低碳薄板钢焊接应力及变形规律

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Q235钢薄板焊接速度和传热快,所形成的热影响区较窄、焊后接头不仅存在塑性变形区,同样也存在弹性变形区等,以上焊接特点使得焊后变形存在较大的复杂性和不确定性。为了更好的得到焊接参数对1 mm厚Q235钢薄板焊接变形和组织性能的影响,制定了不同焊接电流下的焊接试验方案,对焊后变形和应力进行测定,得到了不同焊接电流条件下的接头组织,为进一步了解低碳钢薄板焊接变形和残余应力变化规律提供了试验数据。  首先利用氩弧焊机对1mm低碳钢Q235钢进行焊接试验,1mm低碳钢分别用50A、60A、70A、80A、90A焊接电流对其边部约束以及自由状态下进行氩弧焊接。焊后分别将薄板放在水平面上测量其变形,宽边发生角变形,长边发生翘曲变形;随着电流增加,薄板变形量减小。  采用盲孔法测量焊接后钢板的残余应力,得出纵向残余应力和横向残余应力分布曲线。在1mm低碳钢Q235焊后钢板焊缝区,横向应力和纵向应力均为压应力,随着到焊缝中心距离的增加,横向应力和纵向应力变为拉应力。焊接横向应力呈“W”形分布,焊接纵向应力分布呈“V”形分布,应力分布基本关于焊缝中心对称。  将钢板沿焊缝中心切割,制样,观察其金相组织转变和显微硬度的分布规律。焊接接头组织有明显的四个区域:焊缝区、熔合区、过热区、正火区,每个区域之间有明显的界限。在焊缝区由白色铁素体和黑色珠光体组成,伴有羽毛状的上贝氏体和魏氏组织。熔合区比较窄,介于焊缝区和过热区之间。过热区的组织明显粗大而正火区的组织比较细小均匀。  用维氏硬度测量仪对焊接接头进行硬度测量。硬度值在焊缝中心处最大,在熔合区有先减小后增大的趋势。远离焊件中心,硬度值逐渐减小,在母材区域达到最小。
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