焊接电流对焊缝热影响区性能影响

1、.焊接电流对焊缝及热影响区性能影响的研究总结 一、焊接试验研究的意义我公司对生产中常用的电弧焊接方法（焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护电弧焊），近几年在第三方中国船级社CCS、美国船级社 ABS和挪威船级社DNV的确认下，进行焊接工艺评定试验，获得合格的试验结果（PQR），编制常用钢材Q235钢和Q345钢的焊接工艺规程（WPS）。通过焊接工艺评定试验，确定的焊接工艺规范在生产中应用，可以保证焊接接头的力学性能合格。但总的来说，通过焊接工艺评定试验，确定的焊接规范其焊接电流偏小。在实际生产中焊工普遍使用较大的焊接规范，即较大的焊接电流和较慢的焊接速度，并减少焊道数。为此在产品制造中用户派来的监理经

2、常提出意见，要求焊工控制焊接规范，执行根据焊接工艺评定的试验结果，编制的焊接工艺规程，这是无可非议的。为了探讨焊接电流对焊缝及热影响区性能的影响，从2001年9月开始进行焊接电流对焊缝及热影响区性能影响的研究，在焊接试片时采用较大的焊接电流，然后进行力学性能试验，了解采用较大的焊接电流，对焊缝及热影响区性能影响的情况，现将试验的结果进行总结。二焊接试验研究的情况在实际焊接生产中，特别是埋弧焊的焊接规范明显偏大。在焊接工艺规程中规定，Q235钢和Q345钢的埋弧焊，一般使用4mm的焊丝，焊接电流为500600A，焊接速度为3446 cm/min，采用多层多道焊，这样，熔敷系数较低，增加焊接的道数

3、，生产效率较低。这次在埋弧焊试验中，材质为Q345B钢，板厚20mm，开单面V形坡口，坡口角度为45°，无钝边和间隙，使用H08A4mm的焊丝和HJ431焊剂，采用焊工常用的较大焊接电流为650700A,比规定提高100A，将原来的多层多道焊改为多层单道焊；同样厚度的焊接接头，其焊道数由7道降为5道(见图1)；焊接电压由32V提高到4042V,提高了和生产效率。但增加了焊接接头的热输入量，可能会影响焊缝及热影响区的性能。试片焊接时，为防止烧穿，第1道焊缝为混合气体保护焊，焊接日期为2001年11月6日，层间温度为120150。 图 1焊接试片的试验结果如下：1、化学成分的结果见表1。

4、 报告日期为2001年11月11日表1委托编号化验 编号材料规格化 学 成 分 （%） CSiMnPSHP2001-S-11275焊缝埋弧焊0.080.371.280.0140.010HP2001-S-11276母材Q345-B0.100.221.360.0120.0102、X射线探伤检查结果见表2。报告日期为2001年11月7日表2焊缝编号等 级结 果板厚（mm）HP2001-S-1I合 格203、力学性能试验结果 报告日期为2001年12月12日 焊接接头拉力试验的结果见表3。表3试样编号 尺寸（mm）破断拉力（KN）抗拉强度（MPa）备 注HP2001-S-119.8×24.8

5、252513焊缝断 HP2001-S-119.8×24.8254517焊缝断 弯曲试验的结果见表4。表4试 样 编 号尺 寸（mm）弯 心 直 径(mm)弯 曲 角 度HP2001-S-119.8×10侧弯 51180° 合格HP2001-S-119.8×10侧弯 51180° 合格HP2001-S-119.8×10侧弯 51180° 合格HP2001-S-119.8×10侧弯 51180° 合格 冲击试验的结果见表5。表5试 样 编 号试验温度冲 击 试 验 (AKV、J)备 注1常 温948887焊缝

6、中心2常 温899498熔合线3常 温767090熔合线外3mm对埋弧焊的试验结果进行分析，可以认定采用较大的焊接电流焊接Q345-B钢，其焊缝和热影响区的性能无大的影响，仍然合格。对焊条电弧焊的4mm，J422焊条进行试验，在焊接工艺规程中规定，平焊的焊接电流为160210A。这次在焊条电弧焊试验中，材质为Q235-B钢，板厚16mm，开单面V形坡口，坡口角度为 45°，无钝边、无间隙焊接(见图2)。试片在平焊位置焊接，焊接日期为2001年11月14日，层间温度140155，焊接电流220230A。 图 2焊接试片的试验结果如下：1、化学成分的结果见表6。 报告 日期为2001年1

