鄒 良
(鞍山市技師學(xué)院 機(jī)械系,遼寧 鞍山 114020)
Q450NQR1耐候鋼是滿足鐵路貨車高速、重載需要新研制的新型耐候鋼,其特點(diǎn)是強(qiáng)度高,耐腐蝕性好,能滿足目前鐵路貨車運(yùn)行的要求[1~2]。Q450NQR1耐候鋼與其他高強(qiáng)鋼相比,母材含P量較高,焊接過(guò)程中必然過(guò)渡到焊縫中,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗裂性降低,而且會(huì)增加焊接接頭的脆性[3~4]。
因此,本文選用CHW-55CNH實(shí)芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼,并對(duì)其焊接接頭力學(xué)性能進(jìn)行研究,為焊接材料的選擇和工藝的確定提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)材料為Q450NQR1耐候鋼,熱軋狀態(tài)供貨。焊接材料為Φ 1.2 mm的CHW-55CNH實(shí)芯焊絲,采用熔化極混合氣體保護(hù)焊(GMAW),保護(hù)氣體為80%Ar+20%CO2;接頭形式為對(duì)接,試板尺寸為300 mm×100 mm×6 mm,坡口基本形式為60°V形;焊接電流120~190 A;焊接電壓17~20 V;焊接速度為225~280 mm/min;氣體流量為18 L/min。試驗(yàn)材料的化學(xué)成分與力學(xué)性能見(jiàn)表1。
表1 試驗(yàn)材料的化學(xué)成分表
表2 試驗(yàn)材料的力學(xué)性能表
焊后將試板加工成標(biāo)準(zhǔn)小試樣,按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行了室溫拉伸、硬度等力學(xué)性能試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)按GB/T228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》進(jìn)行;并用JSM-6360LV型掃描電鏡對(duì)拉伸斷口進(jìn)行了斷口形貌觀察。
焊接接頭拉伸試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。
表3 焊接接頭拉伸試驗(yàn)結(jié)果
用CHW-55CNH實(shí)芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼時(shí),焊接接頭抗拉強(qiáng)度為598.5 MPa,屈服強(qiáng)度為532 MPa,斷后伸長(zhǎng)率和收縮率分別為25%和46%。
其拉伸試驗(yàn)斷口不論邊緣還是中心,均為韌窩形貌(如圖1)。說(shuō)明其焊接接頭具有良好的拉伸性能。
圖1 拉伸斷口微觀形貌
硬度分布如圖2所示,用CHW-55CNH實(shí)芯焊絲焊接接頭試件硬度大約分布在170~260 HV之間,其中焊縫的硬度在170~220 HV之間;熱影響區(qū)硬度在196~260 HV之間,母材硬度在210~230 HV之間。
圖2 焊接接頭的硬度分布曲線
可以看出,焊縫區(qū)硬度均勻;焊縫硬度與母材接近,但低于熱影響區(qū)。
用CHW-55CNH實(shí)芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼時(shí),可以獲得拉伸性能良好的焊接接頭。Q450NQR1耐候鋼混合氣體保護(hù)焊焊縫區(qū)硬度較均勻,焊縫的硬度在170~220 HV之間,焊縫區(qū)硬度均勻。
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