新型高层建筑用钢的气保焊焊接性能研究- 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

新型高层建筑用钢的气保焊 焊接性能研究 恩施职业技术学院 ( 湖北4 4 5 0 0 0 ) 牟 实勇 杨 学智 牛全峰 随着现代大都市高层建筑的发展，对建筑钢性能 要求越来越高。WG J 5 1 0 C 2钢是 国内自主研发 的一种 高性能耐 火耐候 建 筑钢 ，本 文 针对 WG J 5 1 0 C 2钢 进 行 了气保焊焊接性能试验研究，内容包括焊丝熔敷金属 性能试验、焊接接头常规力学性能试验 、高温拇伸性 能试验 、硬度试验及金相组织分析。试验结果表明 ， 焊接 接 头 常 温拉 伸 性 能 和高 温拉 伸 性 能均 满 足 WG J 5 1 0 C 2钢技术条件要求，接头 低温 冲击吸收 能量有较大的富余量。因此，采用气体保护焊焊接方 法及 N H G一1 焊丝焊接 WG J 5 1 0 C 2钢，焊接接头综合 性能指标完全满足高层建筑用钢焊接技术要求。 1 NHG一1焊丝熔敷金属性 能 熔敷金属焊接试验采用 的保护气体为混合气体 M 2 1( 8 0 A r + 2 0 C O ， ) ，气体流量为 1 8 L m i n ，采 用直流反接，选择的焊接电流、电弧 电压和焊接速 度等参数如表 1 所示。 表 1 N HGl熔敷金属试 验焊接 参数 板厚 焊接 电流 电弧 电压 焊接速度 热输入 mm ， ， 、 k Jc I ll 一 2 0 2 5 02 6 O 28 2 7 5 1 4 1 6 焊后，对 N HGl焊丝熔敷 金属的力学性能进 行了检验。检验项 目为熔敷金属的拉伸性能和冲击 性能，熔敷金属 的拉伸试验结果如表 2所示 ，冲击 韧性 试验 结果 如表 3所示 。 表 2 熔敷金属的拉伸性能试 验结果 试验温度 C MP a f r l， MP a 6 ( ) Z f 1 室 温 6 6 5 7 3 5 2 O 6 8 表 3熔 敷 金 属 的 冲 击 韧 I生试 验 结 果 试验温度 冲击吸收能量 J 常温 2 1 8 2 2 6 2 2 3 2 2 0 2 1 1 2 2 0 R 阳 砌 n ( 续 ) 试验温度 冲击吸收能量 J 一 2 O 2 0 7 2 0 2 2 【 )4 2 0 4 3 0 I 8 7 l 8 6 1 6 9 I 8 O 一 4 0 l 7 0 l 8 2 1 9 6 1 8 2 6 0 1 6 6 1 7 3 1 8 0 1 73 N H Gl焊丝熔敷金属的拉伸和冲击韧性试验结 果表明，焊丝熔敷金属的屈服强度达到 6 6 5 MP a ，焊 缝金属具有优 异的冲击韧性 ，特别是低温冲击吸收 能量 较高 ， 一4 0 时平 均 冲击 吸 收能 量 4 达 到 1 8 2 J ，焊丝熔敷金属的韧性转变温度在 一6 O 0 c以下。 2 NHG一1焊丝焊接 WGJ 5 1 0 C 2钢试验 ( 1 ) WG J 5 1 0 C 2钢 化学 成 分 及性 能 1 4 ram规 格 的 WG J 5 1 0 C 2钢化学 成分 及力 学性 能如表 4 、表 5 所示 。 表 4 WG J 5 1 0 C 2钢化 学成 分 ( 质量分数 ) ( ) C S i Mn P S Ni Mo C u Cr 0 0 5 9 0 2 7 0 8 7 0 0 3 4 0 0 0 6 1 7 3 0 3 6 O 1 2 6 0 4 6 4 表 5 wG J 5 1 0 C 2钢 力学眭能 冲击吸收能量 条件 R L MP a R MP a A ( ) A J( 0 ) 标准范 闱 3 4 5 4 7 0 2 3 4 7 实际值 3 9 5 5 O 6 2 9 2 4 6、2 4 0 、2 6 4 ( 均 2 5 0) ( 2 )焊接工 艺及参数试验采用 的焊接 方法 、 焊机型号及保护气体种类等如表 6所示。 表 6气保焊工艺条件 焊接 电流 焊接 焊机 型号 保 护气体 方 种 类 极 性 手T半 自 L i n c o l n P o w e r Wa v e 直流 反接 2 O C 0 +8 O A r 动气保焊 4 5 5 多功能焊机 焊 接 试 板 长 度 方 向为 轧 向 ，试 板 长 为 5 0 0 mm， 参 磊 热 豢 主 3 7Y 3 U oC O m M Il砖 阳 n o n q n 2 | ： R 。 单 侧宽 为 1 5 0 ram 试板坡 口 如 1所 ， J 试 板 装 配 时预留一定的反变形，根部 问隙为 2 m m。按表 7所 示 焊接参 数 填 充焊 道 。