Page 20 - 理化检验-物理分册2023年第九期

吴林恩, 等: 不同焊接电流下气体保护药芯焊丝熔敷金属的显微组织及力学性能

当焊接电流为180A 和200A 时, 熔敷金属组

织中只有少量韧性较差的块状铁素体, 大部分为晶
粒细小的针状铁素体, 以及部分粒状贝氏体。针状
铁素体内部含有高密度位错, 具有大角度晶界的针
状铁素体和粒状贝氏体交叉分布, 阻止了微裂纹扩
展, 并使扩展路径偏转, 消耗了冲击吸收能量, 从而

导致熔敷金属的低温韧性增大。当焊接电流为250
A 时, 熔敷金属中晶界析出物增多, 晶粒尺寸增大,
针状铁素体的含量减少, 从而导致熔敷金属的低温

冲击韧性降低。 图6 不同焊接电流下熔敷金属在-40℃时的示波冲击
示波冲击载荷 - 位移曲线可以显示出冲击试样 载荷 - 位移曲线

所消耗的冲击吸收能量, 充分反映了材料的韧性和 为250A 时, 曲线的稳定裂纹扩展阶段消失, 随着载
脆性, 为优化材料强度和韧性提供了理论依据 [ 7 ] 。 荷的增大, 试样突然断裂, 说明材料的韧性裕度较低。

图6为不同焊接电流下熔敷金属在 -40 ℃ 时的示 2.4 冲击试样断口的宏观形貌

波冲击载荷 - 位移曲线。按照 GB / T19748 — 2019 不同焊接电流下熔敷金属冲击试样断口宏观形

《 金属材料 夏比 V 型缺口摆锤冲击试验 仪器化试 貌如图7所示。由图7可知: 不同焊接电流下熔敷
验方法》 中的力 - 位移曲线类型特征对其进行分类, 金属冲击试样断口形貌均由纤维区、 放射区以及剪
当焊接电流为180A 和200A 时, 曲线属于 F 类曲 切唇组成 [ 8 ] , 但各区所占比例不同; 随着焊接电流的

线, 说明只发生了稳定裂纹扩展; 当焊接电流分别为 增大, 冲击试样断口中的纤维区和剪切唇面积减小,

150A 和250A 时, 曲线分别属于 E 类曲线和 D 类 放射 区 的 面 积 增 大。说 明 焊 接 电 流 为 150A 和
曲线, 说明材料发生了不同程度的稳定和非稳定裂 250A 时裂纹稳定扩展距离小于焊接电流为180A

纹扩展, 其中焊接电流为150A 时, 曲线开始出现裂 和200 A 时 裂 纹 稳 定 扩 展 距 离, 即 焊 接 电 流 为

纹失稳, 出现了较为明显的脆断特征; 当焊接电流 150A 和250A 时, 试样的冲击吸收能量较低。

图7 不同焊接电流下熔敷金属冲击试样断口宏观形貌
的增大, 组织的晶粒尺寸有增大趋势。
3 结论
( 2 )焊接电流会影响熔敷金属的内部组织, 进

( 1 )当焊接电流为150~250A 时, X80管线钢 而影响其力学性能。当焊接电流为200A 时, 熔敷
用气体保护药芯焊丝熔敷金属的组织主要由针状铁 金属低温冲击性能、 屈服强度和抗拉强度最大, 韧性
素体、 块状铁素体、 粒状贝氏体组成。随着焊接电流 最好。 ( 下转第22页)
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