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1、陕西航空职业技术学院毕业设计（论文）说明书陕西航空职业技术学院学院 焊接技术及自动化专业 毕业设计（论文）题目Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织及性能研究 学生姓名 张梦石 学号 指导教师 薛书微 职称 年 月 日毕业设计（论文）任务书 陕西航空职业技术学院 学院 焊接技术及自动化 专业学生姓名 井黎明 学号 一、毕业设计（论文）题目 Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织及性能研究 二、毕业设计（论文）时间 2015 年 9月 9 日至 2016年 10月 8 日三、毕业设计（论文）地点： 陕西航空职业技术学院 四、毕业设计（论文）的内容要求：（1）、明确Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织变化的特点。
2、（2）、明确Q235钢化学成分、基本性能、应用。（3）、分析Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织。（4）、分析Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织。（5）、论述防止Q235钢埋弧焊焊接裂纹的措施。（6）、分析Q235钢埋弧焊焊接质量检验方法。 指导教师 薛书微 年 月 日批 准 年 月 毕业设计（论文）评定表姓名张梦石学号专业焊接技术及自动化毕业设计（论文）题目Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织及性能研究评阅意见评阅教师： 年 月 日答辩组成员张玉萍、薛书微答辩时间答辩地点本人陈述答辩过程要点答辩组提问回答问题情况答辩组评语成绩答辩委员会主任签字目录前言-2第一节Q235钢埋弧焊热影响区组织的变化特点-
3、4第二节Q235钢的化学成分、基本性能、应用-6第三节Q235钢埋弧焊热影响区组织的分析-10第四节Q235钢埋弧焊热影响区组织的性能-12第五节Q235钢埋弧焊焊接裂纹的防止措施-16第六节Q235钢埋弧焊焊接质量的检验-18课设总结-23致谢-24参考文献-25前言本说明书是根据熔焊原理、金属热处理等几本专业教材教学大纲，以及各类参考资料编写的。具有一定的真实性、准确性。对于初学者可以用来参考、学习。本说明书主要分为七部分，第一节涉及到Q235钢埋弧焊热影响区组织的变化特点。简要的对材料埋弧焊组织的相关性能、变化特点做了分析。第二节主要讲Q235钢的化学成分、基本性能、应用。从而将内容具体
4、化，简易化是初学者容易掌握学会从各个方面分析焊接结构的可焊接性、焊到性等，从而选择更好的方案进行生产。第三节和第四节主要讲Q235钢埋弧焊热影响区组织的分析过程和性能。在这两章中主要要掌握Q235钢埋弧焊热影响区组织的成分组成和分析方法，明白分析的过程。第五节中重点讲Q235钢埋弧焊焊接裂纹的防止措施。重点掌握裂纹的种类，防止措施。第六节将Q235钢埋弧焊焊接结构的检验。在焊接结构检验过程中，主要掌握检验方法的选择，检验方法的操作，包括焊件内部缺陷的检验和综合力学性能的测验。除理论文字叙述外，为了便于读者理解，在有关方面附带有图，从而加深对知识的理解。本说明书以突出应用性、实践性、简易性为原则
5、，在尊重知识，尊重科学的前提下对部分专业知识加以利用整合，提高了材料的价值性。在写说明书的时候，尽管借助了许多专业知识，访问了许多权威性网站，尽量体现出材料的价值，但因编写者知识能力有限，所以在阅读过程中有什么不妥的地方请见谅。 编者：张梦石第一节焊接热影响区组织变化的特点一、 焊接热影响区热循环的特点根据金属学热处理理论,金属在加热和冷却过程中发生变化,取决于其他化学成分与经历的热过程这两个因素,因此, 对热影响区的组织变化带来的特殊影响的是焊接热循环的以下特点:(1) 加热温度 对大多数钢材,熔合区附近的母材最高加热温度可达1400左右,热处理时,加热温度仅略高于Ac3.(2) 加热速度快
6、 如下表所示: 不同焊接方法时的加热速度VH焊接方法板厚/mmVH/s单层埋弧焊251060200(3) 高温停留时间短 焊接时,热影响区温度因热源移动而随时间变化,不像热处理时根据产品与工艺要求可对保温时间加以控制.因此,焊接热影响区在高温停留时间很短焊条电弧焊时只有十几秒;埋弧焊时要长点,也仅为20100s.(4) 各点的温度随时间与位置而变化 这是局部加热与热运动所造成的.这种复杂的温度场,是热影响区组织不均匀及复杂的应力状态形成的根本原因.(5) 自然条件下的连续冷却 在不采取缓冷或保温措施的条件下,焊接热影响区的冷却都属于自然条件下的连续冷却.同时由于温度分布极不均匀,冷却速度必然很
