【正文】 結(jié)論（1）通過(guò)用J507焊條進(jìn)行了低碳調(diào)質(zhì)鋼18MnMoNb斜Y型焊接裂紋實(shí)驗(yàn)、著色探傷試驗(yàn)、并對(duì)裂紋斷口進(jìn)行掃描電鏡分析及能譜成分分析。到母材處，組織為珠光體和鐵素體，硬度達(dá)到最低。原鐵素體不變，并有不同程度的長(zhǎng)大，最后形成馬氏體鐵素體的組織，硬度下降。這是因?yàn)樵诓煌耆慊饏^(qū)在快速加熱條件下，鐵素體很少溶入奧氏體，而珠光體、貝氏體、索氏體等轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。圖45 18MnMoNb鋼焊接接頭顯微硬度（100gf）曲線（5）試驗(yàn)結(jié)果曲線分析從圖45中可以看出， HV，且一般都發(fā)生在完全淬火區(qū)，此區(qū)域組織為粗大的馬氏體。（3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用401MVA顯微維氏硬度計(jì)對(duì)18MnMoNb鋼焊接接頭試片進(jìn)行硬度試驗(yàn)，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表46所示。②將拋光后的試片，用4%的硝酸酒精溶液腐蝕，大約經(jīng)過(guò)5～10s左右，立即用清水沖洗，然后用無(wú)水乙醇輕輕擦去水分，并用吹風(fēng)機(jī)吹干。對(duì)于任意焊接熱影響區(qū)，找出HAZ中的最大硬度值，作為鋼材可焊性的衡量標(biāo)準(zhǔn)值[13]。 18MnMoNb鋼焊接接頭的硬度試驗(yàn)（1）試驗(yàn)原理熱影響區(qū)最高硬度是評(píng)定鋼材淬硬傾向的一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法。熔合區(qū)和過(guò)熱區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的晶粒粗化，是整個(gè)焊接接頭的薄弱地帶。④焊縫金屬如圖44f所示，該區(qū)的組織為碳化物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成的柱狀晶，期間分布有鐵素體的珠光體的混合組織。③回火區(qū)如圖44d所示，如果母材在焊前是調(diào)質(zhì)狀態(tài)，焊接熱影響區(qū)的組織，除完全淬火區(qū)和不完全淬火區(qū)之外，還可能發(fā)生不同程度的回火處理，稱為回火區(qū)（低于Ac1以下的區(qū)域）?？炖鋾r(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。a) b)c） d）e） f）圖44 18MnMoNb焊接熱影響區(qū)組織a）完全淬火區(qū)（粗大馬氏體） b）完全淬火區(qū)（細(xì)小馬氏體) c）不完全淬火區(qū) d）回火區(qū) e）母材 f）焊縫金屬②不完全淬火區(qū)圖44c為馬氏體與鐵素體的混合組織。圖44b為相當(dāng)于正火區(qū)的部位得到細(xì)小的馬氏體。（3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析①完全淬火區(qū)圖44a為焊后得到淬火組織（馬氏體）。④把制備好的試片在金相顯微鏡下對(duì)焊接熱影響區(qū)組織進(jìn)行觀察，并拍下金相照片。研磨試片的砂紙由粗到細(xì)，試片研磨完后，用清水清洗，進(jìn)行機(jī)械拋光，拋光后再用清水清洗試片。 18MnMoNb鋼焊接熱影響區(qū)組織及性能試驗(yàn)（1）試驗(yàn)步驟①將18MnMoNb鋼用手工電弧焊焊接后，用鋸條切取試樣成小塊。另外低氫型焊條的焊縫含碳量極低，焊縫金屬的塑性、韌性較高。進(jìn)行脫氧、脫氫、脫磷、脫硫等反應(yīng)。由圖43所示，焊縫中存在的Ca、Mn、Si等元素是焊接時(shí)由于合金過(guò)度而進(jìn)入焊縫的。圖42 焊接裂紋斷口掃描電子顯微鏡圖片 圖43 成分分析圖片（4）試驗(yàn)結(jié)果分析由圖42可以看出，在斷口的表面上出現(xiàn)多個(gè)凹凸不平的小坑，即韌窩，可以判斷此試驗(yàn)焊縫金屬的斷裂形式為韌窩斷裂。②了解低碳調(diào)質(zhì)鋼18MnMoNb鋼焊接裂紋的斷裂形式。 