[发明专利]一种研究埋弧焊缝成分及性能的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接研究工艺方法，具体地属于用于研究埋弧焊缝成分及性能的试验方法。

背景技术

焊接总是伴随着新钢种而不断进行探索研究的。目前，在埋弧焊缝的成分组织性能研究方面，均是通过研制新的焊丝而进行的研究的，这种研究途径虽然从焊丝向焊缝合金过渡率高、较为可靠，焊接工艺适应范围也较广，但其存在如下不足：一是焊丝的制作存在工序复杂，及需要冶炼、浇锭、方坯轧制、盘条轧制、拉拔及镀铜等复杂工序及设备，尤其是当研制合金含量较高的焊丝时，拉拔时还需经反复退火处理；二是由于试验用焊丝使用量少，造成进行焊缝成分及性能研究成本高、耗时长；三是需用专用的盘条制作设备，否则无法进行；

四是还会因有些合金系盘条因拉拔性能不好没法拉制成丝无法使用；矩形埋弧焊丝（ZL200920086870.X）可以不经拉拔，但需要较精确光洁的切割甚至磨制，对焊丝的保管条件也有较高的要求。

合金元素对焊缝韧性的影响比较复杂，目前还没有比较可靠的方法对韧性作预测，主要依靠焊接实验。从上面分析看，通过制作不同合金含量的焊丝对埋弧焊缝进行成分及性能的传统研究方法有太多局限性。因此探索一种埋弧焊缝成分性能研究新技术仍然具有应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服目前通过采用新焊丝设计制造进行埋弧焊焊缝性能研究的方式存在的不足，提供一种通过制作不同合金含量的试验基板、及采用适当的埋弧焊工艺，使焊缝金属70%以上来自于母材；焊缝化学成分、组织及性能因试验基板成分不同而产生所需要的变化，且试验结果客观、准确，这种研究埋弧焊缝成分及性能的试验方法简单、易操作、指导意义强。

实现上述目的的措施：

一种研究埋弧焊缝成分及性能的试验方法，其步骤：

1）制备试验基板：

a、根据试验需要设定试验基板的化学成分及重量百分比含量；

b、进行冶炼并成坯，钢水的终点成分符合设定要求；

c、进行轧制，轧制成厚度在10.5~12mm，宽度不低于150mm的试验基板；

2）采用普通或匹配的焊丝在试验基板的正反面相对位置各焊接一道焊缝，并控制正反两面的焊缝偏离值不大于0.05mm，重叠值在2.0~3.0mm；

3）按照常规对焊缝进行检验及分析研究。

其特征在于：正面的焊缝焊接线能量控制在10~12kJ/cm，反面的焊缝焊接线能量控制在14~16kJ/cm。

本发明与通过研制新焊丝研究途径相比，焊缝成分及组织随试验基板成分的变化而变化；焊缝组织性能试验结果可靠；不需制作埋弧焊丝，避开了焊丝制作难的问题，更加方便、节省；无需专用设备；经对焊缝成分、强度、硬度、冲击韧性等验证试验，结果合理。并同时研究了C、Mn、Si、Ni、Cr等元素对埋弧焊缝强韧性的影响，得到了非常有益的结果。对埋弧焊丝的研制，有非常重要的指导意义。

附图说明

图1本发明埋弧焊示意图；

图2为本发明焊接的焊缝横截面宏观图。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

试验条件：采用的是50kg真空炉冶炼了5炉试验基板用钢，具体化学成分见表1；焊丝直径4mm，试验焊丝化学成分见表2，焊剂为弱碱性烧结焊剂CHF101，焊前经350℃+1h烘烤。

埋弧焊焊接工艺条件见表3；采用ESAB直流埋弧焊，直流反接；将试板紧密夹持，以水平位置在钢板上焊接正反两道焊缝。

本发明各实施例按照以下步骤生产：

1）制备试验基板：

a、根据试验需要设定试验基板的化学成分及重量百分比含量；

b、进行冶炼并成坯，钢水的终点成分符合设定要求；

c、进行轧制，轧制成厚度在10.5~12mm，宽度不低于150mm的试验基板；

2）采用普通或匹配的焊丝在试验基板的正反面相对位置个焊接一道焊缝，并控制正反两面的焊缝偏离值不大于0.05mm，重叠值在2.0~3.0mm；

3）按照常规对焊缝进行检验及分析研究。

表1为各实施例试验基板化学成分(wt%)；

表2 为试验焊丝化学成分(wt%)；

表3 为各实施例埋弧焊焊接工艺条件；

表4为各实施例焊缝化学成分(wt%)；

表5为各实施例焊缝硬度测试结果(HV₁₀)；

表6 为各实施例焊缝拉伸试验结果；