电气焊防飞溅剂与含碳量对焊缝组织影响
发布时间:2013-01-23 15:08
试验用焊条为铁粉低氢型，焊芯直径4mm，药皮外径6. 8mm。在药皮中加入不同数量的石墨，以便使电气焊防飞溅剂在焊缝中碳的含量分别为0.045‰、0.065%、0.095%和0.145%。对应于每一个含碳量，其锰的含量又分四个等级，即含锰量分别为0.6%、1.0%、1. 4%和1.8%，按照含锰量由低到高，焊条的编号分别为A、B、C和D。
在平焊位置施焊，每层焊3道，共9层焊满坡口。采用直流反接，电流170A、电压21V，线能量10KJ／cm，道间温度200℃。对应于每种电气焊防飞溅剂的焊缝，均加工2个小尺寸的拉伸试样和35个夏比V形缺口冲击试样。拉伸试样经250×14h脱氢处理后进行试验，冲击试样则不需要进行脱氢处理。
含碳量对焊缝组织的影响
采用光学显微镜对不同含碳量的电气焊防飞溅剂的焊缝组织进行了系统观察，结果表明，随着碳量的增加，柱状晶的宽度在减小，先共析铁素体减少，针状铁素体增加，侧板条铁素体变化不大。柱状晶的平均宽度随着含碳量增加，柱状晶宽度先是明显减小，当含碳量大于0.1%后变化不再那么明显。另外，随着含锰量增加，柱状晶宽度也略变窄。
随着含碳量的变化，粗晶区的组织也发生变化。含碳量增加，在原奥氏体晶界析出的先共析铁素体尺寸变小，数量减少；晶内针状铁素体的数量增多。
在细晶区，随着含碳量的增加也发生晶粒细化，在630倍下进行的线性截距测定结果。可以判定，在所研究的成分范围内，碳和锰的影响大致是相等的，都有细化晶粒作用。扫描电子显微镜观察结果表明，随着含碳量的增加，细晶区的二次相渗碳体、马氏体-奥氏体、贝氏体-细小珠光体所占的体积分数，在增多。
含碳量对焊缝力学性能的影响
随着含碳量的增加，硬度呈直线上升。含碳量由0.045%增加到0.145%时，硬度值上升30HV。
假设拉伸性能与碳和锰的含量成线性关系，由于发生了碳和锰的交互作用，含碳量对电气焊防飞溅剂焊缝硬度和屈服强度的影响关系直线是不平行的。因为这两种元素对固溶强化、晶粒尺寸和珠光体百分数均有影响，相应地也引起强度变化。
含碳量对100J的冲击试验温度的影响情况是焊缝含锰量低时，碳在某种程度上是有益的；焊缝含锰量高时，碳是有害的。在中等含锰量条件下（焊条C），含碳量为0. 07% -0.09%时得到最佳韧性值。
另外，增加含碳量往往降低上平台冲击吸收功，但是可提高下平台冲击吸收功。随着含碳量增加，冲击吸收功的分散程度减小，这是含碳量提高后焊缝的淬硬倾向提高所致。
综上所述，在焊接防飞溅剂的焊缝中增加碳可发生下列变化：①增加了针状铁素体的数量，同时减小了先共析铁素体数量；②细化了粗晶区、细晶区的组织；③增加了细晶区的二次相数量；④提高了硬度、屈服强度和抗拉强度；⑤减少上平台冲击吸收功，增加下平台冲击吸收功，显著减少冲击吸收功的分散度；⑥当含碳量为0. 07% -0.09%时，含1.4%Mn可获得最佳韧性。
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本文参考《焊接材料手册》一书。 相关链接
