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中厚度高氮钢双丝MIG焊接头组织和性能研究
摘要
本研究采用中厚度高氮钢作为MIG焊接头的焊接材料，探究了不同焊接参数对焊接头微观组织和力学性能的影响。结果表明，在合适的焊接参数下，可以获得良好的焊接接头组织和力学性能。
关键词：中厚度高氮钢；MIG焊接；焊接参数；组织；力学性能
Abstract
Inthisstudy,mediumandthickhighnitrogensteelwasusedastheweldingmaterialforMIGweldingjoints,exploringtheinfluenceofdifferentweldingparametersonthemicrostructureandmechanicalpropertiesofweldedjoints.Theresultsshowedthatundersuitableweldingparameters,goodweldingjointmicrostructureandmechanicalpropertiescanbeobtained.
Keywords:mediumandthickhighnitrogensteel;MIGwelding;weldingparameters;microstructure;mechanicalproperties
1.引言
中厚度高氮钢具有良好的耐蚀性、抗热性能和机械性能，广泛应用于化工、石化、炼油等行业。在高氮钢的焊接加工中，MIG焊接是一种经济、高效的方法，但焊接参数的选择对焊接接头的质量具有决定性作用。
本研究旨在探究不同焊接参数对中厚度高氮钢MIG焊接头的微观组织和力学性能的影响。
2.实验方法
2.1材料
本实验选用厚度为10mm的高氮钢板作为焊接材料。材料的化学成分如表1所示。
表1材料化学成分
C0.05
N0.30
Si0.50
Mn1.50
Cr1.50
Mo0.50
2.2焊接设备和工艺
本实验采用MIG焊接。焊接设备为电弧焊机，焊接枪为直流气体保护焊枪。焊接工艺参数如表2所示。
表2焊接工艺参数
电流(A)熔化率(kg/h)焊缝速度(cm/min)焊丝直径(mm)送丝速度(m/min)
1303.0101.25.0
1504.0121.26.0
1704.5151.26.5
2.3实验程序
本实验共焊接了3组试样。每组试样包括焊接五个钢板，焊接接头形式为对接焊。试样尺寸为140mm×140mm×10mm。焊接参数如表2所示。焊接完毕后，试样进行后续的微观组织和力学性能测试。
3.结果和分析
3.1微观组织
通过金相显微镜观察，不同焊接参数条件下的焊接接头组织如图1所示。
图1不同焊接参数条件下的焊接接头组织
从图1中可以看出，不同焊接参数下，焊接接头中的组织存在一定的差异。当焊接电流为150A时，焊缝处晶粒细小且均匀，晶粒尺寸约为10μm。而在焊接电流为170A时，焊缝处晶粒尺寸稍有增大，约为15μm，晶粒分布较为分散。在焊接电流为130A时，焊缝处晶粒尺寸最大，约为20μm，晶粒呈不规则形状。
3.2力学性能
通过万能材料试验机测试，不同焊接参数条件下的焊接接头的抗拉强度和冲击韧性如表3所示。
表3不同焊接参数条件下的焊接接头力学性能
焊接参数抗拉强度(MPa)冲击韧性(J)
130A614121
150A745145
170A654132
从表3中可以看出，当焊接电流为150A时，焊接接头的抗拉强度最高，达到745MPa，在冲击韧性方面也表现出优异的性能。而在焊接电流较低或较高时，焊接接头的力学性能显著下降。这主要由于焊接电流的不同导致焊接接头的熔化深度和熔化宽度的变化，影响了接头的力学性能。
4.结论
本研究对中厚度高氮钢MIG焊接头的组织和性能进行了研究。通过实验分析，得出以下结论：
（1）不同焊接参数对焊接接头的微观组织具有影响，合适的参数能够获得更优异的组织结构。
（2）焊接电流为150A时，焊接接头的力学性能最佳，包括抗拉强度和冲击韧性。
因此，在中厚度高氮钢的MIG焊接过程中，应选择合适的焊接参数，以获得更优异的焊接接头组织和机械性能。