-.z.金屬材料制備實驗〔焊接局部〕實驗名稱：金屬材料外表堆焊強化工藝試驗院系：材料科學與工程學院專業：金屬材料成型加工年級：2012班級：1班姓名：學號：指導教師：一、實驗目的1．掌握焊條堆焊的根本原理、目的及特點。2．能夠正確調整、使用焊接設備及工具并掌握堆焊的工藝方法。3．堆焊過程中能夠掌握堆焊層的高度、外表均勻無缺陷。4．掌握堆焊層顯微組織分析方法。5．掌握利用硬度計檢測堆焊層性能。二、實驗原理堆焊方法是焊接技術的一個分支。就其物理本質、冶金過程和熱過程的根本規律而言，與一般焊接過程是一樣的。但是，它的目的不一樣，它不是為了聯接工件，而是采用焊接的方法，在零件的外表堆敷一層或幾層具有一定性能材料的工藝過程，主要用于修復零件或者增加其耐磨、耐熱、耐蝕等方面的特殊性能。三、實驗內容打磨Q235鋼外表，去除基體外表的氧化物等物質，并利用砂紙打磨后進展外表清潔處理。Q235鋼化學成分如下表所示：Q235鋼化學成分Q235AC0.14~0.22%Mn0.30~0.65%Si<=0.30%S<=0.05%P<=0.045%Q235BC0.12~0.20%Mn0.30~0.67%Si<=0.30%S<=0.045%P<=0.045%Q235CC<=0.18%Mn0.35~0.80%Si<=0.30%S<=0.04%P<=0.04%Q235DC<=0.17%Mn0.35~0.80%Si<=0.35%S<=0.04%P<=0.035%根據所需要的性能選擇適宜的焊條。J422焊條化學成分如下：J422焊條化學成分成分CMnSiSP含量<=0.120.30~0.60<=0.25<=0.035<=0.04根據所選擇的焊條直接尺寸及基體Q235鋼的厚度選擇適宜的電流及電弧高度。并檢查整個堆焊電路的完整確保平安無誤后進展堆焊實驗。實驗過程中注意觀察電弧的形態、送入焊條的速度、電弧的高度及堆焊后的形貌。完成每一道堆焊后都需要進展敲渣處理并觀察其宏觀外貌。實驗材料準備過程如以下圖所示：打磨鋼板外表圖1實驗材料準備過程所用電焊機如以下圖所示。圖2電焊機第1道焊縫外觀如以下圖所示：圖3第1道焊縫外觀第2道焊縫外觀如以下圖所示：圖4第2道焊縫外觀第3道焊縫外觀如以下圖所示：圖5第3道焊縫外觀對堆焊后的焊件進展切割，分析金相組織和硬度值分布；單道堆焊金相組織如以下圖所示：焊縫區金相組織熱影響區金相組織母材區金相組織一層堆焊宏觀圖圖6單道堆焊金相組織雙道堆焊金相組織如以下圖所示：焊縫區金相組織熱影響區金相組織母材區金相組織兩層堆焊宏觀圖圖7雙單道堆焊金相組織三道堆焊金相組織如以下圖所示：焊縫區金相組織熱影響區金相組織母材區金相組織三層堆焊宏觀圖圖8三道堆焊金相組織所用顯微硬度計如以下圖所示。圖9顯微硬度計不同道次堆焊的硬度值如下表所示。位置焊接一層焊接二層焊接三層焊縫區熱影響區焊縫區熱影響區焊縫區熱影響區顯微硬度155186296181209175分析堆焊工藝的優缺點及應用范圍。堆焊方法是焊接技術的一個分支。就其物理本質、冶金過程和熱過程的根本規律而言，與一般焊接過程是一樣的。但是，它的目的不一樣，它不是為了聯接工件，而是采用焊接的方法，在零件的外表堆敷一層或幾層具有一定性能材料的工藝過程，主要用于修復零件或者增加其耐磨、耐熱、耐蝕等方面的特殊性能。它具有*些優點：顯著提高焊件的使用壽命、節省制造及維修費用并縮短修理或更換部件的時間、減少停機、停產的損失、方便靈活，設備簡單，適用于小批量中小型部件。