【正文】 次的鞏固，更重的是對自身能力的再次提高。這樣更有利于自己能力的提高。在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，畢業(yè)設(shè)計是一個重要的環(huán)節(jié)，是我們步入社會參與工作的一次極好的演示，也是對我們自學(xué)能力和解決問題能力的一次考驗?？傊ㄟ^實驗得出手工電弧焊焊接Q235鋼時焊接電流在120A下焊接過程中不易產(chǎn)生裂紋，焊接性較好。焊接電流小時，枝晶細(xì)小，硬度高；但焊接電流大時，粗大的樹枝晶會降低焊縫區(qū)的塑性。由于焊接接頭各區(qū)域經(jīng)歷的熱循環(huán)不同，出現(xiàn)以上代表性的各種組織，焊縫金屬在熔化焊時，同樣經(jīng)歷重新熔化、結(jié)晶、凝固、轉(zhuǎn)變過程，其組織特征呈現(xiàn)出鐵素體轉(zhuǎn)變珠光體、馬氏體以及魏氏體組織。結(jié)論從以上金屬顯微組織照片中可以觀察到，在焊速和電壓一定的情況下，隨焊接電流變大，焊接的引弧性、穩(wěn)定性、脫渣性及焊縫成形都逐漸變好。中間區(qū)為不完全正火區(qū)，鐵素體與珠光體不均勻分布，保留母材原始帶狀分布趨向。圖d)熔合區(qū)，該區(qū)域金屬的組織是不均勻的，晶粒大小不一，一部分是經(jīng)過重結(jié)晶的晶粒細(xì)小的鐵素體和珠光體，力學(xué)性能也不均勻，且有焊接缺陷出現(xiàn)，可以看出焊接質(zhì)量較上一焊接電流下明顯有所下降。圖a）為母材，黑色多面體為珠光體，鐵素體和珠光體較大。應(yīng)給是不完全重結(jié)晶區(qū)。圖下方為熱影響區(qū)，少量塊狀鐵素體沿原奧氏體晶界分布，晶內(nèi)鐵素體針狀分布，并有粒狀貝氏體、珠光體。圖c）為熔合區(qū)組織形貌。下圖43為焊接速度和焊接電壓一定的情況下，焊接電流為120A焊接下的金相組織： a）母材120A(200) b）焊縫120A(200) c）熔合區(qū)120A(200) d）熱影響區(qū)120A(200)圖43 焊接電流在120A下的金相組織圖a）為Q235鋼母材的組織圖，塊狀多面體組織為鐵素體，黑色多面體為珠光體，鐵素體和珠光體較為均勻分布著。圖下方為熱影響區(qū)，晶內(nèi)鐵素體針狀分布，并有粒狀貝氏體、珠光體。圖b）為焊縫區(qū)，晶粒比較?。辉跓嵊绊憛^(qū)，組織的晶粒有所長大，顯微組織變得粗大而分布呈現(xiàn)樹枝狀。焊縫區(qū)組織主要有灰白色馬氏體和黑色馬氏體、粒狀貝氏體組成。 a） b）圖41 金相顯微鏡 試樣的分析Q235組織包括鐵素體和珠光體組織，其中暗色為珠光體組織，亮色為鐵素體組織。7)試樣不動，旋轉(zhuǎn)物鏡到40，重復(fù)以上6的步驟。6）尋找相應(yīng)的組織區(qū)進(jìn)行觀察，并分別進(jìn)行拍照存檔。5）調(diào)節(jié)孔徑光欄至最佳位置，可提高映像的清晰度。4）然后用高倍的物鏡觀察，輕輕轉(zhuǎn)動物鏡座，將所需物鏡轉(zhuǎn)到試樣下方，再稍微調(diào)整即可清晰。