【《某Q420B板焊接工艺评定分析案例》3300字】

某Q420B板焊接工艺评定分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u25591某Q420B板焊接工艺评定分析案例 1251811.1焊接工艺评定 121841.2实验条件准备 284201.3焊接试件的施焊 2325361.4焊接准备及要求 2204961.5焊接流程 3138541.6焊接参数的设定 3261151.7检测项目 3105901.8检查过程 3150061.9检测分析 3142341.9.1拉伸试验数据分析 498211.9.2金相显微组织试验 52851.9.3焊缝的组织规律分布 7131121.9.4显微硬度试验 9285491.9.5显微硬度数据 10137431.10试验结论总结 111.1焊接工艺评定焊接工艺评定为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。焊接工艺评定是保证质量的重要措施，为正式制定焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠依据。1.2实验条件准备母材与焊接材料的选择母材Q420B化学成分、机械性能1.3焊接试件的施焊在焊接过程中，由于焊接的加热时间长，连续焊接往往会引起很大的变形。因此，我们采用分段后焊的方法来减少或补偿局部焊缝造成的变形，以达到减少整体变形的目的。此外，金属在冷却过程中通过堵塞，在焊接区域产生拉伸应力。在焊接通过后的冷却过程中，可使用刮刀或风扇敲击焊接金属（避免裂纹，撞击具有良好焊接塑性的热状态），促进焊接金属的塑性变形到收缩的一部分，补偿焊缝，逐渐降低焊接负荷。1.4焊接准备及要求(1）焊棒、电线在使用前应按说明书烘烤，重复烘烤不得超过2次。(2）在使用焊丝前，应清除锈蚀和油斑，直到发现金属光泽为止。如果使用焊丝，必须插入特殊绝缘筒，温度保持在100~150℃。(3）氩气装置纯度99.95%，钨棒用装饰性钨电极，规格P2.5mm。(4）槽加工：必须按设计图纸要求加工，槽上基本金属无裂缝、双皮、损伤、孔等误差，清除槽表面及内外壁10~15mm内的油、锈、垢、日落，露出金属光泽。(5)对接管口端面应与管子中心线垂直,对口时应做到内壁齐平,如有错口，其错口值不应超过壁厚的10%且不大于1mm。坡口加工形式,对口间隙及工艺参数见《焊接工艺评定方案》。(6〉在焊接前和焊接过程中，钢管中充满氩气，以保护焊缝背面的合金元件，防止燃烧和氧化。空气倒角挡板可采用硬纸板（厚度3~5mm）。硬纸板的直径与钢管的内径相协调。从钝接头端面两侧拆除150mm，用高温胶带和管内壁密封并固定[14]。1.5焊接流程焊前准备→焊前检查(合格)→对口(合格)→预热→点固→氩弧焊打底→检查(合格)→填层→盖面→清渣自检(合格)→打钢印代号→光谱→热处理。1.6焊接参数的设定焊接工艺参数（焊接电流、电压、焊接速度等)、施焊技术（运条方式、层间清理方法等)、预热温度、焊后热处理参数，以及需要检验试验的项目(外观、无损检测、力学性能、金相检验等）。1.7检测项目检验项目包括外观、无损探伤、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、金相检验、硬度检验等。1.8检查过程Q420B组装焊接顺序为:弦杆组对→弦杆焊接→组装直腹杆→组装斜腹杆→腹杆焊接。1.9检测分析经评定，各项检验及试验结果均合格，按DL868-2004《焊接工艺评定规程》评定该工艺满足要求，可以用于实际生产。1.9.1拉伸试验数据分析试验前：厚度：10mm，标距：60mm，截面积：20×10420×200÷10000=8.4试验后：表4-1拉伸试验结果焊接接头焊接接头的抗拉强度Mpa试样1试样2试样3平均值149045842248524484604154253450477410420图1.6各组拉伸试验结果曲线图1.6所示每一组试样的抗拉强度平均分别是430，425，410Mpa，所以三组试样的是抗拉强度符合要求的。（b）（c）图1.7应力-应变显示图1.9.2金相显微组织试验Q420B板材焊缝切割后进行试样切割制备，利用金相切割机将板材切割成小块，经过砂纸打磨，以及利用抛光膏抛光布抛光，并进行腐蚀其表面，在金相显微镜下可清晰看到组织的形状。如图1.8为实验设备TRM1700金相显微镜。