按照表3-11规定的冷拔生产工艺参数，对焊接材料进行焊接冷拔生产，以检验不同焊接工艺对材料以及焊缝组织与性能的影响。试样1横向的显微组织如图3-38所示。由此说明：冷拔生产中焊接的冷却速度过快，试样4进行了预热处理，其焊后组织为贝氏体，但是组织粗大，此种贝氏体组织的脆性很大，应该避免其存在。显然，以上焊接工艺对冷拔27SiMn钢不合适，需要进一步予以改进。......
2023-06-23
焊接工艺和材料对钢管焊缝性能的影响
【摘要】：因是400℃回火，故马氏体组织的痕迹未彻底消除，但碳化物有析出和聚集。母材为铁素体＋珠光体的变形组织。图3-451号试样焊缝热影响区显微组织形貌2号试样焊缝热影响区显微组织形貌示于图3-46。所以，1号的焊后热处理工艺对消除过热区不良组织意义不大。以上冷拔生产结果不难得出结论，母材的原始化学成分对其焊接后的组织与性能影响很大。在焊接工艺无法改变的情况下，要通过选择合适的材质，以达到预防焊接缺陷的目的。
试验冷拔生产试样共3件，分别编号1号、2号、3号。组织照片放大倍数为500倍。各试样的材料牌号与焊接工艺如下：
（1）1号材料27SiMn钢，预热250℃焊接，焊后400℃回火，保温4h；
（2）2号材料27SiMn钢，预热250℃焊接，不回火；
（3）3号材料Q550低碳合金钢，正常焊接，没有预热与回火。
从图3-45可以看出，1号试样过热区的显微组织有板条马氏体组织的痕迹，但有明显的碳化物球化聚集，晶粒较细，不粗大。因是400℃回火，故马氏体组织的痕迹未彻底消除，但碳化物有析出和聚集。母材为铁素体＋珠光体的变形组织。
图3-45 1号试样焊缝热影响区显微组织形貌
2号试样焊缝热影响区显微组织形貌示于图3-46。
从图3-46可以看出，2号试样过热区的显微组织为贝氏体组织，晶粒较粗大。母材为铁素体＋珠光体的带状组织，珠光体明显球化。
3号试样焊缝热影响区显微组织形貌示于图3-47。
从图3-47可以看出，3号试样过热区的显微组织为铁素体＋珠光体，晶粒不粗大，有魏氏组织。母材为铁素体＋珠光体组织，由于材料含碳量低，珠光体也较少。
综合分析图3-45～47可以看出，3号试样的过热区组织与母材组织最接近，也就是组织应力最小，融合线及过热区的危险性最小，形成微裂纹的倾向最小。2号与1号试样的材料都是27SiMn钢，但因工艺不同，故热影响区的组织有差异，2号焊接温度高，晶粒粗大，冷却速度有所降低，未出现马氏体组织，形成了贝氏体组织；1号试样过热区出现了马氏体组织，因进行了400℃中温回火，淬火的热应力已基本消除，可是焊缝、热影响区、母材各区组织还是差别较大，仍继续存在组织应力。
图3-46 2号试样焊缝热影响区显微组织形貌
一般情况下，碳钢焊接件的过热区最容易出现的是魏氏组织（粗大的铁素体与珠光体呈针、片状），不容易出现马氏体组织。所以，1号的焊后热处理工艺对消除过热区不良组织意义不大。以上冷拔生产结果不难得出结论，母材的原始化学成分对其焊接后的组织与性能影响很大。在焊接工艺无法改变的情况下，要通过选择合适的材质，以达到预防焊接缺陷的目的。
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