同一區(qū)域下用先低倍（4）物鏡進(jìn)行調(diào)試，即轉(zhuǎn)動粗調(diào)手輪，將載物臺將至最低位置，然后從目鏡中觀察的同時緩慢轉(zhuǎn)動粗調(diào)手輪使載物臺慢慢上升，待看到組織出現(xiàn)，即停止粗調(diào)進(jìn)行微調(diào)，調(diào)至組織清晰為止。 試樣的觀察在金相顯微鏡（如圖41）下觀察焊接接頭的晶相組織，具體操作如下：熔合區(qū)附近，焊縫與母材不規(guī)則結(jié)合，形成了分界面，非自發(fā)晶核會依附在這個表面上以柱狀晶的形態(tài)向焊縫中心生長，形成的柱狀晶區(qū)。焊接接頭由焊縫和焊接熱影響區(qū)組成，焊接時母材熱影響區(qū)上各點距離焊縫的遠(yuǎn)近不同所以各點所經(jīng)歷的焊接熱循環(huán)不同，就會出現(xiàn)不同的組織，從而體現(xiàn)不同的性能，根據(jù)焊縫熱影響區(qū)組織的不同可以大致分為四個區(qū)域：熔合區(qū)、過熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)、不完全相變區(qū)。浸蝕后的試樣在顯微鏡下觀察時，如果發(fā)現(xiàn)表面變形層嚴(yán)重影響組織的清晰度時，可采用反復(fù)拋光、浸蝕的辦法去除變形層。如果試樣浸蝕不足，可以重復(fù)浸蝕。也可以用沾有浸蝕劑的棉花輕輕擦拭拋光面，觀察表面顏色的變化，此為擦拭法。將拋光后的試樣用水沖洗，并同時用脫脂棉擦凈磨面，然后用濾紙吸去磨面上過多的水，吹干后用顯微鏡檢查磨面上是否有劃痕、水跡等，同時證明未經(jīng)過浸蝕的試樣時無法分析組織的。在明場下觀察，可以看到一個個晶粒被晶界（黑色網(wǎng)絡(luò)）隔開。位于晶界處的原子和晶粒內(nèi)部原子相比，自由度較高，穩(wěn)定性較差，故易受侵蝕形成凹溝。浸蝕的方法有很多種，最長用的是化學(xué)浸蝕法，利用浸蝕劑對試樣的化學(xué)溶解和電化學(xué)浸蝕作用將組織顯露出來。用極少的研磨膏均勻涂在拋光織物上進(jìn)行拋光，拋光速度快，質(zhì)量也好。拋光時，拋光織物纖維帶動稀疏分布的極微細(xì)的磨料顆料產(chǎn)生磨削作用，將試樣拋光。④拋有色金屬（如銅、鋁及其合金等）時，最號在拋光盤上涂少許肥皂或滴加適量的肥皂水。②在拋光過程中，要經(jīng)常滴加適量的拋光液或清水，以保持拋光盤的濕度，如發(fā)現(xiàn)拋光盤過臟或帶有粗大顆粒時，必須將其沖刷干凈后再繼續(xù)使用。啟動開關(guān)使拋光盤逆時針轉(zhuǎn)動，將適量的拋光液（氧化鋁、氧化鉻或氧化鐵拋光粉加水的懸浮液）滴灑在盤上即可進(jìn)行拋光。用極少的研磨膏均勻涂在拋光電解拋光，是以被拋工件為陽極，不溶性金屬為陰極，兩極同時浸入到電解槽中，通以直流電而產(chǎn)生有選擇性的陽極溶解，從而達(dá)到工件表面光亮度增大的效果。拋光時，拋光織物纖維帶動稀疏分布的極微細(xì)的磨料顆料產(chǎn)生磨削作用，將試樣拋光。④拋有色金屬（如銅、鋁及其合金等）時，最號在拋光盤上涂少許肥皂或滴加適量的肥皂水。②在拋光過程中，要經(jīng)常滴加適量的拋光液或清水，以保持拋光盤的濕度，如發(fā)現(xiàn)拋光盤過臟或帶有粗大顆粒時，必須將其沖刷干凈后再繼續(xù)使用。