實(shí)芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼焊接接頭力學(xué)性能的研究

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)。

1 試驗(yàn)材料和方法

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。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析討論

2.1 拉伸試驗(yàn)結(jié)果

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

2.2 硬度試驗(yàn)結(jié)果

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)。

3 結(jié)束語(yǔ)

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。

[1]李亞江.焊接組織性能與質(zhì)量控制[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2]王國(guó)凡.鋼結(jié)構(gòu)焊接制造[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[3]屈朝霞，李自剛.高強(qiáng)耐候鋼焊接接頭性能研究[J].寶鋼技術(shù)，2005，（增刊）：（76-78）.

[4]陳增有.Q450NQR1高強(qiáng)耐候鋼的焊接[J].焊接，2004，（10）：37-39.