其他：當(dāng)焊接環(huán)境條件不符合JB/T4709及設(shè)計(jì)文件規(guī)定時(shí)，必須采取有效防護(hù)措施后熱溫度200～250℃，后熱時(shí)間1h。續(xù)表452焊接位置： 對(duì)接焊縫的位置 橫位 焊接方向：（向上、向下）　 ― 角焊縫位置 　　　― 焊接方向：（向上、向下）　―――焊后熱處理：溫度范圍（℃）　　　　565177。母材：類別號(hào) Ⅱ 組別號(hào) Ⅱ2 與類別號(hào) Ⅱ 組別號(hào) Ⅱ2 相焊標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB6654 鋼號(hào) 18MnMoNb 與標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB6654 鋼號(hào) 18MnMoNb 相焊厚度范圍：母材：對(duì)接焊縫 δ=45mm 角焊縫 ―管子直徑、壁厚范圍： 對(duì)接焊縫 ― 角焊縫 ―焊縫金屬厚度范圍： 對(duì)接焊縫 4953 mm 角焊縫 ―其他 ―焊接材料：焊材類別焊絲焊條焊材標(biāo)準(zhǔn)―GB/T 51181995填充金屬尺寸― 焊材型號(hào)―E5515G焊材牌號(hào)（鋼號(hào)）―J557R其他：焊前焊條須經(jīng)380℃400℃烘焙1小時(shí),隨烘隨用。29177。5186。55186。177。（5）低碳調(diào)質(zhì)鋼18MnMoNb的焊接工藝評(píng)定低碳調(diào)質(zhì)鋼18MnMoNb的焊接工藝評(píng)定見(jiàn)表45。本實(shí)驗(yàn)中，采用30mm、720MPa低碳調(diào)質(zhì)鋼鋼板，可以估計(jì)預(yù)熱溫度大于100℃。（2）試驗(yàn)數(shù)據(jù) 低碳調(diào)質(zhì)鋼18MnMoNb斜Y型焊接裂紋試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表44所示表44 試驗(yàn)數(shù)據(jù) 焊條種類　類別J507焊條焊接（，直流160A，120㎜/min）焊縫長(zhǎng)度/mm70表面裂紋長(zhǎng)度/mm50（3）計(jì)算表面裂紋率 Cf==(50/70)100%=%（4）試驗(yàn)結(jié)果分析對(duì)于低碳調(diào)質(zhì)鋼來(lái)說(shuō)，一般認(rèn)為表面裂紋率應(yīng)小于20%，從此次試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，表面裂紋率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)，這是由于該焊接條件下的焊接拘束度大所致，另一方面，常溫下不預(yù)熱焊接，18MnMoNb鋼的淬硬傾向較大，易于形成淬硬組織，而且焊接后冷卻速度速過(guò)快，生成的馬氏體還來(lái)不及進(jìn)行一次“自回火”處理，這些都促使冷裂傾向增大。④放置48小時(shí)后，焊接試驗(yàn)焊縫，試驗(yàn)一般在室溫進(jìn)行，手工焊接試驗(yàn)焊縫時(shí)，須在坡口外引弧，收弧也須離開(kāi)坡口。②組裝試件兩組，如圖41所示。表42 18MnMoNb低合金高強(qiáng)鋼化學(xué)成分材料名稱CSiMnNbMoPS18MnMoNbV≤≤表43 18MnMoNb鋼的力學(xué)性能板厚/mmss/MPasb/MPads/%AKV（0℃）/J304607201734②焊接接頭試片：6片③焊條：J507焊條，；J422焊條。（6）對(duì)焊接裂紋的斷裂形式及斷口形態(tài)進(jìn)行分析。（4）對(duì)焊接接頭組織進(jìn)行金相分析。（2）進(jìn)行低碳調(diào)質(zhì)鋼18MnMoNb斜Y型焊接裂紋實(shí)驗(yàn)研究，討論焊前預(yù)熱對(duì)冷裂傾向的影響。氫致裂紋和再熱裂紋常出現(xiàn)韌窩狀沿晶斷裂。屬于脆性斷裂，其形貌具有典型的冰糖狀，宏觀上斷口平齊，無(wú)明顯塑性變形，表面呈冰糖狀，在小平面上有光澤。（3）準(zhǔn)解理斷裂屬于解理斷裂，除具有脆性斷口的一般特征之外，還有明顯塑性變形的撕裂棱。（2）解理斷裂是金屬在正應(yīng)力作用下，由于晶內(nèi)原子的結(jié)合鍵而造成的穿晶斷裂。 金相砂紙砂紙由粗到細(xì)即表33中，從1號(hào)到7號(hào)。②細(xì)磨 細(xì)磨是在一套粗細(xì)不同的金相砂紙上，由粗到細(xì)依次順序磨制。