焊缝质量检测综合实验--Q235

andyjin

实验目的：

1．掌握手弧焊的操作方法；

2．学会选择合理的焊接工艺参数，能完成试件的焊接；

3.掌握常用金属材料焊接性的分析方法；

4.了解焊接裂纹的主要因素；

5. 掌握正确制备力学性能试样及焊接接头力学性能试验的方法。

实验内容：

   1、用手弧焊焊接低碳钢试板；

   2、制备抗裂试验试样；

   3、进行材料抗裂试验；

4、制备焊接接头力学性能试样；

5、进行焊接接头力学性能实验。

主要仪器和设备：

电弧焊机、铣床、刨床，拉伸试验机，弯曲试验机；

焊条（焊条型号自选），

卡尺、钢板尺、锤子、低倍放大镜等。

实验步骤：一、材料的准备

小铁研实验：材料：低碳钢Q235。

长度：应满足制取各种性能试样以及舍弃部分的要求,200mm；

宽度：应满足焊接接头组合后150mm；

厚度：焊件板厚10mm。

andyjin

焊缝力学实验：

试件组合后如图：

材料：低碳钢一组。Q235

长度：应满足制取各种性能试样以及舍弃部分的要求,200mm；

宽度：应满足焊接接头拉伸试样、弯曲试样长度要求,组合后200mm；

厚度：焊件板厚8mm。

二、坡口

小铁研实验：采用直Y型试验，打Y型坡口，参数如图上所示。

实际操作：坡口可用砂轮机、角磨机、刨床、铣床加工出来。综合操作复杂程度和加工精确度，选择使用牛头刨床加工，60度刀。（牛头刨床型号：B665）

第一步：取一样板，使较平的一侧向下装夹（不平的一侧待加工平整）。先给样板预紧，用小锤轻敲，使板下侧尽量紧贴虎钳底部，再夹紧虎钳。

第二步：将工作台移动到刀具正下方，调整刀具垂直进给，使刀尖靠近样板。开动刨床，同时向下进给适当距离，配合水平进给，将样板不平整表面刨平。

第三步：在上一步的基础上，刀具向下进给4mm，开动机床，工作台缓慢水平进给，至到坡口尺寸符合焊缝要求。

同样的方法加工另一块样板。

andyjin

焊缝力学实验：

开双面焊X型坡口，破口倾角60度，中间预留厚度2mm。

实际操作：坡口可用砂轮机、角磨机、刨床、铣床加工出来。综合操作复杂程度和加工精确度，选择使用牛头刨床加工，60度刀。（牛头刨床型号：B665）

第一步：取一样板，使较平的一侧向下装夹（不平的一侧待加工平整）。先给样板预紧，用小锤轻敲，使板下侧尽量紧贴虎钳底部，再夹紧虎钳。

第二步：将工作台移动到刀具正下方，调整刀具垂直进给，使刀尖靠近样板。开动刨床，同时向下进给适当距离，配合水平进给，将样板不平整表面刨平。

第三步：在上一步的基础上，刀具向下进给4mm，开动机床，工作台缓慢水平进给，至到坡口尺寸符合焊缝要求。再加工另一面坡口。

同样的方法加工另一块样板。

三、焊接：

小铁研实验：先在缝两端60mm处焊上拘束焊缝（双面），然后在中间焊上试验焊缝。

第一步：把焊材放平，破口对齐间距为2mm，两端用焊条点焊，固定一下。

第二步：用J422焊条（直径2.5mm），电流100A，分别给缝距两端60mm范围内打底，做拘束焊缝。焊完后，在反面同样的操作。做完后再翻回原来的那一面，敲去焊渣，换直径为3.2mm的焊条在焊缝上用150A的电流焊第二层，焊完后再焊反面。同样再焊第三层。

第三步：用直径3.2mm 的J422焊条，焊接电流120—150A，在中间焊上试验焊缝，试验焊缝尽量平整，与两端拘束焊缝留2-3mm的距离。

焊缝力学实验：

试样对齐放平，间距2mm。依据前面小铁研抗裂实验的经验选择焊接性能较好的焊接方式焊接。

第一步：把焊材放平，坡口对齐，间距为2mm，两端用焊条点焊，固定一下。

第二步：用J422焊条（直径2.5mm），电流100A，给焊缝打底，焊完后，在反面同样的操作。做完后再翻回原来的那一面，敲去焊渣，换直径为3.2mm的焊条在焊缝上用150A的电流焊第二层，焊完后再焊反面。同样再焊第三层。直到焊缝不低于母材表面。（焊接时采用短弧焊接）

andyjin

焊接要求：试板挠度f在200mm长度内不应超过板厚的10%（0.8mm），且对接接头平板错位h不应超过板厚的15%(1.2mm )。焊缝及其热影响区表面无裂纹、未熔合、夹渣、弧坑和气孔，焊缝咬边深度不超过0.5mm，焊缝处不得低于母材表面。

