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1、武汉科技大学硕士学位论文第1 页捅要本文采用不同焊接工艺对焊缝组织和性能进行分析。所做试验包括探伤试样、金相组织观察、硬度测试、冲击试验、扫描电镜( S E M ) 、弯曲试验和焊后热处理。所用产品为方 矩管，尺寸是2 5 0 I 】珊2 5 0 I n m x l l 8 m m 、2 5 0 n ：m x 2 5 0 m m 9 8 m m 、2 0 0 I 砌3 0 0 1 1 加9 8 m m 、2 0 0 m m 3 0 0 I 】姗1 1 8 I n m ，材质是Q 2 3 5 。通过探伤和金相组织观察，验证所有试样的焊接工艺性能都是合格的，且焊接热影响区都是由脱碳层、过热区、完全
2、重结晶区、不完全重结晶区四个区域组成。其中脱碳层和过热区都是粗大的魏氏组织。冲击试验是衡量金属韧性的常用试验。本试验采用G B 2 1 0 6 8 0 金相夏比冲击试验方法。冲击试验说明采用高频焊接方法，焊缝的冲击性能较差。如要提高冲击性能必须对焊缝处进行一定的热处理。弯曲试验采用G B 厂r 2 6 5 3 1 9 8 3 进行，用来测评焊接接头的抗弯曲能力。试验说明试样的弯曲性能良好。并分析了面能量、热影响区宽度、开口角、车速对焊接接头弯曲性能的影响，得到获得良好焊接接头弯曲性能的合适的焊接工艺参数。焊后热处理试验用于改善焊缝处的组织，以达到提高其机械性能的目的。试验表明，经过正火处理后的
3、焊缝组织，特别是魏氏组织，明显细化，这将给其性能带来极大的提高。关键词：高频焊接；热影响区；魏氏组织；焊接工艺；面能量A b s t r a c t D i 触e n tw e l d i n gp r o c e d u r 骼w e r ea d o p t e d ，p u r p o s eo fi n v e s t i g a t i o no n l ef e l a t i o n s h i pb e 觚e w e l d i n gp a r a I n e t e r s 踯dm em i 啪s 仃u c t u 心a n dp r o p 瞰i e so fw e l
4、d e dj o i n t s T -t 坞a n a l y t i cm e t h o d si n c l u d eu l t r a S o I l i ct e s t i n g ，m e t a l l o 孕a p h i ce x 锄i n a t i o n ，h a r d n e s st e S t i n g m i c r o h a r d n e s st e s t ，i m p a c tt e s t ，S c a I l l l i n gE l e c t r o nM i c r o s c o p e ( S E M ) ，b e l l
5、d i n gt e s ta n dp o s tw d dh e a tt r e a t r I l e I l t T h ep r o d u c t sa f er e c t a l l g u l a rt 1 1 b e s ，a n dm es i z 髓a r e2 5 岫2 5 0 1 1 1 f nl1 8 m m ，2 5 0 m m 2 5 0 I 砌9 8 n u n ，2 0 0 I 姗3 0 0 I n m 9 8 n l ma n d2 0 ( ) I l l m 3 0 0 I 砌l1 8 m m Th em a t I e r i a li sQ 2
6、3 5 1 m r o u 曲u 1 仃鹊o I l i ct e s t i I 培a n dm i c r o s 仇l c t u r eo b s e r v a t i o n ，i n d i c a t 胬t l l a ta l lm ew e l d i n gp e r f o m 距s 锄叩l e sa r cq u a l i 6 e d 灿ls 锄p l 伪o fm ew e l d e dj o i n tm i c m s 仇l c t u r ei I l c l u d ed c c a d ) u r i z a t i o nl a y o v e r h
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9、e a t 缸- e a h n e n t mu s tb et a k e nt 0i m p r o V e i t B e n d i n gt 鼯ti st a l ( 饥b yG B 厂r 2 6 5 3 1 9 8 3 ，i ti su s e df o rc V a l u a t i o no ff l e X u r a lc a p a d 修o fw e I d s E x p e d m e n ts h o w st h a tn 圯s 锄p l e Sh “e9 0 0 dp e r f o m l a n c eo fb e n d i n g 。S t u d
