭試樣機(jī)械拋光后用3%硝酸酒精腐蝕10～15s，分別用OM與SEM觀察焊縫金屬的微觀組織形態(tài)．用SEM觀察沖擊斷口試樣，分析其斷裂形態(tài)．用Image軟件測(cè)量微觀組織晶粒的大小和沖擊斷口延伸區(qū)(SZW)、塑性裂紋擴(kuò)展區(qū)(SCL)及起裂源到塑性裂紋尖端的距離Xf三個(gè)微觀參數(shù)的大�。�2試驗(yàn)結(jié)果與分析2．1焊接接頭的力學(xué)性能多道焊焊接接頭拉伸試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，可知抗拉強(qiáng)度達(dá)到要求．焊接接頭低溫沖擊試驗(yàn)結(jié)果示于圖3，低溫沖擊吸收功波動(dòng)特別大，7，8，10號(hào)試樣沖擊吸收功可達(dá)到400J，為韌性斷裂;而5號(hào)試樣沖擊吸收功僅為54．2J，為解理斷裂．表3室溫拉伸結(jié)果Table3Tensileresultsatroomtemperature抗拉強(qiáng)度Ｒm/MPa屈服強(qiáng)度ＲeL/MPa斷后伸長(zhǎng)率A(%)52744928．42．2焊接接頭的顯微組織圖4a為該焊接接頭的宏觀形貌．由圖4a可知，多道焊焊縫金屬包括兩部分:一部分是未受后續(xù)焊道熱影響作用的柱狀晶區(qū)域，如圖4aA區(qū)域所示，放大特征如圖4b所示，其組織為粗大的側(cè)板條鐵素體和少量的珠光體．另一部分組織是受后續(xù)焊道焊縫熱影響的區(qū)域，如圖4aB區(qū)域所示，放大特征如圖4c所示，其為均勻細(xì)小的鐵素體和極少量的珠光體．可知焊縫金屬組織晶粒大小非常不均勻，這?
【作者單位】： 蘭州理工大學(xué)有色金屬先進(jìn)加工與再利用省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;Hobart
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)面上基金資助項(xiàng)目(51675255)
【分類(lèi)號(hào)】：TG407

【參考文獻(xiàn)】

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7 危文灝;

本文編號(hào)：2523269