四、进行实验

小铁研实验：试件焊好后，在自然条件下放置48小时才可进行。

1、敲去焊渣，清理焊缝表面污垢，用低倍放大镜观察焊缝表面。数出焊缝表面裂纹情况，并作记录。

2、将试验焊缝用圆盘铣刀切成同样宽度的6片，检查5个断面的裂纹深度，并作记录。

3、计算表面裂纹发生率和断面裂纹发生率

①表面裂纹发生率计算：

表面裂纹发生率＝[(L1＋L2＋…)/( Lc)]×100%

＝(∑Li/Lc)×100%

②断面裂纹发生率计算：

断面裂纹发生率＝[(h1＋h2＋…)/( 5H)]×100%

＝(∑Li/Lc)×100%

andyjin

实验结果记录

焊条型号	焊条直径	试验层数	电流(A)	表面裂纹数
J422	3.2mm	单层	150	0

断面号	1	2	3	4	5
裂纹数	0	0	0	0	1
裂纹长度	——	——	——	——	0.2mm

焊缝高H=6mm

表面裂纹发生率＝0%

断面裂纹发生率＝[0.2mm/（5×6mm）]×100%=0.67%

结果分析：

经放大镜观察，试验焊缝表面没有出现裂纹；切开后，观察断面，焊缝只有一个，出现在焊缝的底部，

因此Q235可焊性很好

andyjin

焊缝力学实验：

焊后24小时，制备力学性能试样，进行力学性能试验。在起弧和收弧处产生的焊接缺陷不能反映焊工正常的技能因素，故规定板状试件距两端20 mm的焊缝不能作力学试件。

按图中进行标记、切割材料进行取样。1号为拉伸式样；2号为正弯式样；3号为焊接起弧收弧区，舍去不用。

拉伸式样要求：

各参数如右图所示。

试验长度内不得有刀痕或刻痕，焊缝上下表面应锉平、磨光或机加工至与母材表面齐平。

正弯式样要求：

焊缝上下表面应锉平、磨光或机加工至与母材表面齐平，焊缝棱角处均打磨成r≤1.5mm的圆角。

1、拉伸

按GB228-87《金属拉伸试验法》，在拉力机上进行。

当拉伸试验结果（屈服强度、抗拉强度）达到母材标准值时，可停止实验，判为合格；当试验结果低于母材标准值，则允许从同一试件上再取一个试样重新试验，若试验结果不低于母材标准值，则仍可判为合格，否则，判为不合格。

2、弯曲（如下图）。

参数说明：

试样厚度	试样宽度	弯轴直径	支点距离
δ=8mm	b=12mm	d=3δ=24mm	l=d+2.5δ=44mm

把试样按图示方式安放在实验机上，试样的焊缝中心线须对准弯轴中心。启动加压，直到试样弯曲180度，卸载，取下试样，观察裂纹情况。

弯曲试样冷弯到规定的180度后，其拉伸面上有任何一条长度大于1.5mm的横向（沿试样宽度方向）裂纹或缺陷，或任何一条长度大于3mm的纵向（沿试样长度方向）的裂纹或缺陷，为不合格。

    若有不合格时，允许再取一试样进行实验，若重验合格，则可判为合格，否则为不合格，该试样代表的产品焊缝也不合格。

实验结果：

拉伸：拉伸试样达到母材拉伸屈服强度235Mpa，判为合格。

弯曲：纵向横向均无裂纹裂纹。

思考题：

1、抗裂实验的拘束焊缝是否可以省去？

2、焊接电流的大小对焊接有什么影响？

1、答：不可以。先焊接拘束焊缝是为了减小试件的焊接变形，避免非试验焊缝处的力作用拉裂试验焊缝。

2、答：焊接电流大，线能量大，温度高，熔池深，热影响区域大。可以焊透的深度大，能够让焊条药皮充分反应保证焊缝质量，但打底层时电流过大会熔穿坡口较薄的地方。焊接电流小恰好相反，可用于打底或焊接速度不宜过快的地方。

木森林2012

专业知识，楼主辛苦了！

山里人家

哦，很需要，太感谢了！{:soso_e183:}

andyjin

山里人家 发表于 2012-10-29 06:02

                               
登录/注册后可看大图

哦，很需要，太感谢了！

客气了 ，有空整点焊接方面的资料啊，我这边焊接方面不怎么专业，

snowfish

请问：焊缝加工拉伸试验样板时，一般采用什么设备加工啊？我们实际操作发现那个焊缝很难加工的