【正文】 果進(jìn)行記錄。（6）通過實(shí)驗(yàn)，將幾次的焊接參數(shù)進(jìn)行對(duì)比1） 金相試樣的制備及觀察 ① 待試樣完全冷卻后選擇焊縫的相應(yīng)位置截取試樣，將毛邊磨去做好金相試樣制備的準(zhǔn)備；② 熟練掌握金相制備的方法，能夠熟練操作金相磨制設(shè)備，配置相應(yīng)的腐蝕液，掌握金相腐蝕的技巧；③ 熟練操作金相顯微鏡，能夠借助金相顯微鏡判斷金相試樣的磨制、腐蝕程度，并能運(yùn)用金相顯微鏡拍攝金相照片，并能進(jìn)行相應(yīng)的分析。（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程結(jié)果進(jìn)行判斷、分析，能夠判斷出金相組織的種類、力學(xué)性能的好壞，并分析可能的影響因素，得出最佳的焊接參數(shù)（8）編制焊接工藝設(shè)計(jì)書（焊前）、焊接工藝評(píng)定報(bào)告（焊后）、加工工藝過程卡（焊后） 要求按正規(guī)的焊接工藝設(shè)計(jì)書、焊接工藝評(píng)定報(bào)告及加工工藝過程卡的格式進(jìn)行編制，共3份，裝訂在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文內(nèi)容的相應(yīng)位置。 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文包括內(nèi)容：封面、任務(wù)書、摘要、目錄、論文正文、總結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)、英文翻譯（原文+中文翻譯）等。畢業(yè)論文的頁數(shù)不少于20頁（20頁內(nèi)不含英文翻譯，幅面大小為A4，全部由計(jì)算機(jī)打?。?。論文撰寫格式、裝訂順序及要求依畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）規(guī)范。摘要Q235低碳鋼在現(xiàn)代工業(yè)上應(yīng)用十分廣泛，本文主要針對(duì)Q235低碳鋼板材的焊接工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過經(jīng)濟(jì)和操作性兩個(gè)方面的考慮，選用手工電弧焊進(jìn)行焊接，焊接后變形小，缺陷少，焊接質(zhì)量良好，當(dāng)然最重要的是焊接工藝參數(shù)設(shè)計(jì)正確。試驗(yàn)結(jié)果表明：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。通過實(shí)驗(yàn)得出焊接電流在120A下Q235鋼具有較高的可塑性，焊接過程中不易產(chǎn)生裂紋，焊接性較好,總的來說設(shè)計(jì)思路正確，構(gòu)思明確。low carbon steel。 manual arc welding。碳素結(jié)構(gòu)鋼在1988年以前稱為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，并分類為甲類鋼；乙類鋼；特類鋼三類。結(jié)構(gòu)鋼187。碳鋼按碳量劃分為：1）低碳鋼 ％＜C＜％ 主要用在冷加工和焊接機(jī)構(gòu)。3)高碳鋼 ％＜C＜％ 主要用來制造彈簧，工具及耐磨損構(gòu)件，此類鋼一般不做為焊接結(jié)構(gòu)用鋼。過去的一種叫法為：A3。低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好，焊接時(shí)，一般不需預(yù)熱、控制層間溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織，整個(gè)焊接過程不必采取特殊的工藝措施，焊接性優(yōu)良。 