对 焊 接接 头进 行 力 学性 能试 验，包括接头横向拉力 试验 ，正弯 、反弯试验和焊 缝 、熔合 线及热 影响 冲击试 验及 接头硬 度分 布 试验 。 图 l 表 7 对接试板焊接参数 焊接电流 电弧 电压 焊接速度 环境温度 环境湿度 ， 、 _ ( ) 2 7 0 2 7 2 83 2 8 6 0 ( 3 )焊接接头力学性能试验试样按 国家标准 “ 焊接 接头力学性 能试验取 样方法 G B 2 6 4 9 -1 9 8 9 ”、 “ 焊接接头冲击试验方法 G B 2 6 5 0 -1 9 8 9 ” 、“ 焊接接头 持伸试验方法 G B 2 6 5 1 一 l 9 8 9 ”及 “ 焊接接头弯曲及 压扁试验方法 G B 2 6 5 3 -1 9 8 9 ”制取。托伸 、弯曲试 样如 图 2所爪 ，冲击 试样取 样位置如图 3所示 。 拉伸试样 图2 焊接接又拉伸、 弯曲试样 网3 焊接接头冲击试样取样示意 焊接接头拉伸及弯曲试验结果如表 8所示。 接接 头各 区冲击试 验结果 如表 9所爪 。 表 8 WGJ S 1 0 C2钢 焊接 接 头 拉 伸 、弯 曲试 验 结 果 表 9 W GJ 5 1 0 C2钢 焊 接 接 头 冲 击试 验 结果 试验温度 冲击吸收能量 4 J 焊缝 熔合线 热影响 区 +2 O 1 6 3 I 9 5 l 8 3 l 8 0 2 4 2 21 2 1 8 l 2 l 2 2 3 5 2 2 3 2 3 4 2 3 1 O 1 6 8 1 5 7 l 3 5 1 5 3 l 7 3 1 2 8 2 o 4 1 6 8 1 9 5 2 3 0 1 9 1 2 O5 2 0 l 1 4 】 5 7 l 7 O 1 4 7 1 8 5 2 2 2 1 4 4 l 8 4 1 7 8 1 9 6 2 0 7 1 9 4 4 0 9 8 l 7 5 l I 1 1 2 8 1 5 7 9 3 1 5 5 1 3 5 2 0 9 8 5 】 7 7 1 5 7 6 0 1 2 5 6 3 6 O 8 3 5 9 3 1 4 3 4 4 1 2 7 2 7 3 6 6 3 技术准值 4 7 焊接接头硬度测试结果如表 1 0所示 ，硬度分布 如图 4所示 。 表 l 0硬度测试结果H V 测 试线 焊接接头断面 H V 硬度值 l 6 5 1 7 3 l 7 8 2 0 0 2 1 8 2 3 3 2 2 9 2 2 3 2 3 0 2 3 4 2 3 3 2 3 4 2 2 9 2 3 0 2 2 7 2 2l 2 2 2 2 2 7 2 2 7 2 2 9 2 2 7 2 2 4 2 2 8 2 3 4 焊缝表面 2 2 9 2 2 7 2 2 9 2 2 5 2 2 9 2 2 9 2 2 4 2 2 9 2 2 7 2 2 8 2 2 5 2 2 5 下 2 mtn线 2 31 2 2 9 22 3 2 2 4 2 2 6 2 2 5 2 3 2 2 3 0 2 3 3 2 2 9 2 2 7 2 2 8 2 31 2 2 8 2 2 5 2 2 2 2 1 1 l 8 7 1 7 0 l 6 4 l 6 4 1 6 3 注：测试方 向为母材一热影响区一焊缝一热影响 区一母材。 工 迦 割 距测试起点距离 mm 罔4 焊接接头硬度分布 从 WG J 5 1 0 C 2钢焊接接头 力学性能试 验结 果可 以看出，焊接接头强度高于基材 ，并具有优 良的弯 曲性能，表明具有优良的塑性 。焊接接头 O c c冲击吸 收能量 分别 为焊缝 1 5 3 J 、熔合 线 1 6 8 J及热 影 响区 2 0 5 J ，远高于技术条件的要求 ，即 A ( 0 )4 7 J 。 焊接接头硬度为 1 6 32 3 4 H V，处 于较 为理想范 围， 无明显硬化及软化。因此 WG J 5 1 0 C 2钢焊接接头具 有 优 良的 力学性 能 。 ( 4 ) 焊接接头金 相分析焊接接头 宏观照 片如 图 托伸试验 冷弯试验 尺 M P a l 断 裂 传 置 m m l d = 3 a 1 2 0 。 d = 3 a 1 8 0 。 4 9 0 l 焊外2 4 合格 j 合格 l 3 8 参磊 5所示。焊接接头各区金相组织分别如图 6l O所示。 ( 5 )焊接接头高温拉伸试验具有较高的高温 强度是耐火耐候 钢 WG J 5 1 0 C 2钢 的特 点，依据 “ 焊 接接头拉 伸试 验方法 G B 2 6 5 1 1 9 8 9 ”，对焊接接头 进行 常温及 高温拉 伸试 验 ，试 验结 果如 表 1 1所示 。 = = = = = = 回