堆焊作為材料外表改性的一種經濟而快速的工藝方法，越來越廣泛地應用于各個工業部門零件的制造修復中。通常用來修復磨損和崩裂局部。四、實驗設備電焊機、堆焊焊條、鋼鋸、Q235鋼板、金相顯微鏡、拋光機、顯微硬度計、砂輪機、砂紙、酒精、腐蝕液。五、實驗本卷須知1堆焊過程注意弧光灼傷眼睛2堆焊前母材外表的氧化層一定要清理干凈3焊條使用前要進展烘干4采用多層多道焊接時，焊接過程中要嚴格進展焊道、層間清渣，焊縫重疊量控制在1/2焊縫寬度左右。六、實驗結果與分析1〕堆焊后的宏觀形貌本實驗只堆焊一層，焊后在母材鋼板上有一層呈三角狀的堆焊層，切開橫截面，其具有與母材同樣的金屬光澤，打磨拋光后，仔細觀察，可發現焊縫與熱影響區間存在著分界限。2〕根據堆焊過程中所記錄的電流和電壓值并結合堆焊后板件的宏觀形貌對結果進展分析。在實驗中我們發現，雖然設定的電壓值為定值，但由于堆焊過程的影響，電流和電壓都會發生變化，綜合數據變化和板件的宏觀形貌分析，如果電流較大時，電弧穿透能力增大，焊絲的融化速度也會增大，因此熔深會增大，熔寬也會增大，由于應力集中，堆焊余高也增加。3〕分析不同焊道的堆焊金相組織。堆焊后，對板件切割并進展金相組織觀察，通過一道至三道堆焊的金相組織圖的觀察和分析可發現，隨著堆焊層數的增加，該區域相當于同時進展焊前預熱和焊后熱處理，組織更加均勻，沒有應力集中，組織性能更好。焊縫區金相組織熱影響區金相組織母材區金相組織焊縫區熱影響區母材區過渡情況4〕分析不同焊道的堆焊顯微硬度。位置焊接一層焊接二層焊接三層焊縫區熱影響區焊縫區熱影響區焊縫區熱影響區顯微硬度155186296181209175通過對焊接接頭不同區域的顯微硬度分子可知，堆焊后，焊縫區的硬度比母材的硬度要大，隨著焊接層數的增加，熱影響區由于被加熱、保溫的時間增加，晶粒長大，硬度有所降低，焊縫區隨著焊接層數的增加，該區域相當于進展了焊前預熱和焊后熱處理，組織更加均勻，性能更好，堆焊第二層的硬度最大。七、思考題1〕堆焊工藝與一般的焊接工藝區別是什么？堆焊主要是以獲得特定性能的表層、發揮外表層金屬性能為目的，所以堆焊工藝應該注意以下特點：〔1〕根據技術要求合理地選擇堆焊合金類型；〔2〕以降低稀釋率為目的，選擇堆焊方法；〔3〕堆焊層與基體金屬間應有相近的性能；〔4〕材料堆焊必須根據具體情況正確進展選擇；〔5〕提高生產率。2〕堆焊本卷須知是什么？1、堆焊過程注意弧光灼傷眼睛2、堆焊前母材外表的氧化層一定要清理干凈3、焊條使用前要進展烘干4、采用多層多道焊接時，焊接過程中要嚴格進展焊道、層間清渣，焊縫重疊量控制在1/2焊縫寬度左右。3〕堆焊原理是什么？堆焊方法是焊接技術的一個分支。就其物理本質、冶金過程和熱過程的根本規律而言，與一般焊接過程是一樣的。但是，它的目的不一樣，它不是為了聯接工件，而是采用焊接的方法，在零件的外表堆敷一層或幾層具有一定性能材料的工藝過程，主要用于修復零件或者增加其耐磨、耐熱、耐蝕等方面的特殊性能。4〕多道堆焊與單道堆焊有何不同？所謂多層多道就是為了防止焊接熱輸入量過高，而將焊道進展分層分道的焊接，多層多道堆焊防止了焊接熱輸入量過高，后道焊縫焊接時的加熱過程是對前道焊縫的一次再熱過程，有利于提高焊縫金屬的塑性和韌性。每道焊縫焊完后，必須認真清理焊渣，以減少焊縫的焊接缺陷。5〕堆焊與噴涂有何區別？堆焊是為增大或者恢復焊件尺寸，或使焊件外表獲得具有特殊性能的熔敷金屬而進展的焊接，它的目的不是為了連接工件，而是借助焊接的手段改變金屬材料