2)沸騰鋼脫氧不完全，含氧量較高，P等雜質(zhì)分布不均，局部地區(qū)含量會(huì)超標(biāo)，時(shí)效敏感性及冷脆敏感性大，熱裂紋傾向也增大。如某廠采用酸性焊條焊接Q235A鋼時(shí)，因焊條藥皮中錳鐵的含碳量過高，會(huì)引起焊縫產(chǎn)生熱裂紋。如電渣焊，由于線能量大，會(huì)使焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)晶粒長得十分粗大，引起沖擊韌度的嚴(yán)重下降，焊后必需進(jìn)行細(xì)化晶粒的正火處理，以提高沖擊韌度。并會(huì)隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。這是等級(jí)的區(qū)分，所代表的，主要是沖擊的溫度有所不同而已A，B，C，D，所不同的，指的是它們性能中沖擊溫度的不同。在不同的沖擊溫度，沖擊的數(shù)值也有所不同，元素含量：A、B、C、D硫含量依次遞減；A和B的磷含量相同，C的磷含量次之，D磷含量最少Q(mào)235分A、B、C、D四級(jí)(GB70088)Q235A級(jí)含 % ~ Si≤ S≤ P≤ Q235B級(jí)含 % ~ Si≤ S≤ P≤ Q235C級(jí)含 C≤% ~ Si≤ S≤ P≤ Q235D級(jí)含 C≤% ~ Si≤ S≤ P≤就其脫氧方法而言，可以采用F,b,z分別表示為沸騰鋼、平鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼。用這種材料制成的焊接結(jié)構(gòu)，受動(dòng)力載荷作用時(shí)接頭容易出現(xiàn)裂縫。相比之下，鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)優(yōu)而勻，塑性和韌性都好。其中a為鋼材厚度或直徑。 焊接材料的選擇電焊條就是在金屬絲（即焊芯）表面涂有適當(dāng)藥皮的手工電弧焊用的融化電極。焊條使用前應(yīng)烘干，酸性焊條烘干溫度為15～200℃，保溫12h，在焊接鍋爐，壓力容器時(shí)，烘干后的焊條必須放在保溫筒內(nèi)，隨用隨取，焊條冷至室溫四小時(shí)后，必須重新烘干，焊條重復(fù)烘干次數(shù)不得超過2次。在選擇焊接方法的過程中，不僅要考慮焊接的性能，還要考慮考慮成本價(jià)值，焊接的環(huán)境及它的可操作性，綜上所述，焊接Q235低碳鋼手工電弧焊最為適合，現(xiàn)有焊機(jī)ZX7400N直流弧焊機(jī)可供試用。坡口，采用車削的方式完成，如圖： 圖22焊接接頭的坡口形式 工件共建表面的清理已加工好的坡口及其邊緣兩側(cè)不小于10mm范圍內(nèi)的油污，鐵銹，水分等雜物應(yīng)清除干凈，直至露出金屬光澤。對(duì)根部不要求完全均勻焊透的不開坡口的角接，T型接頭，搭接焊縫和背面清除根部封底焊的對(duì)接焊縫，其焊條直徑見表21所示表21 焊條直徑焊件直徑焊條直徑≤4不超過焊件厚度4～12～12≥根據(jù)以上原則。例如環(huán)境溫度降低時(shí)施焊，熱能損失大，需加大電流，T型接頭或十字接頭傳熱方向多，施焊時(shí)電流應(yīng)比對(duì)接接頭時(shí)大，焊件厚度大時(shí)，電流也應(yīng)相應(yīng)增加，反之焊接薄板，在立焊，橫焊，仰焊位置施焊，則電流應(yīng)該相應(yīng)的減小。