10、 i e dt l l ei I l n u e n c eo f 点t 口，l eh e a t _ a 任e c t e dz o n e 、) I r i d t l l ，l eV 觚西e 锄dt l l eS p e e do nb e I l d i n gp e 疵I 姗a n c eo f t h e 、l d 。dj o i n t I no r d e rt 0g e t l ep r o p e rw e l d i n gp r o c e s sp a r 锄e t e r s P o s t w e l dh e a t 仃e a t I n e n ti st o
11、i l n p r o v em em e t a l l u 哂c a l 蛐r I l c t l l r e 跹dt 0i m p r 0 V em e p 柏眦a 芏l c c E x p 萌m e 鹏s h o wm a tm ew e l dm i c r o s 咖魄l r ew 弱r e f m e db yn o m a l i z i n g缸e a t m e n t T I l i sw i l li m p 的v et h ep e r f o 皿a n c eg r e a t l y蛋耐w o r d s ：H i g l l 丘明u e I l c yr e S
12、 i s t 锄c ew b l d ；h e a ta 腩c t e dz o n e ；w i d m a I l s t a t t c no r g 1 1 1 i z a t i o n ；w e l d i n gp r o c e S s ；s u r f _ a c e 鼢锄酣一武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与
13、资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：乏! l 鸯参日期：坦i 笪：墨研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门( 按照武汉科技大学关于研究生学位论文收录工作的规定执行) 送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。论文作者签名：指导教师签名：日期：幽：占：宝武汉科技大学硕士学位论文第l 页第一章绪论1 1 方矩形焊管发展概况方矩形管是普碳钢或低合金钢钢卷或
14、钢带在室温条件下经辊压成“U ”型截面，后经辊弯成型、高频焊接、定尺锯切等工序制成的经济断面型材。它具有以下特尉M 】：( 1 ) 剪心、形心重合，抗扭性能好；( 2 ) 屈服强度高，由于冷加工变形，可使冷弯方矩形管的屈服强度比原材料提高l O 1 5 ，有的可提高2 0 ，在结构设计中可得到合理利用；( 3 ) 较普通热轧型钢节约金属2 5 5 0 ；( 4 ) 抗弯强度较大，抗震性能好；( 5 ) 自重轻，建筑物自重仅是砖混结构的五分之一；( 6 ) 方矩形管可与深加工工序连接，如冲孔、焊接、涂漆等，为零件的工厂化生产创造条件；( 7 ) 简化装配工序，施工速度快；( 8 ) 组成的钢结构
15、外形美观；( 9 )可生产有防护层的型材，如镀锌、镀铝锌、镀锡、涂塑等，以解决生锈问题；( 1 0 ) 与混凝土结构相比，它既环保又可再次利用，同时也是易于产业化。方矩形管所具有的技术特点使其广泛应用于我国快速发展中的建筑行业。根据中国建筑金属协会上的统计，目前我国年钢结构用钢已在8 0 0 万吨以上，我国工业和民用钢结构建筑每年新建约3 0 0 0 万平方米，用于工程建设的各种钢材月6 0 0 _ 0 0 0 万吨。据有关钢结构专家介绍【“ 】，中国目前钢结构 年产量6 0 旺7 0 0 万吨的能力将迅速扩大。按发达国家钢结构产量占钢材产量1 0 的算，以我国2 0 0 3 年钢材表现消费量
16、的达到2 7 亿多吨为例，中国钢结构年产量应达到2 7 0 0 万吨，而现在我国的钢结构制造量仅占钢材产量的3 左右，与世界发达国家相比，中国钢结构产业还有较大的发展空间和应用领域。此外，随着方矩形焊管材料强度与质量比的提高，因其表面积仅为H 型钢或工字钢的1 2 ，使用防火材料时，可大幅降低成本，因此，方矩形管产品深获欧美等国建筑市场的青睐，其出口前景同样看好。1 2 方矩形焊管生产工艺1 2 1 方矩形焊管生产工艺过去生产方矩管的工艺方式o 】有：( 1 ) 将角钢、槽钢拼接对焊而成；( 2 ) 用焊管机组将带钢成型、焊接成圆管后，再通过定型机定型成方矩管，即“由圆成方工艺。方式( 1 ) 生产效率低，不能满足大批量生产的要求；而且成品存在两道焊缝，外形质量差，成本高。一般不再采用这种方式。方式( 2 ) 可满足大批量生产的需要，但工序道次较多，可成型的品种规格受限制。目前我国许多厂家采用这种工艺，利用圆管成