（3）磨制①粗磨 粗磨的目的是為了獲得一個(gè)平整的表面，鋼鐵材料的粗磨通常是在砂輪機(jī)上進(jìn)行的。（2）去除棱角 將取好的接頭，夾在虎頭夾上，固定好。 焊接接頭金相試樣的制備 金相試樣的磨制步驟（1）取樣 沿焊縫方向，從斷面起取適當(dāng)長(zhǎng)度，一般取25mm以下。⑤不允許存在的缺陷有: 任何裂紋和白點(diǎn), 任何橫向缺陷顯示, 。時(shí), 按橫向缺陷處理, 其它按縱向缺陷處理。 長(zhǎng)度與寬度之比小于或等于3的缺陷顯示跡痕, 按圓形缺陷處理。⑦質(zhì)量評(píng)定（3）缺陷顯示痕跡分類①除確認(rèn)顯示跡痕是由外界因素或操作不當(dāng)造成的之外, 。⑤顯像清洗后，在受檢表面上噴涂一層薄而均勻的顯像劑，~，顯像劑將缺陷處的滲透液吸附到零件表面，好似“流血”，30min后進(jìn)行觀察。當(dāng)采用溶劑去除型滲透劑時(shí)，需在受檢表面噴涂溶劑，以除去多余的滲透劑。②滲透用噴涂法將滲透劑施加于受檢表面，噴嘴距受檢表面，宜為20mm，滲透劑必須濕潤(rùn)全部受檢表面，并保證足夠的滲透時(shí)間(一般為15~30min)。（2）操作步驟①預(yù)處理 在滲透探傷前，應(yīng)對(duì)受檢表面及附近30mm范圍內(nèi)進(jìn)行清理，不得有污垢、焊渣、氧化皮等。 滲透探傷法在焊接檢測(cè)中的應(yīng)用（1）滲透探傷的原理著色滲透探傷法屬于無(wú)損探傷中的一種方法，就是在清洗過(guò)的工件表面涂上滲透劑，如果有缺陷，滲透劑就會(huì)滲入缺陷中。 (33)式中 Cs—斷面裂紋率，％； 　 —5個(gè)斷面上裂紋濃度之和，mm； 　 —5個(gè)斷面焊縫最小厚度之和，mm。 (32)式中 Cr—根部裂紋率，％； —根部裂紋長(zhǎng)度之和，mm； L—試驗(yàn)焊縫長(zhǎng)度，mm。a） b） c）圖33 試樣上裂紋長(zhǎng)度計(jì)算a）表面裂紋 b）根部裂紋 c）斷面裂紋）①采用下列公式計(jì)算表面裂紋率： (31)式中 Cf—表面裂紋率，%；—表面裂紋長(zhǎng)度之和，mm； 　 L—試驗(yàn)焊縫長(zhǎng)度，mm。檢測(cè)裂紋可用肉眼和放大鏡來(lái)觀察焊接接頭的表面和斷面上是否存在裂紋，并用下述方法分別計(jì)算出表面裂紋率、根部裂紋率和斷面裂紋率。試驗(yàn)焊縫采用手弧焊和采用自動(dòng)送進(jìn)焊條電弧焊時(shí)應(yīng)分別按圖32中的兩圖所示進(jìn)行。④用砂輪把坡口磨平。②用刨床把試件加工成試驗(yàn)焊縫的坡口形狀。10m。10A，電弧電壓24177。其坡口經(jīng)機(jī)械加工，試驗(yàn)所用焊條應(yīng)嚴(yán)格烘干。 斜Y形坡口焊接裂紋試驗(yàn)法此法(YSilt Type Cracking Test)主要用于評(píng)定碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋的敏感性。（3）使用性能試驗(yàn)類這一類方法主要有：焊縫及接頭的拉伸、彎曲、沖擊等力學(xué)性能試驗(yàn)、高溫蠕變及持久強(qiáng)度試驗(yàn)、斷裂韌性試驗(yàn)、低溫脆性試驗(yàn)、耐腐蝕及耐磨試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)等。⑥脆性斷裂試驗(yàn) 除低溫沖擊試驗(yàn)外，常用的還有落錘試驗(yàn)、裂紋張開(kāi)位移試驗(yàn)(COD)以及Wells寬板拉伸試驗(yàn)等。④層狀撕裂試驗(yàn) 常用的有Z向拉伸試驗(yàn)、Z向窗口試驗(yàn)、Cranfield試驗(yàn)等。②焊接熱裂紋試驗(yàn) 常用的有可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)、FISCD焊接裂紋試驗(yàn)、窗形拘束對(duì)接裂紋試驗(yàn)、剛性固定對(duì)接裂紋試驗(yàn)等。 低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接性試驗(yàn)及分類 評(píng)定母材焊接性優(yōu)劣程度的試驗(yàn)稱為焊接性試驗(yàn)[8]。一般情況下不采取消除應(yīng)力處理，只有在要求耐應(yīng)力腐蝕的焊件中采用。