啟動開關(guān)使拋光盤逆時針轉(zhuǎn)動，將適量的拋光液（氧化鋁、氧化鉻或氧化鐵拋光粉加水的懸浮液）滴灑在盤上即可進(jìn)行拋光。拋光的方法有機(jī)械拋光、電解拋光和化學(xué)拋光三種，其中最常用的是機(jī)械拋光。機(jī)械磨所用水砂紙規(guī)格與手工濕磨相同。機(jī)械磨的磨削速度比手工磨快得多，但平整度不夠好，表面層變形也比較嚴(yán)重。電動機(jī)帶動鋪著水砂紙的圓盤轉(zhuǎn)動，磨制時，將試樣沿圓盤的徑向來回移動，用力要均勻，邊磨邊用水沖。實踐表明，采用濕磨的方法，試樣磨制速度快、質(zhì)量高，有效地彌補(bǔ)了干磨的不足。m）1602002803204006008001000用水砂紙手工磨制的操作方法和步驟與用金相砂紙磨制幾乎完全一樣，唯一不同的是將水砂紙置于水下邊磨邊沖，由粗到細(xì)依次更換數(shù)次，最后磨到1000或1200號砂紙。為了克服干磨的弊端，故發(fā)展了手工濕磨的方法，所用砂紙是水砂紙，其規(guī)格如下所示。用金相砂紙手工磨制時是不能加水的，因為金相砂紙所以粘結(jié)劑溶于水。⑤砂紙的砂粒變鈍以后，磨削作用明顯下降時，不宜繼續(xù)使用，否則砂粒在金屬表面產(chǎn)生滾壓會使表面變形增加。③每次更換砂紙時，必須將試樣、玻璃板清理干凈，以防將粗砂粒帶到細(xì)砂紙上。②在同一張砂紙上磨痕方向要一致，并與前一道砂紙磨痕方向垂直。m）28~2020~414~1010~77~55~用砂輪粗磨后的試樣要依次由01號磨至05號（或06號）。金相砂紙由砂粒的粗到細(xì)分為很多種、其規(guī)格如下所示。細(xì)磨分為手工磨和機(jī)械磨兩種。 有色金屬，如銅、鋁及其合金等，因材質(zhì)很軟，不可用砂輪而要用銼刀進(jìn)行粗磨，以免磨屑填塞砂輪孔隙，且使試樣產(chǎn)生較深的磨痕和嚴(yán)重的塑性變形層。砂輪機(jī)轉(zhuǎn)速比較快，一般為2850r/min工作者不應(yīng)站在砂輪的正前方，以防被飛出物擊傷。另外在磨制過程中，試樣必須沿砂輪的徑向往復(fù)緩慢移動，防止砂輪表面形成凹溝。在試樣與砂輪接觸的一瞬間，盡量使磨面與砂輪面平行，用力不可過大。在不影響觀察的前提下，需將試樣上的棱角磨掉，以免劃破砂紙和拋光織物。 粗磨粗磨的目的主要有以下三點：有些試樣，如用錘擊法敲下來的試樣，形狀很不規(guī)則，必須經(jīng)過粗磨修整為規(guī)則形狀的試樣。試樣的尺寸以磨面面積小于400㎜178。截取方法有很多種：對于軟材料可以用鋸、車、刨等方法；對于硬材料要用砂輪切割機(jī)或線切割機(jī)等切割方法；對于硬而脆的材料可以用錘擊的方法。第三章 Q235金屬試樣的制備 取樣從需要檢測的金屬材料零件上截取試樣稱為取樣。另一種方法是局部高溫回火，即只對焊縫及其附近區(qū)域進(jìn)行加熱，然后緩慢冷卻，降低焊接應(yīng)力的峰值，使應(yīng)力分布比較平緩，起到部分消除焊接應(yīng)力的目的。常用的方法有兩種：一是整體高溫回火，即把焊件整體放入加熱爐內(nèi)，緩慢加熱到一定溫度，然后保溫一段時間，最后在空氣中或爐內(nèi)冷卻。