焊接電壓對(duì)熔深的影響很小，主要影響熔寬，隨著焊接電壓的增大，熔寬增大，而熔深及余高略有減小，為保證電弧的穩(wěn)定燃燒及合適的焊縫成型系數(shù)，焊接電壓與焊接電流保持適當(dāng)?shù)年P(guān)系，焊接電流增大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高焊接電壓，于每一焊接電流對(duì)應(yīng)的焊接電壓的變化范圍不超過10V焊接電壓除對(duì)焊縫成型系數(shù)有影響外，還會(huì)改變?nèi)鄯蠼饘俚幕瘜W(xué)成分。 焊接層數(shù)采用焊條電弧焊焊接中厚板是，應(yīng)采用多層焊，對(duì)于低碳鋼，焊接層數(shù)的多少對(duì)接頭質(zhì)量影響不大，但層數(shù)過少，每層厚度較大，則會(huì)降低焊縫金屬的塑性，易產(chǎn)生缺陷，因此一般按下式選擇焊接層數(shù)n=∮/d式中 n=焊接層數(shù)（取整數(shù)值）∮=焊件厚度（mm） d=焊條直徑（mm）在這里的焊接層數(shù)為兩層。焊速太快，會(huì)造成咬邊、未熔合；焊速太慢，會(huì)造成漫溢。從提高焊接生產(chǎn)率考慮，措施之一是提高焊速。大功率電弧高速焊時(shí)，強(qiáng)大的電弧力把熔池金屬猛烈地排到尾部，并在那里迅速凝固，熔池金屬?zèng)]有均勻分布在整個(gè)焊縫寬度上，形成咬邊。 焊接及焊后熱處理 防止裂紋的產(chǎn)生在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙，叫做焊接裂紋。裂紋是危害最嚴(yán)重的焊接缺陷。因此，在焊接生產(chǎn)中，裂紋一般是不允許存在的。焊接裂紋的分類在焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的焊接裂紋，叫做焊接熱裂紋。焊件焊后在一定溫度范圍再次加熱時(shí)，由于高溫及殘余應(yīng)力的共同作用而產(chǎn)生的晶間裂紋，叫做消除應(yīng)力裂紋。Q235低碳鋼焊接時(shí)，塑形比較好，但操作不當(dāng)時(shí)易產(chǎn)生冷裂紋與焊接熱裂紋。結(jié)晶裂紋的產(chǎn)生式由于在焊縫凝固后期存在了液態(tài)薄膜，并受拉應(yīng)力的作用的結(jié)果當(dāng)ε＜δmin時(shí)不會(huì)開裂；ε=δmin時(shí)處于臨界狀態(tài)；只有ε＞δmin時(shí)才會(huì)產(chǎn)生裂紋。防止結(jié)晶裂紋的措施主要從冶金和工藝兩方面著手，其中冶金措施更為重要。2）調(diào)整熔渣的堿度。3）調(diào)整焊接參數(shù)已得到抗裂能力較強(qiáng)的焊縫成形系數(shù)。冷速越高變形增長率越大，結(jié)晶裂紋傾向也越大。接頭剛性越大，焊縫金屬冷卻收縮時(shí)受到的拘束應(yīng)力也越大。 嚴(yán)格控制氫的來源氫是形成冷裂紋的一個(gè)重要因素，在形成冷裂紋的過程中的作用于其溶解度和擴(kuò)散規(guī)律有關(guān)。 圖24 延遲斷裂時(shí)間與應(yīng)力的關(guān)系氫致裂紋的延遲，氫逐漸向開裂部位擴(kuò)散集中，結(jié)合成分子并形成一定的壓力的過程。綜上所述氫是形成冷裂紋以及斷裂的重要因素，因此，從焊接材料、焊接方法以及工藝等方面嚴(yán)格控制氫的來源，選用低氫鈉型、低氫鉀型焊條，嚴(yán)格清理待焊處兩側(cè)20mm之內(nèi)的油污等雜質(zhì)。 焊后熱處理焊后進(jìn)行不同的熱處理，可以分別起到起到消除擴(kuò)散氫、降低和消除殘余應(yīng)力、改善組織或降低硬度等作用。在焊接過程中，由于加熱和冷卻的不均勻性，以及構(gòu)件本身產(chǎn)生拘束或外加拘束，在焊接工作結(jié)束后，在構(gòu)件中總會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力。