7、1月16日表6委托编号化验编号 材料规格化学成分 (%)CSiMnPSHS2001-m-11290焊缝焊条电弧焊0.100.130.390.0300.010HS2001-m-11291母材Q235-B0.110.220.700.0170.0102、X射线探伤检查结果见表7。 报告日期为2001年11月15日表7焊缝编号等 级结 果板厚（mm）HS2001- m -1合 格163、力学性能试验结果 报告日期为2001年12月30日 熔敷金属拉力试验的结果见表8。表8试验编号尺寸（mm）标点长度(mm)屈服点(MPa)抗拉强度(MPa)伸长度(%)收缩率(%)HS2001- m -11050376

8、45926.040.5 冲击试验的结果 见表9。表9试样编号试验温度()冲击试验(AKV，J)备 注HS2001- m -1常温668770 焊 缝 中 心对焊条电弧焊的试验结果进行分析，可以认定采用稍大的焊接电流，焊接Q235-B钢，其焊缝的性能无大的影响仍然合格。对混合气体保护焊1.2mm焊丝进行试验，在焊接工艺规程中规定，平焊的焊接电流为180240A，这次在Ar80%+CO220%混合气体保护焊试验中，材质为Q345-B钢，板厚16mm，开单面V形坡口，坡口角度为45°，无钝边、无间隙焊接接头(见图3)。试片在平焊位置焊接，焊接日期为2001年9月20日，控制层间温度1301

9、60，焊接电流210260A，电流为直流反接。 图 3焊接试片的试验结果如下：报告日期为2001年9月25日1、化学成分的结果见表10表10委托编号化验编号 材料规格化学成分 (%)CSiMnPSHP2001-G-11113焊缝气体保护焊0.070.701.240.0130.010HP2001-G-11177母材Q345-B0.190.521.450.0150.0202、X射线探伤检查结果见表11。 报告日期为2001年9月26日表11焊缝编号等 级结 果板厚（mm）HS2001- G -1合 格163、力学性能试验结果 报告日期为2001年10月31日 焊接接头拉力试验的结果见表12。表12

10、试验编号尺寸（mm）破断拉力(KN)抗拉强度(MPa)备 注HP2001- G -116×25241603母材断HP2001- G -116×25236590母材断 弯曲试验的结果 见表13。表13试 样 编 号尺 寸（mm）弯 心 直 径(mm)弯 曲 角 度HP2001-G-116×104a 侧弯180° 合格HP2001-G-116×104a 侧弯180° 合格HP2001-G-116×104a 侧弯180° 合格HP2001-G-116×104a 侧弯180° 合格 冲击试验的结果见表1

11、4。表14试 样 编 号试验温度()冲 击 试 验 (AKV、J)备 注1-30808060焊缝中心2常 温156150156熔合线3常 温588682熔合线外3mm对焊条电弧焊的试验结果进行分析，可以认定采用稍大的焊接电流，焊接Q345-B钢，其焊缝和热影响区的性能无大的影响仍然合格。三、焊接试验研究的结论这次对焊接生产中的埋弧焊(SAW)、焊条电弧焊(SMAW)和混合气体保护焊(GMAW)三种焊接方法，采用比焊接工艺规程中规定的较大的焊接电流，进行对焊缝及热影响区性能影响的试验研究，其焊接电流的情况见表15。表15焊接方法焊条、焊丝直径(mm)焊接工艺规程规定的焊接电流(A)试验的焊接电流(A)埋弧焊4500600650700焊条电弧焊4160210220230混合气体保护焊1.2180240210260从表15中看出，试验的焊接电流，均比焊接工艺规程中规定的焊接电流要大一些。另外从试验中得到的化学成分的结果、X射线探伤检查的结果、力学性能试验的结果均为合格，说明我公司常用钢材Q235-B钢