【正文】 溫度分布不均勻，使得焊縫熱影響區(qū)輕易產(chǎn)生淬硬——馬氏體組織，焊縫金屬變脆，產(chǎn)生冷裂紋的傾向增大，為避免此類情況發(fā)生，厚板焊前必須進行加熱。解決的措施是厚板在定位焊時，進步預(yù)加熱溫度，加大定位焊縫長度和焊腳尺寸。 ③焊接過程中的檢查：厚板焊接不同于中薄板，需要幾個小時乃至幾十小時才能施焊完成一個構(gòu)件，因此加強對焊接過程的中間檢查，顯得尤為重要，便于及時發(fā)現(xiàn)題目，中間檢查不能使施工停止，而是邊施工、邊檢查。加熱溫度到250～350℃后用石棉展蓋進行保溫，保溫2～6h后空冷。（2）厚鋼板的焊接工藝厚鋼板的焊接工藝包括厚鋼板的切割，厚鋼板的對接焊接[3]。手工電弧焊焊接技術(shù)使用不同的方法保護焊接熔池，防止和大氣接觸。此外，包覆的熔劑還釋放出氣體保護焊接熔池，而且，還含有合金元素用來補償合金熔池的合金損失。適用于各種鋼種，各種百度，各種位置和各種結(jié)構(gòu)的焊接。另外，由于焊條和電焊機的不斷改進，在常用的低碳鋼和低合金鋼的焊接結(jié)構(gòu)中，焊縫的機械性能能夠有效地控制，達到與母材等強的要求。采用手工電弧焊，可以通過工藝調(diào)整，如跳焊、逆向分段焊、對稱焊等方法，來減少變形和改善應(yīng)力分布。由于手工操作，生產(chǎn)效率低，焊工的勞動強度也比較大。焊接工藝主要根據(jù)被焊工件的材質(zhì)、牌號、化學(xué)成分，焊件結(jié)構(gòu)類型，焊接性能要求來確定。焊后熱處理一般選用退火或高溫回火處理[5]。本文主要研究去應(yīng)力退火，現(xiàn)將其敘述如下：（1）去應(yīng)力退火工藝守則a準(zhǔn)備工作：① 將準(zhǔn)備退火的工件，運至爐旁，并均具有檢查合格證，無合格證者，不得入爐退火。⑤ 裝爐時，墊平工件用的墊塊準(zhǔn)備齊全。④ 工件應(yīng)選擇熱狀態(tài)變形最小的位置放置，如半環(huán)之類的結(jié)構(gòu)件，開口不得向上。其中：“號字”產(chǎn)品的機座、支架的保溫時間，～6h。d質(zhì)量檢查：① 對準(zhǔn)備進行退火的焊接零件部件，在裝爐前，按照圖紙、工藝文件等進行質(zhì)量復(fù)查（著重復(fù)查,2外形尺寸、焊縫表面質(zhì)量以及易于變形的部位是否已焊牢工藝筋等）。④焊接零部件退火后，按照圖紙、技術(shù)條件、工藝文件等進行質(zhì)量檢查。去應(yīng)力退火后冷卻應(yīng)盡量緩慢，以免產(chǎn)生新的應(yīng)力[6]。測量多組實驗求平均值主要方法：利用液壓式萬能試驗機（型號：CMT3505）對試樣熱處理前后做拉伸實驗，測試屈服強度、抗拉強度、屈強比等力學(xué)性能。對經(jīng)不同熱處理制度后，Q235鋼焊件組織性能進行分析，評估熱處理工藝，分析原因，獲得優(yōu)化后最佳工藝。第2章 實驗設(shè)備及實驗方法（1）天平，瓷缽（帶有瓷棒）玻璃板，量筒（2）交流弧焊機交流弧焊機實際上是一種具有一定特性的降壓變壓器。采用本預(yù)磨機，除以機械磨光代替手工操作提高制備試樣的效率以外，還能完全除去試樣切割過程中產(chǎn)生的塑性變形和表面加熱的痕跡，供進一步拋光后進行組織的顯微測定。拋光織物緊固在拋光盤上。本實驗主要對金相試樣進行顯微組織觀察和分析,： 4X型金相顯微鏡的外形結(jié)構(gòu)圖4X型金相顯微鏡實物圖，： 4X型金相顯微鏡（7）金相分析儀選用GX60DS型金相綜合分析系統(tǒng)，配備有高倍、中倍、低倍三個高質(zhì)量物鏡和數(shù)碼視頻采集與處理硬件，并配套有專用的微機和金相分析專業(yè)軟件。 HRS150型數(shù)顯洛氏硬度計 Q235厚板焊接實驗過程（1）取樣：取定30mm厚度的2塊開有V型坡口的樣板。D64A10A132焊條焊前應(yīng)在100～150℃烘干1～2h。對于錯邊、咬邊、凹坑、焊波不平、道間溝槽、焊疤留、余高過大均要按有關(guān)要求處理。保溫2h，以50℃/h的速度爐冷至300℃以下，空冷至室溫。將粗磨后的試樣用清水沖洗并擦干后再進行細(xì)磨。常用的拋光方法有機械拋光、電解拋光、化學(xué)拋光等，我們所采用的是最常用的機械拋光拋光機。操作時將試樣磨面均勻地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，并且沿著拋光盤的邊緣到中心不斷地作徑向往復(fù)運動，同時使試樣本身略加轉(zhuǎn)動，使磨面各部分拋光程度一致，并且可以避免出現(xiàn)“曳尾”現(xiàn)象，拋光液的滴入量以試樣離開拋光盤后，其表面的水膜在數(shù)秒鐘內(nèi)可自行揮發(fā)為宜，一般拋光時間為3～5min。