因?yàn)榈吞间摰目珊感粤己茫ǔＧ闆r下不會(huì)因焊接而引起嚴(yán)重硬化組織和淬硬組織，但是如果用在重要的結(jié)構(gòu)件時(shí)，要進(jìn)行焊后熱處理，如果經(jīng)過熱處理以后，接頭的金相組織會(huì)得到改善，提高了焊接接頭的塑性、韌性，從而改善了焊接接頭的綜合機(jī)械性能。用這種方法可以消除80%90%的焊接應(yīng)力。 焊接時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)低碳鋼焊接時(shí)一般不需采用特殊的工藝措施，但若在寒冷冬季施焊時(shí)，焊接接頭冷卻速度較快，裂紋傾向較大，尤其焊接厚板面焊縫，厚板多層焊角焊角焊縫或焊接多層焊縫中第一道及最后一道，裂紋傾向就更大，為避免裂紋的產(chǎn)生可采取以下措施1）焊前預(yù)熱，焊接時(shí)保持層間溫度2）采用低氫型焊接材料3）厚板單層角焊縫不得過小，表面缺陷的補(bǔ)焊應(yīng)有正常焊縫尺寸，長度不能過短4）適當(dāng)增加定位焊縫截面和長度，定位焊時(shí)要增大焊接電源，降低焊速，必要是還要預(yù)熱5）焊接要連續(xù)，盡量避免中斷，尤其多層焊應(yīng)盡量連續(xù)焊完最后一層6）焊后適當(dāng)注意緩冷，一般不需要消除應(yīng)力和回火，但Q235B制作的壓力容器，板厚大于34mm時(shí)，焊前應(yīng)預(yù)熱100℃以上，板厚大于38mm時(shí)，要進(jìn)行消除應(yīng)力處理，即將焊件均勻地加熱到550℃～650℃保溫一段時(shí)間后隨后均勻地冷卻至300℃～400℃，最后將焊件移出在爐外空冷。取樣的部位和磨面的選擇必須根據(jù)分析要求而定。無論用哪種方法都應(yīng)注意，盡量避免和減輕因塑性變形或受熱引起的組織失真現(xiàn)象。、高度在15~20㎜之間為宜。無論用什么方法取樣，切口往往不平整，為了將觀察面磨平，同時(shí)去掉切割時(shí)產(chǎn)生的變形層，必須進(jìn)行粗磨。 黑色金屬材料的粗磨在砂輪機(jī)上進(jìn)行，具體操作方法是將試樣牢牢的捏住，用砂輪的側(cè)面磨制。由于磨削力的作用往往出現(xiàn)試樣磨面的上半部分，其磨削量偏大，故需人為地進(jìn)行調(diào)整，盡量加大試樣下半部分的壓力，以求整個(gè)磨面的均勻受力。必須指出的是，磨削過程會(huì)使試樣表面溫度驟然升高，只有不斷地將試樣侵入水中冷卻，才能防止組織發(fā)生變化。操作時(shí)嚴(yán)禁戴手套，以免手被卷入砂輪機(jī)。 細(xì)磨粗磨后試樣的磨面上仍有較粗較深的磨痕，為了消除這些磨痕必須進(jìn)行細(xì)磨。手工磨是將砂紙鋪在玻璃板上，左手按住砂紙，右手捏住試樣在砂紙上作單向推磨。表31 金相砂紙規(guī)格 金相砂紙編號(hào)010203040506粒度序號(hào)M28M20M14M10M7M5砂粒尺寸（181。操作時(shí)必須注意：①加在試樣上的力要均勻，使整個(gè)磨面都能磨到。待前一道砂紙的磨痕完全消失時(shí)才能換用下一道砂紙。④磨制時(shí)不可用力過大，否則一方面因磨痕過深增加下一道磨制的困難，另一方面試樣表面變形嚴(yán)重會(huì)影響組織真實(shí)性。⑥磨制銅、鋁及其合金等軟材料時(shí)，用力更要輕，可同時(shí)在砂紙上滴些煤油，以防脫落砂粒嵌入金屬表面。但是在干磨過程中，脫落的砂粒和金屬磨屑留在砂紙上，隨著移動(dòng)的試樣來回滾動(dòng)，砂粒間的相互擠壓以及金屬屑粘在砂?？p隙中，都會(huì)使砂紙磨削壽命減短，試樣表面層變形嚴(yán)重，摩擦生熱還可以引起試樣組織變化。表32 水砂紙規(guī)格水砂紙序號(hào)24030040050060080010001200粒度（181。因?yàn)樗鞑粩嗟貙⒚撀涞纳傲?、磨屑沖掉，故砂紙的磨削壽命較長。目前，普遍使用的機(jī)械磨設(shè)備是預(yù)磨機(jī)。