7、高.因此冷却过程还受到焊接参数和产品结构等诸多因素的影响.二、焊接加热时热影响区的组织转变特点 焊接加热的特殊条件,对热影响区的组织转变有以下的特点:(1) 使相变温度升高 一般焊接结构常用的亚共析钢的室温组织转变是铁素体+珠光体,在平衡条件下,加热温度超过A1时首先发生珠光体奥氏体转变,随后温度继续上升,余下的铁素体不断溶入奥氏体,到达A3温度全部溶解,待奥氏体化过程终了时得到单一的相.在实际生产条件下,转变温度因相变的滞后而高于上述理论值.加热温度越高,相变的滞后越严重,实际的相变温度越高. (2) 影响奥氏体均质化程度 焊接的快速加热不利于元素扩散,使得已形成的奥氏体来不及均匀化.加热速
8、度越高,高温停留时间越短,不均匀的程度就越严重.这种不均匀的高温组织,将影响冷却过程的组织转变. (3)焊接冷却时热影响区的组织转变特点焊接加热时热影响区的组织转变特点对冷却时的转变有明显的影响.也就是说即使同一材料,在焊接条件下,尽管冷却速度相同,但因高温组织不完全相同,冷却后的室温组织并不一样.另外,具体的影响还与钢的成分有关.(4) 焊接CCT图CCT图是连续冷却转变曲线的简称. 绘制CCT图 时,将奥氏体试件以各种冷却速度连续冷却到室温,测定冷却过程中过冷奥氏体转变的开始(温度和时间)与终了点,把测量的数据描绘在温度时间(对数)坐标系平面上,最后将分别连接各个开始点与终了点,就得到CC
9、T图.利用CCT图可以判断在不同冷却速度下过冷奥氏体转变的过程及转变产物.焊接CCT图又分为焊接热影响CCT图与焊接CCT图两种.其中焊接热影响区CCT应用比较广泛.(1) 焊接热影响区CCT图 由于热影响区内不同部位的热循环不同,因而在一定加热条件下绘制的CCT图只能代表某一特定位置.实用的热影响区CCT图都是按tA=1350条件下绘制的.这是因为加热峰值温度tmax=1350的部位往往是整个接头的薄弱环节.(2) 焊接CCT图 由于焊接是由液态连续冷却到室温,与未熔化的热影响区相比,焊缝的凝固组织属于铸造组织 ,而且一般含有比母材较多的氧和氢等 ,这些因素都对相对相变过程有一定的影响.第二
10、节Q235钢的成份、性能、应用Q235钢属于碳钢又称为碳素钢，是钢材中产量最多、应用最广的材料。一、Q235钢的焊接性（1）焊接性分析低碳钢因含碳及其他合金元素少，塑性、韧性好，一般无淬硬倾向，不易产生焊接裂纹等缺陷，焊接性能优良。焊接低碳钢，一般不需要采取预热和焊后热处理等特殊工艺措施。手工电弧焊焊接低碳钢时可适合全位置焊接，且焊接工艺和操作技术比较简单，容易掌握。不需要选用特殊和复杂的设备，对焊接电源无特殊要求，一般交流、直流弧焊机都可焊接。（2）焊接材料熔化焊时用的焊接材料可以根据等强度的原则选用，也就是使焊缝的强度等于或接近于母材的强度。（3）焊接工艺要点如果母材和焊接材料合格，这种钢
11、焊接时一般不需要预热、保持层间温度和后热处理，也能获得优良的焊接接头。只有在下列情况下才能采取相应的措施：1、在低温环境下焊接厚件时，应预热焊件，防止产生冷裂纹；2、厚度超过50mm的焊件，应进行焊后热处理以消除应力；3、电渣焊焊件焊后应正火以细化HAZ晶粒。 由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。 但在少数情况下，焊接时也会出现困难： 1)采用旧冶炼方法生产的转炉钢含氮量高，杂质含量多
12、，从而冷脆性大，时效敏感性增加，焊接接头质量降低，焊接性变差。 2)沸腾钢脱氧不完全，含氧量较高，P等杂质分布不均，局部地区含量会超标，时效敏感性及冷脆敏感性大，热裂纹倾向也增大。 3)采用质量不符合要求的焊条，使焊缝金属中的碳、硫含量过高，会导致产生裂纹。如某厂采用酸性焊条焊接Q235-A钢时，因焊条药皮中锰铁的含碳量过高，会引起焊缝产生热裂纹。 4)某些焊接方法会降低低碳钢焊接接头的质量。如电渣焊，由于线能量大，会使焊接热影响区的粗晶区晶粒长得十分粗大，引起冲击韧度的严重下降，焊后必需进行细化晶粒的正火处理，以提高冲击韧度。 总之，低碳钢是属于焊接性最好、最容易焊接的钢种，所有焊接方法都能适用于低碳钢的焊接。二、 Q235碳素结构钢化学成分牌号等级化学成分(质量分数)(%)脱氧方法CMnSPSPQ235AO.1O.22O.30O.650.30O.050O.045F、b、ZB0.1O.20O.300.700