焊接應(yīng)力在構(gòu)件中的存在，會降低焊接接頭區(qū)的實際承載能力，產(chǎn)生塑性變形，嚴(yán)重時，還會導(dǎo)致構(gòu)件的破壞。焊后常用的熱處理制度有消氫處理、消除應(yīng)力退火、正火和淬火（或淬火+回火）。對焊絲、焊條、焊劑在干燥條件下使用，焊絲徹底清理表面的油污等雜質(zhì)，焊條依照工藝保證烘干（在嚴(yán)格的烘干溫度與保溫時間內(nèi)）。焊縫中氫的平均濃度越高，則遷移的氫數(shù)量越多，遷移速度也越高。由于氫在金屬各相中的溶解度不同，其就以過飽和的形式殘留于馬氏體或貝氏體中，并擴(kuò)散到應(yīng)力中或晶格缺陷處結(jié)合成分子，形成較高的局部應(yīng)力，再加上熱應(yīng)力、組織應(yīng)力的共同作用就可能造成開裂。 冷裂紋的防止措施冷裂紋產(chǎn)生的主要因素：一是 鋼中含有的磷雜質(zhì)以Fe2P和Fe3P的形式存在，F(xiàn)e3P能與鐵形成低熔點共晶，聚集于晶界消弱晶粒建的結(jié)合力，使鋼在低溫或常溫下變脆，造成冷裂紋；二是 焊接過程中由于化學(xué)反應(yīng)，空氣或水的分解等因素，焊縫中溶解了一定量的氫，氫能向焊縫缺陷出流動富集形成氫脆，甚至形成“氫至延遲裂紋”這是冷裂紋中最嚴(yán)重也是最危險的問題；三是 焊縫中存在氮、氧原子或化合物也能使金屬變脆，引起冷裂紋；四是 淬火傾向大的鋼或厚板剛性大的焊接由于沒有采取預(yù)熱或緩冷的措施，冷卻速度快造成較大的內(nèi)應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力，這個應(yīng)力超過了材料所能承受的力就會產(chǎn)生裂紋。5）調(diào)整焊接順序降低拘束應(yīng)力。4）調(diào)整冷卻速度。焊接熔渣的堿度越高，熔池中脫硫、脫氧越完全。1）控制焊縫中硫、磷、碳等有害元素的含量。圖23 中的曲線3分別表示上述三種情況。 結(jié)晶裂紋的產(chǎn)生原因焊縫金屬在結(jié)晶后期出現(xiàn)開裂，原因來自于兩方面：焊縫金屬在結(jié)晶后期抗裂能力（以伸長率δ代表）下降和拉伸應(yīng)變的形成。層狀撕裂是指焊接時，在焊接構(gòu)件中沿鋼板軋層形成的呈階梯狀的一種裂紋。焊接接頭冷卻到較低溫度下（相對鋼來說在 Ms溫度以下）時產(chǎn)生的裂紋，叫做冷裂紋。所以要嚴(yán)格控制產(chǎn)生裂紋的因素，以保證較好的焊接質(zhì)量。這主要是因為裂紋兩端的缺口效應(yīng)造成了嚴(yán)重的應(yīng)力集中，很容易擴(kuò)展而形成宏觀開裂或整體斷裂。它具有尖銳的缺口和大的長寬比的特征。同時為了避免焊接速度不同給實驗結(jié)果帶來影響，我們組盡量把速度控制在同一速度內(nèi)。這種現(xiàn)象限制了焊速的提高，采用雙絲焊或多弧焊可進(jìn)一步提高焊速，并可防止上述相象的產(chǎn)生。要保證給定的焊縫尺寸，則在提高焊接速度時要相應(yīng)地提高焊接電流和焊接電壓，這三個量是相互聯(lián)系的。焊接速度的高低是焊接生產(chǎn)率高低的重要指標(biāo)之一。圖23焊縫宏觀形貌 焊接速度焊接速度提高時熱輸入量減少，使熔深、熔寬有所降低，余高也減少。