當(dāng)預(yù)熱溫度過(guò)高時(shí)，不僅對(duì)防止冷裂紋沒(méi)有必要，反而會(huì)使800～500℃的冷卻速度低于出現(xiàn)混合組織的臨界冷卻速度，使熱影響區(qū)出現(xiàn)明顯的脆化。對(duì)低碳調(diào)質(zhì)鋼來(lái)說(shuō)，預(yù)熱的目的主要就是為了防止冷裂紋，因此一般在焊接低碳調(diào)質(zhì)鋼時(shí)都采用較低的預(yù)熱溫度（≤200℃）。例如：為保證HY80和HY130鋼的熱影響區(qū)缺口韌性，規(guī)定板厚小于13mm時(shí)，最大線能量為17000J/cm；板厚超過(guò)13mm后，最大線能量為21600J/cm。因此，正確選擇線能量和預(yù)熱這兩個(gè)參數(shù)使保證不出裂紋和脆化的關(guān)鍵。這個(gè)范圍的上限取決于不產(chǎn)生冷裂紋，下限取決于熱影響區(qū)不出現(xiàn)脆化的混合組織。在特殊情況下，如結(jié)構(gòu)的剛度很大，冷裂紋很難避免時(shí)，必須選擇比母材強(qiáng)度稍低一些的材料作為填充金屬。此外，如果一定要采用多絲埋弧焊和電渣焊等熱輸入很大、冷卻速度很低的自動(dòng)焊工藝方法時(shí)，就必須進(jìn)行焊后的調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于σs低于980MPa的低碳調(diào)質(zhì)鋼來(lái)說(shuō)，手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、熔化極氣體保護(hù)焊和鎢極氬弧焊等都能采用。這個(gè)問(wèn)題隨著材料強(qiáng)度級(jí)別的提高，顯得越來(lái)越突出。（2）焊接工藝方法選擇調(diào)質(zhì)狀態(tài)下的鋼材，只要加熱溫度超過(guò)了它的回火溫度后，性能就會(huì)發(fā)生變化。板厚≥100mm時(shí)，應(yīng)進(jìn)行100～150℃預(yù)熱。低碳低合金調(diào)質(zhì)鋼的坡口可以用氣割切制，但切割邊緣有硬化層，應(yīng)通過(guò)加熱或機(jī)械加工消除之。強(qiáng)度較高的低碳低合金調(diào)質(zhì)鋼在焊縫成形不良時(shí)，在焊趾處將產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中。坡口形式以U形或V形最佳，單邊V形或J形破口也可以采用，但必須在工藝規(guī)程中注明要求兩個(gè)坡口面必須完全焊透。為此，應(yīng)避免將焊縫布置在斷面突然變化的部位，并要考慮施焊方便。（1）焊前準(zhǔn)備對(duì)于σs≥600MPa的低碳低合金調(diào)質(zhì)鋼，焊縫布置與接頭的應(yīng)力集中程度都對(duì)接頭質(zhì)量有明顯的影響。這兩個(gè)問(wèn)題是制定低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接工藝的主要依據(jù)。 低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝特點(diǎn)研究這類鋼的特點(diǎn)是含碳量低，因此淬火后的組織是強(qiáng)度和韌性都較高的低碳馬氏體+貝氏體，使有可能在一般的電弧焊的條件下，獲得性能與母材相近的熱影響區(qū)。采用小的焊接參數(shù)，如降低焊接電流，增大焊接速度等，都可以減小熱影響區(qū)的尺寸。當(dāng)焊接較薄焊件時(shí)，易形成燒穿。焊接過(guò)程中，焊接速度應(yīng)該均勻適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不焊穿，同時(shí)還要使焊縫寬度和余高符合設(shè)計(jì)要求。立焊、仰焊時(shí)弧長(zhǎng)應(yīng)比平焊更短些，以利于熔滴過(guò)渡，防止熔化金屬下滴。（5）電弧電壓與焊接速度的控制焊條電弧焊的電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度來(lái)決定：電弧長(zhǎng)度越大，電弧電壓越高；電弧長(zhǎng)度越短，電弧電壓越低。因此，對(duì)質(zhì)量要求較高的焊縫，每層厚度最好不大于4～5mm。（4）焊縫層數(shù)的選擇在焊件厚度較大時(shí)，往往需要進(jìn)行多層焊。在相同條件的情況下，堿性焊條使用的焊接電流一般可比酸性焊條小10%左右，否則焊縫中易產(chǎn)生氣孔。對(duì)于一定直徑的焊條有一個(gè)合適的焊接