U71Mn与Q370qE钢埋弧焊接工艺及接头组织研究

摘要

埋弧焊是生产效率和经济效益较高的机械化焊接方法之一。在铁路栈桥项目中采用埋弧焊的方法实现钢轨与桥梁钢的焊接,不仅能减轻桥梁自重,而且能够提高生产效率,因此具有较高的实际意义和经济价值。
　　本文研究了U71Mn钢热影响区粗晶区的组织性能,还研究了焊接产生的气孔、裂纹的原因,最后对接头组织进行了分析。
　　热模拟试验表明,t8/5对热影响区粗晶区的晶粒大小影响不大,但对组织性能有重要的影响,增加t8/5能够减少组织中马氏体的含量,t8/5大于100s时,组织中片状马氏体消失;显微硬度随着t8/5增加而降低,试样热循环之后,冲击韧性恶化严重,热模拟试样的冲击韧性随着t8/5增加先增加后降低,当t8/5为100s时,冲击韧性最大。
　　实际焊接测温试验表明,t8/5随着预热温度增加而增加,当预热温度为400℃时,U71Mn钢热影响区粗晶区的t8/5约为120s,此时热影响区中没有产生马氏体组织。
　　正交试验表明,焊剂种类对焊缝成形影响最大、依次是焊剂烘干温度、焊接电流、焊接速度。采用熔炼焊剂,烘干温度为400℃,焊接电流为335A,焊接速度为10m/h时焊缝表面成形最好。
　　焊缝裂纹分析结果表明,焊缝中扩散氢含量高、焊接接头拘束度大和应力集中、熔合区淬硬组织和组织中氧化物夹杂是形成焊接裂纹的主要原因,防止裂纹的措施是焊后保温,开坡口、焊前净化工件表面及焊剂。
　　焊接接头组织显示,经过试验工艺优化后,接头中没有产生裂纹,U71Mn钢热影响区中也没有产生片状马氏体组织。

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1 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2钢轨钢与桥梁钢焊接研究现状

1.3焊接热影响区分析

1.4 焊接热模拟技术

1.5异种钢焊接研究

1.6本课题研究目的与研究内容

2 试验材料及试验方法

2.1试验材料

2.2试验方法

2.3本章小结

3 U71Mn钢热影响区粗晶区的组织与性能研究

3.1热模拟试验参数

3.2 t8/5对热影响区粗晶区晶粒大小的影响

3.3 t8/5对热影响区粗晶区组织的影响

3.4 t8/5对热影响区粗晶区显微硬度的影响

3.5冲击韧性分析

3.6冲击断口形貌分析

3.7预热温度确定

3.8本章小结

4 焊缝缺陷及接头组织分析

4.1焊缝表面缺陷分析

4.2焊接裂纹分析

4.3焊接工艺实施

4.4焊接接头组织分析

4.5本章小结

5 结论及展望

5.1 结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文