论文部分内容阅读
我国工程机械制造行业正在向“高端、高科技、高附加值”方向发展,这也对工程机械提出了减轻自重,节能减排,提高强度和耐磨性的要求。因此,1200MPa高强度耐磨钢板逐渐应用到挖掘机铲斗当中,这也对高强耐磨钢的焊接技术提出了更高的要求。1200MPa高强耐磨钢淬硬性大,有较强的冷裂纹倾向,焊接中容易出现冷裂纹和脆性断裂等缺陷。本文采用熔化极气体保护焊配合500MPa焊丝焊接挖掘机铲斗用抗拉强度为1200MPa的B-HARD360CFA耐磨钢,焊前不预热,焊后不进行热处理,针对焊接接头裂纹、热影响区显微硬度及淬硬组织和熔合区与焊缝区显微组织进行研究,分析焊接材料、焊接工艺条件对焊接接头组织及冷裂纹倾向的影响,进而降低B-HARD360CFA耐磨钢焊接接头冷裂纹倾向,提高焊接接头质量。通过斜y形坡口对接裂纹试验研究焊丝强度级别、热输入对B-HARD360CFA耐磨钢GMAW接头冷裂纹倾向的影响。在名义强度匹配系数为0.42条件下,不同焊接热输入(9.7-45.2kJ/cm)下,未发现表面裂纹,断面裂纹率均低于20%,表明低强匹配焊丝有效减小了焊接接头冷裂倾向。当热输入控制在11.7-16.5kJ/cm时,断面裂纹率小于10%。采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察焊接裂纹的萌生及扩展,发现裂纹均起源于熔合区,沿着熔合线延伸一段距离后自行终止延伸,并有少量微观裂纹向焊缝区延伸。通过显微硬度测试和金相组织研究热影响区显微硬度与淬火粗晶区(CGHAZ)淬硬组织。试验结果显示,当热输入高于12.3kJ/cm时,热影响区最高硬度值均低于国际焊接学会(IIW)建议的280HV；当热输入小于16.5kJ/cm时,B-HARD360CFA耐磨钢回火软化区长度均小于3mm,低于板厚的25%。当热输入高于19.7kJ/cm时,CGHAZ中出现网状分布的组织,热影响区韧性下降,冷裂倾向升高。通过观察分析焊接接头焊缝区与熔合区显微组织特征,分析焊接热输入,焊缝夹杂物对焊缝区及熔合区组织形态与分布的影响,进而分析显微组织分布与接头冷裂倾向的关系。焊缝区组织是由细小的AF和板条状分布的PF构成,焊接热输入可以有效控制二者的占比以及晶粒尺寸,当热输入大于19.7kJ/cm,焊缝区中PF比例开始大于50%,裂纹率升高。当热输入升高到19.7kJ/cm以上,熔合区出现连续条状组织。当热输入升高至24.9kJ/cm,热影响区中PF相互连接成网状,并与焊缝区中的PF,以及热影响区CGHAZ中的PF相互连接。