图1.8TRM1700倒置金相显微镜预磨机样品的作用力取试样，用食指握住试样的拓朴，用拇指和中指放置试样，打开预磨机，调节自来水量至适当大小，将试样放在砂纸中间附近，轻轻按压试样，并用砂纸将试样表面完全研磨，当试样表面的划痕都在一个方向时，转动试样的刮刀，使试样后退，直到新的划痕覆盖上一个划痕为止，重复3-4次。当最后一个划痕在一个方向时，样品的研磨就完成了，关掉水龙头和研磨机，准备抛光。样品抛光在试样表面涂上少许抛光浆，连接抛光机，调节自来水量至合适的大小，避免抛光夹被抛光布夹出，慢慢将试样倾斜到抛光布上，然后轻轻按压试样，使其与抛光布接触在此期间，转动样品上表面像镜子一样，看不到小划痕，关闭抛光机，开始抛光。图1.9抛光后的式样如图1.9为抛光后的试样。当试样抛光好后，需要对其进行腐蚀才可以在金相显微镜中观察到其组织的状态和形貌。(3)金相试块的腐蚀抛光后的试样用水冲洗几秒钟，以清除抛光过程中的杂质，并做好腐蚀准备，用夹子将试样表面用棉球液（4%硝酸酒精）均匀擦拭，反复清洗5~8次，直至腐蚀样品的表面变成灰。当然是均匀的,然后立即用水冲洗样品表面，清洗记录液，避免过度腐蚀，清洗后用浸有酒精的棉球清洗样品表面，然后用风扇吹干样品表面。此时，样品的腐蚀完成，并准备对样品进行观察。图1.10腐蚀后的式样如图1.10所示将样品放在台上，连接显微镜的光源，更换物镜低倍镜，将样品调整到距物镜2~3mm，然后观察目镜，同时用视场中观察样品组织的总调整按钮向下调整样品的位置，然后用薄调整按钮调整，使视野更亮，找到视野后，将物镜切换到高倍镜，调整薄调整按钮，直到可以清楚地观察到样品的结构为止,显微组织为铁素体珍珠结构。晶界原子无序排列，能量大于晶胞内的能量，因此被燃烧的溶液侵蚀得更深，显微镜下的黑白电镜图像反映了腐蚀液的不同程度的腐蚀。1.9.3焊缝的组织规律分布图1.11为1号式样利用400倍金相显微镜观察到的焊缝的金相图。图1.12为3号试样利用400倍金相显微镜观察到的焊缝与母材的金相图。图1.11焊缝金相组织基体材料的金相微观形貌如图1.11所示。从图中可以看出，柱状奥氏体产生并均匀分布在组织各处，珠光体枝状生长，结晶沿着某一方向呈现有规律的生长，组织排列从图下方往上生长从复杂结构变得逐渐规律化，该图选自焊缝的上方组织，故可以清晰看出，图下方枝柱状晶生长重叠聚集，图示呈偏黑，而图上方则是随着下方枝柱状晶逐渐生长变得发散，直至整体看来呈现出枝柱状排列的方式。图1.12焊缝和母材基体形貌图1.12为焊缝和母材的金相显微结构，过渡线很明显，图片下方的焊缝组织在400倍镜下看到的更多的是过度组织，形态为块状组织和繁状组织。图1.13焊缝和母材熔合区从图1.13可以看出母材大部分是杂乱排列的铁素体以及少量珠光体。熔合线不清晰，分析其原因可能由于后续的介入导致母材和焊缝之间发生金相腐蚀，以及再结晶的可能。（b） （c）图1.14不同参数的焊缝金相结构如图1.14中a，b，c四张金相图分别是第一组、第二组、第三组焊接工艺下进行实际焊接成型的焊缝处的金相结构。通过三张金相图的对比，很明显得发现第一组（a）焊缝成型最好，此焊接工艺下的金相组织图晶粒形核成长稳定，晶粒最为细化，组织性能最稳定，表现为块状过渡组织。1.9.4显微硬度试验图1.15数显显微硬度计如图1.15所示，可以自动对压痕对角线进行测量计算，显微硬度测量以及将结果导出等操作，还能保存其图像和测量数值等功能。1.9.5显微硬度数据现将制备好的试样夹装在测量平台后，通过转动旋钮调节清晰与否，待可以看清金相时再进行压痕实验，通过在电脑的软件上操作来对试样的焊缝、热影响区以及母材的显微硬度值。表4-2各组显微硬度值测试点编号123平均值KJ/cmm135270168178KJ/cmm120240154170KJ/cmm130180135175图1.16各组显微值硬度曲线从表4-2数据可知，每组试样平均值分为178HV，170HV，175HV。Q420B钢的一般硬度范围是165-200HV，所以三组试样的显微硬度平均符合要求。随着焊接电流的增加，Q420B焊接接头的显微硬度也随之增高。从图1.16所示曲线，可以直观的看出，显微硬度在焊缝处最高。1.10试验结论总结（1）三组拉伸试样的抗拉强度平均分别是430Mpa，425Mpa，410Mpa，所以三组试样的是抗拉强度符合要求的。可见，第一组焊接接头处的抗拉强度为最大，是三组试验数据中最优的。（2）第一组焊接工艺下的金相组织图晶粒形核成长稳定，晶粒最为细化，组织性能最稳定，表现为块状过渡组织。（3）每