水流既起到冷卻試樣的作用，又可以借離心力將脫落的砂粒、磨屑等不斷地沖到轉(zhuǎn)盤邊緣。因此，要求較高或材質(zhì)較軟的試樣應(yīng)該采用手工磨制。 拋光拋光的目的是去除細(xì)磨后遺留在磨面上的細(xì)微磨痕，得到光亮無痕的鏡面。機(jī)械拋光在拋光機(jī)上進(jìn)行，將拋光織物（粗拋常用帆布，精拋常用毛呢）用水浸濕、鋪平、繃緊并固定在拋光盤上。拋光時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①試樣沿盤的徑向往返緩慢移動(dòng)，同時(shí)逆拋光盤轉(zhuǎn)向自轉(zhuǎn)，待拋光結(jié)束時(shí)作短時(shí)定位輕拋。③拋光時(shí)間應(yīng)盡量縮短，不可過長，為滿足這一要求可分粗拋和精拋兩步進(jìn)行。機(jī)械拋光與細(xì)磨本質(zhì)上都是借助磨料尖角銳利的刃部，切去試樣表面隆起的部分。 目前，人造金剛石研磨膏（、）代替拋光液，正得到日益廣泛的應(yīng)用。機(jī)械拋光在拋光機(jī)上進(jìn)行，將拋光織物（粗拋常用帆布，精拋常用毛呢）用水浸濕、鋪平、繃緊并固定在拋光盤上。拋光時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①試樣沿盤的徑向往返緩慢移動(dòng)，同時(shí)逆拋光盤轉(zhuǎn)向自轉(zhuǎn)，待拋光結(jié)束時(shí)作短時(shí)定位輕拋。③拋光時(shí)間應(yīng)盡量縮短，不可過長，為滿足這一要求可分粗拋和精拋兩步進(jìn)行。機(jī)械拋光與細(xì)磨本質(zhì)上都是借助磨料尖角銳利的刃部，切去試樣表面隆起的部分。目前，人造金剛石研磨膏（、）代替拋光液，正得到日益廣泛的應(yīng)用。 浸蝕拋光后的試樣在金相顯微鏡下觀察，只能看到光亮的磨面，如果劃痕、水跡，材料中的非金屬夾雜物、石墨以及裂紋等也可以看出來，但是要分析金相組織還必須進(jìn)行浸蝕。純金屬（或單相均勻固溶體）的侵蝕基本上為化學(xué)溶解過程。晶粒內(nèi)部被浸蝕程度較輕，大體上任保持原拋光平面?；瘜W(xué)浸蝕的方法雖然很簡單，但是只有認(rèn)真對(duì)待才能制備出高質(zhì)量的試樣。經(jīng)檢查合格的試樣可以放在浸蝕劑中，拋光面朝上，不斷觀察表面顏色的變化，這是蝕法。待試樣表面被浸蝕得略顯灰暗時(shí)即刻取出，用流動(dòng)水沖洗后在浸蝕面上滴些酒精，在用濾紙吸去過多的水和酒精，迅速用吹風(fēng)機(jī)吹干，完成整個(gè)制備試樣的過程。如果試樣浸蝕過深，則必須重新進(jìn)行磨光、拋光，在加以適當(dāng)浸蝕。第4章 試樣組織觀察及分析 焊接接頭組織在過熱區(qū)金屬處于過熱狀態(tài)，奧氏體經(jīng)晶粒發(fā)生嚴(yán)重長大，冷卻后會(huì)得到粗大的組織，導(dǎo)致硬度下降，相變重結(jié)晶區(qū)的金屬由于發(fā)生重結(jié)晶，空氣中冷卻后會(huì)形成均勻細(xì)小的鐵素體和珠光體組織，此區(qū)的塑性和韌性都比較好，不完全重結(jié)晶區(qū)只有一部分組織發(fā)生了相變重結(jié)晶過程，而始終未溶入奧氏體的鐵素體，在加熱時(shí)會(huì)發(fā)生長大，變成較粗大的鐵素體組織，所以該區(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。1）首先了解顯微鏡各個(gè)主要部件的作用及所有位置。2）打開顯微鏡開關(guān)。3）把試樣分成幾個(gè)有代表性區(qū)域。8）移動(dòng)試樣換個(gè)區(qū)域，重復(fù)以上7的步驟。焊縫區(qū)受熱嚴(yán)重，且了冷卻速度快，可能生成粗大馬氏體組織。下圖43為焊接