隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓法控制40Cr焊接冷裂紋的研究.pdf

1、低合金高強鋼廣泛運用于工業(yè)部門的各個領(lǐng)域,但是在焊接過程中,低合金高強鋼具有較強的冷裂紋傾向,特別是含碳量較高的鋼種。在拘束度較大時,焊接會產(chǎn)生很大的殘余拉應(yīng)力,且低合金高強鋼在焊接的冷卻過程中必然會產(chǎn)生淬硬組織,抵抗裂紋的能力較弱。所以冷裂紋是低合金高強鋼焊接中常見且危害很大的問題。因此,對控制冷裂紋方法的研究十分迫切。
　　本文以具有代表意義的40Cr鋼為研究對象,采用平板I型坡口不填絲對接焊接。在實驗室條件下,利用拘束墊板和

2、散熱銅片模擬工程實際中的強拘束度和散熱條件。通過金相組織觀察,掃描電鏡斷口分析和有限元模擬計算,對冷裂紋的具體開裂原因進行研究。引入隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓法來控制40Cr的焊接冷裂紋,通過沖擊頭對焊縫的延展來降低殘余拉應(yīng)力。為了增強對焊縫的延展效果,優(yōu)化了該方法使用的沖擊頭。通過新設(shè)計的沖擊頭端部曲面,增強切向力,以減少產(chǎn)生延展所需要的軸向力。利用該方法,在不同參數(shù)下作用于試件,通過小孔法測量殘余應(yīng)力和組織觀察,研究對40Cr焊接冷裂紋的控制

3、效果和機理。
　　通過實驗發(fā)現(xiàn),在強拘束和較大散熱速度的條件下,40Cr薄板會以很大的概率出現(xiàn)冷裂紋。冷裂紋出現(xiàn)的位置位于高應(yīng)力區(qū),且開裂處組織為上貝氏體和馬氏體混合組織,裂紋主要斷裂模式為沿晶脆斷,裂紋源多為有原始缺陷的地方。所以40Cr薄板的冷裂紋是由于淬硬組織中的微小原始缺陷在殘余應(yīng)力的作用下擴展而成。通過沖擊頭對金屬的沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓作用,一方面使焊縫延展,減小了焊縫在加熱過程中產(chǎn)生的壓縮塑性形變,從而降低了焊接殘余拉應(yīng)力,另