將拋光過的試樣表面先用清水沖洗后用無水乙醇擦洗，用吹風(fēng)機吹干，再浸入4％的硝酸溶液中，時間不要太長，一般數(shù)秒即可（具體應(yīng)按式樣和立侵蝕液來確定），然后用清水沖洗干凈，再用無水乙醇將其表面擦干凈，用吹風(fēng)機吹干即可放在顯微鏡下觀察基體組織。（4）觀察對試樣1未熱處理的金相試樣和試樣2熱處理后的金相試樣金相顯微鏡下觀察試樣的金相組織。此次實驗主要觀察試樣過熱區(qū)，焊縫影響區(qū)，母材的顯微組織。故采用 HRS150型數(shù)顯洛氏硬度計測試[13]。重復(fù)測量3次計算平均值。用游標(biāo)卡尺測量試樣的直徑和標(biāo)距，并記錄。做實驗1）裝夾拉伸試樣。在取引伸計模式下，點擊“開始”按鈕，開始實驗。接著材料進入強化階段，可將加載速度調(diào)至5mm/min，繼續(xù)實驗直至試樣拉斷。取下試樣，先將兩段試件沿斷口整齊地對攏，量取并記錄拉斷后兩標(biāo)距點之間的長度，及斷口處最小的寬度，并計算斷后面積。需要打印時單擊“試驗報告”按鈕，把需要輸出的選項移到右側(cè)的空白框內(nèi)，在曲線類型欄中選擇應(yīng)力應(yīng)變曲線，單擊“確定”銨鈕后打印試驗報告。應(yīng)力集中處存在著拉伸殘余應(yīng)力，疲憊強度將降低。應(yīng)力腐蝕開裂所需的時間與殘余應(yīng)力大小有關(guān)，拉伸殘余應(yīng)力越大，應(yīng)力腐蝕開裂的時間越短。焊前對構(gòu)件進行預(yù)熱，能減小溫差和減慢冷卻速度，兩者均能減小焊接殘余應(yīng)力。焊縫中最危險的缺陷即為裂紋。根據(jù)這種方法， 結(jié)晶裂紋，也稱熱裂紋是最先出現(xiàn)的，它是在焊縫金屬結(jié)晶時由于氧化而產(chǎn)生的。由于所選用的母材是低碳鋼，其含碳量很低，組織是由大部分鐵素體和少部分珠光體組成。（2）試樣2經(jīng)過熱處理的金相組織如下：圖 退火母材 125 退火焊縫 125圖 退火過渡區(qū) 125 退火熔合區(qū) 125 退火過熱區(qū) 125熱處理方案：將試樣2去應(yīng)力退火后，~2個小時，隨爐冷卻到250℃，在取出試樣空冷，在金相分析以上觀察組織并將自己所需的組織拍照下來(見上圖)。，分布更均勻，所以力學(xué)性能較好。由于含碳較低，由先共析體素體沿奧氏體晶界析出，把原奧氏體的柱狀晶輪廓勾畫出來，也稱為柱狀鐵素體。合金鋼二次結(jié)晶的組織，則受到合金元素和焊接條件的影響而會出現(xiàn)不同的組織一般焊縫中合金元素較多，淬透性較好或冷卻速度加快時出現(xiàn)貝氏體馬氏體組織。冷卻速度受材料的導(dǎo)熱性、板厚很接頭形狀及鋼板的焊前初始溫度（包括環(huán)境溫度和預(yù)熱溫度）等因素的影響。 Q235厚鋼板硬度測試結(jié)果與分析（1） 試樣1未經(jīng)熱處理硬度測試[16]如表3：表3 原始試樣硬度值表（HRB）試樣1123平均值母材147135141141焊縫165161157161（2） 試樣2經(jīng)熱處理硬度測試如表4：表4 經(jīng)熱處理后試樣的硬度（HRB）試樣2123平均值母材138132134135焊縫145148151148單獨考慮表3和表4得出焊縫區(qū)硬度明顯高于母材硬度，是因為焊接時環(huán)境溫度低，焊口冷卻太快，相當(dāng)于作了淬火處理，淬火能增加鋼的強度和硬度，但要減少其塑性，而硬度是衡量材料耐磨性的一個主要指標(biāo)。低碳鋼斷裂前分成了四個階段；彈性階段：這一階段試樣的變形完全是彈性的，全部寫出荷載后，試樣將恢復(fù)其原長；屈服階段：試樣的伸長量急劇地增加，而萬能試驗機上的荷載讀數(shù)卻在很小范圍內(nèi)波動；強化階段：試樣經(jīng)過屈服階段后，若要使其繼續(xù)伸長，由于材料在塑性變形過程中不斷強化，故試樣中抗力不斷增長；頸縮階段：試樣伸長到一定程度后，荷載讀數(shù)反而逐漸降低。焊后熱處理工藝為去應(yīng)力退火，消除了焊接殘余應(yīng)力和防止焊接裂紋。熱影響區(qū)各部分由于離焊池距離不同而被加熱到不同的溫度，焊后冷卻時又以不同的冷速冷卻下來,因此使該區(qū)的組織變得復(fù)雜。從材料拉伸試驗結(jié)果中得出：經(jīng)熱處理后的焊縫力學(xué)性能比未熱處理的好，去應(yīng)力退火處理后消除了大量的殘余應(yīng)力，并且可以防止焊接裂紋的產(chǎn)生，使得材料的脆性降低，塑性提高。我再次向彭老師表示感謝，謝謝您！另外，在此次論文工作的實驗過程中，要特別感謝幫助我的老師以及我同組的劉磊、趙輝、蔡愛軍同學(xué)和幫助我的唐春紅、王小寶等其他的同學(xué)。由于本人的水平有限，加之論文撰寫時間的倉促，文中存在著一些不足之處，懇請有關(guān)專家、老師批評指正！29