實芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼焊接接頭力學性能的研究

鄒 良

（鞍山市技師學院 機械系，遼寧 鞍山 114020）

Q450NQR1耐候鋼是滿足鐵路貨車高速、重載需要新研制的新型耐候鋼，其特點是強度高，耐腐蝕性好，能滿足目前鐵路貨車運行的要求[1～2]。Q450NQR1耐候鋼與其他高強鋼相比，母材含P量較高，焊接過程中必然過渡到焊縫中，導致結構抗裂性降低，而且會增加焊接接頭的脆性[3～4]。

因此，本文選用CHW-55CNH實芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼，并對其焊接接頭力學性能進行研究，為焊接材料的選擇和工藝的確定提供理論依據。

1 試驗材料和方法

試驗材料為Q450NQR1耐候鋼，熱軋狀態供貨。焊接材料為Φ 1.2 mm的CHW-55CNH實芯焊絲，采用熔化極混合氣體保護焊（GMAW），保護氣體為80%Ar+20%CO2；接頭形式為對接，試板尺寸為300 mm×100 mm×6 mm，坡口基本形式為60°V形；焊接電流120～190 A；焊接電壓17～20 V；焊接速度為225～280 mm/min；氣體流量為18 L/min。試驗材料的化學成分與力學性能見表1。

表1 試驗材料的化學成分表

表2 試驗材料的力學性能表

焊后將試板加工成標準小試樣，按相關標準分別進行了室溫拉伸、硬度等力學性能試驗。拉伸試驗按GB/T228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》進行；并用JSM-6360LV型掃描電鏡對拉伸斷口進行了斷口形貌觀察。

2 試驗結果與分析討論

2.1 拉伸試驗結果

焊接接頭拉伸試驗結果如表3所示。

表3 焊接接頭拉伸試驗結果

用CHW-55CNH實芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼時，焊接接頭抗拉強度為598.5 MPa，屈服強度為532 MPa，斷后伸長率和收縮率分別為25%和46%。

其拉伸試驗斷口不論邊緣還是中心，均為韌窩形貌（如圖1）。說明其焊接接頭具有良好的拉伸性能。

圖1 拉伸斷口微觀形貌

2.2 硬度試驗結果

硬度分布如圖2所示，用CHW-55CNH實芯焊絲焊接接頭試件硬度大約分布在170～260 HV之間，其中焊縫的硬度在170～220 HV之間；熱影響區硬度在196～260 HV之間，母材硬度在210～230 HV之間。

圖2 焊接接頭的硬度分布曲線

可以看出，焊縫區硬度均勻；焊縫硬度與母材接近，但低于熱影響區。

3 結束語

用CHW-55CNH實芯焊絲焊接Q450NQR1耐候鋼時，可以獲得拉伸性能良好的焊接接頭。Q450NQR1耐候鋼混合氣體保護焊焊縫區硬度較均勻，焊縫的硬度在170～220 HV之間，焊縫區硬度均勻。

[1]李亞江.焊接組織性能與質量控制[M].北京：化學工業出版社，2005.

[2]王國凡.鋼結構焊接制造[M].北京：化學工業出版社，2009.

[3]屈朝霞，李自剛.高強耐候鋼焊接接頭性能研究[J].寶鋼技術，2005，（增刊）：（76-78）.

[4]陳增有.Q450NQR1高強耐候鋼的焊接[J].焊接，2004，（10）：37-39.