目前,由于要求焊縫獲得粒狀貝氏體組織,焊縫需要從焊條藥皮過(guò)渡大量合金元素,因此選擇以大理石、石英砂,螢石為造渣劑的CaO-SiO2-CaF低氫型渣系,和促進(jìn)焊縫金相組織向粒狀貝氏體轉(zhuǎn)變的S-iMn合金系,并不斷調(diào)整藥皮合金成分含量,增加藥皮中提高奧氏體穩(wěn)定性的元素中碳錳鐵,和促進(jìn)奧氏體向粒狀貝氏體轉(zhuǎn)變的45
硅鐵、鉬、鎳等合金元素,同時(shí)進(jìn)一步調(diào)整對(duì)金屬的硬度影響較大的石墨(碳)等合金元素含量。通過(guò)不斷的焊條配方試驗(yàn),所得到的焊條焊接工藝性能良好,焊縫的熔和區(qū)無(wú)氣孔、夾渣等缺陷,焊縫和母材過(guò)熱區(qū)都為細(xì)小的粒狀貝氏體,焊縫金相組織為晶粒比焊接用母材細(xì)小的粒狀貝氏體,焊接接頭的力學(xué)性能指標(biāo)接近實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性能。
焊接接頭的硬度分布距焊縫中心的距離1mm、4mm、7mm、10mm、13mm、38HRC、39HRC、43HRC、44HRC、33HRC。石墨、硅鐵、鈦鐵等合金元素以不同的機(jī)理影響著焊縫區(qū)金屬的硬度,而過(guò)熱區(qū)硬度主要由母材和焊接規(guī)范決定。碳對(duì)硬度影響最為劇烈,硅鐵和鈦鐵在本實(shí)驗(yàn)中主要是通過(guò)改變焊縫金屬固態(tài)相變組織來(lái)影響焊縫硬度。焊接接頭熱影響區(qū)的硬度雖然沒(méi)有隨著焊條試驗(yàn)配方的改變而發(fā)生變化,但與沒(méi)經(jīng)過(guò)焊接熱循環(huán)的母材相比,熱影響區(qū)的硬度變化較大。過(guò)熱區(qū)的硬度比母材的硬度高為44HRC。焊縫強(qiáng)度及沖擊韌性拉伸試樣在斷裂前出現(xiàn)縮頸,斷口呈口杯狀,拉伸斷口位置位于焊縫熱影響區(qū)。焊接接頭抗拉強(qiáng)度為950MPa,小于被焊母材的1500MPa.焊縫區(qū)的沖擊韌性見(jiàn)。
焊縫和熱影響區(qū)的沖擊韌性值Rk焊縫中心過(guò)熱區(qū)正火區(qū)回火區(qū)69J/cm26215J/cm23215J/cm244J/cm2由可見(jiàn),焊接接頭中被測(cè)各區(qū)的沖擊韌性總趨勢(shì)是焊縫中心的韌性最好,其次是過(guò)熱區(qū),正火區(qū)的沖擊韌性最差。
U型缺口開(kāi)在焊縫中心,沖擊斷口斷裂前有明顯的