當(dāng)焊接電壓增加時，焊劑的熔深量增加，熔渣和液化金屬的比值增大，過度到熔敷金屬中的合金含量所增加在這里的焊接電壓為2226V。表22焊接電流焊條牌號焊接位置焊條直徑mmJ422平焊40706590100140150210200260260320立焊仰焊3568508580130120170150210根據(jù)以上原則，此次設(shè)計焊接過程中我們選用焊接電流分別為80A、120A、160A三種不同電流進(jìn)行對比焊接。 焊接電流焊接電流只要根據(jù)焊條直徑和焊接位置來選擇，在平焊位置焊接時，可根據(jù)下列經(jīng)驗公式選用電流I=Kd式中：I焊接電流（A） d=焊條直徑（mm） K=經(jīng)驗因數(shù) 通常取30～50一般情況下增加電流能增加熔深，提高生產(chǎn)率，但電流過易已造成咬邊和嚴(yán)重飛濺，因此應(yīng)根據(jù)施工條件確定電流大小。 焊接工藝參數(shù)的制定選擇焊接直徑時，主要考慮焊件厚度，接頭形式，焊縫位置，焊縫層數(shù)及允許的熱輸入等，一般在厚壁焊件的封底焊縫，～，其余可采用Ф4～Ф5mm焊條，立焊，仰焊和其他難焊位置焊接時，～Ф4mm的焊條。圖21 焊機(jī)ZX7400N 焊焊前準(zhǔn)備 焊接接頭形式及坡口準(zhǔn)備焊條電弧焊時，由于焊件結(jié)構(gòu)形狀，厚度不同，以及對質(zhì)量的要求不同，其接頭形式及坡口要求也不相同，采用焊條電弧焊焊接低碳鋼時，由于熔深較淺，6mm以上鋼板對接，需要開v型坡口，或雙v型坡口，坡口邊緣的加工方法有：剪切，刨邊，車削，鏟削，氧乙炔焰切削，碳弧氣刨等方法，應(yīng)根據(jù)母材，焊接接頭的質(zhì)量要求及工廠的加工條件來應(yīng)用我們選用的鋼板厚度為10mm，為方便焊后檢驗，我們選用對接的焊接方式，鋼板兩側(cè)開30176。 焊接方法和焊接設(shè)備的選定低碳鋼的焊接性能好，焊接工藝容量大，常用的焊接方法有焊條電弧焊，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，埋弧焊及電渣焊等，焊接時依焊件強(qiáng)度等級及工作環(huán)境來選擇焊接材料。電焊條的選用原則：1) 考慮工件的物理，力學(xué)性能和化學(xué)成分2) 考慮工件的工作條件和使用性能3) 考慮工件的復(fù)雜成度，剛度大小，焊接坡口和焊接部位等4) 考慮經(jīng)濟(jì)性和實用性根據(jù)以上原則，焊接過程中選用J422焊條。第二章 Q235鋼板的焊接 板材厚度的選擇在設(shè)計的過程中辦學(xué)板材的厚度不能厚，也不能太薄，必須符合現(xiàn)在工業(yè)的的大眾需求，和現(xiàn)代工業(yè)相接軌，所以在這片論文設(shè)計中我選用板材厚度為10mm厚的鋼板。≧21（a150mm）≧22（a100150mm）≧23（a60100mm）≧24（a4060mm）≧25（a1640mm）≧26（a≦16mm）伸長率（δ5/%）： Q235的機(jī)械性能 抗拉強(qiáng)度（σb/MPa）：375500不宜在低溫下工作，有時會產(chǎn)