2。2 Q345钢焊接工艺方法

试验母材为55mm厚Q345钢板，屈服强度345MPa，抗拉强度490-620MPa，实测母材显微硬度为155—185HV0。2。焊丝牌号为ER50-6，直径1。2mm，最低抗拉强度500MPa以上，屈服强度大于420MPa，母材及焊丝的化学成分如表2-1所示。对接板尺寸规格为300mm×150mm×55mm，三组对接接头均设计单V形60°坡口，钝边2mm，坡口间隙2mm。坡口形状及工件尺寸如图2-2所示。

表2-1 母材及焊丝化学成分（质量分数，%）

C Mn Si S P Cu 其他

Q345 ≤0。20 ≤1。70 ≤0。50 0。035 0。035 0。035 余量

ER50-6 0。06-0。15 1。40-1。85 0。80-1。15 ≤0。035 ≤0。025 ≤0。50 余量

表2-2 MAG焊焊接工艺参数

层数 电流

I/A 电压

U/V 焊接速度

V1/(m/min) 摆长

mm 摆幅

mm 送丝速度

V2(m/min)

打底层 120-140 20-21 0。28 1。5 2。3 4

填充层 250-290 27-30 0。28-0。4 3-3。8 4。5-5。4 10

盖面层 242-293 30-31 0。4-0。6 3。8 4。5-6 10

试验采用KUKA机器人活性气体保护焊焊接（MAG焊），用80％Ar+20％CO2富氩气体保护。焊接前打磨母材以及坡口的氧化膜，并清除水分和油污。打底层焊接前焊道两端采用定位焊来固定坡口间隙，定位焊长度15mm；打底层采用较低的焊接电流、电压和焊接速度，以保证成形质量；中间层和盖面层采用较高的焊接电流、电压和焊接速度，提高焊接效率，同时保证焊缝外观成形。各层焊道的具体工艺参数如表2-2所示。

图2-2 焊接件尺寸及坡口形状示意图

 (a)对接板坡口 (b)坡口尺寸

 (c)对接板约束状态 (d)对接板固定

图2-3 对接板坡口及约束状态

2。3 超声冲击

2。3。1 超声冲击工艺方法

本文区别于传统的焊缝表面超声冲击工艺方法，采用两种不同的超声冲击工艺，分别为盖面前超声冲击（图2-4(b)）和分层超声冲击（图2-4(c)）。与无超声冲击焊缝（图2-2(a)）进行对比，分析两种不同超声冲击工艺条件对整个焊缝内部微观组织和显微硬度的影响。