实芯焊丝焊接Q450NQR1耐候钢焊接接头力学性能的研究

邹 良

（鞍山市技师学院 机械系，辽宁 鞍山 114020）

Q450NQR1耐候钢是满足铁路货车高速、重载需要新研制的新型耐候钢，其特点是强度高，耐腐蚀性好，能满足目前铁路货车运行的要求[1～2]。Q450NQR1耐候钢与其他高强钢相比，母材含P量较高，焊接过程中必然过渡到焊缝中，导致结构抗裂性降低，而且会增加焊接接头的脆性[3～4]。

因此，本文选用CHW-55CNH实芯焊丝焊接Q450NQR1耐候钢，并对其焊接接头力学性能进行研究，为焊接材料的选择和工艺的确定提供理论依据。

1 试验材料和方法

试验材料为Q450NQR1耐候钢，热轧状态供货。焊接材料为Φ 1.2 mm的CHW-55CNH实芯焊丝，采用熔化极混合气体保护焊（GMAW），保护气体为80%Ar+20%CO2；接头形式为对接，试板尺寸为300 mm×100 mm×6 mm，坡口基本形式为60°V形；焊接电流120～190 A；焊接电压17～20 V；焊接速度为225～280 mm/min；气体流量为18 L/min。试验材料的化学成分与力学性能见表1。

表1 试验材料的化学成分表

表2 试验材料的力学性能表

焊后将试板加工成标准小试样，按相关标准分别进行了室温拉伸、硬度等力学性能试验。拉伸试验按GB/T228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行；并用JSM-6360LV型扫描电镜对拉伸断口进行了断口形貌观察。

2 试验结果与分析讨论

2.1 拉伸试验结果

焊接接头拉伸试验结果如表3所示。

表3 焊接接头拉伸试验结果

用CHW-55CNH实芯焊丝焊接Q450NQR1耐候钢时，焊接接头抗拉强度为598.5 MPa，屈服强度为532 MPa，断后伸长率和收缩率分别为25%和46%。

其拉伸试验断口不论边缘还是中心，均为韧窝形貌（如图1）。说明其焊接接头具有良好的拉伸性能。

图1 拉伸断口微观形貌

2.2 硬度试验结果

硬度分布如图2所示，用CHW-55CNH实芯焊丝焊接接头试件硬度大约分布在170～260 HV之间，其中焊缝的硬度在170～220 HV之间；热影响区硬度在196～260 HV之间，母材硬度在210～230 HV之间。

图2 焊接接头的硬度分布曲线

可以看出，焊缝区硬度均匀；焊缝硬度与母材接近，但低于热影响区。

3 结束语

用CHW-55CNH实芯焊丝焊接Q450NQR1耐候钢时，可以获得拉伸性能良好的焊接接头。Q450NQR1耐候钢混合气体保护焊焊缝区硬度较均匀，焊缝的硬度在170～220 HV之间，焊缝区硬度均匀。

[1]李亚江.焊接组织性能与质量控制[M].北京：化学工业出版社，2005.

[2]王国凡.钢结构焊接制造[M].北京：化学工业出版社，2009.

[3]屈朝霞，李自刚.高强耐候钢焊接接头性能研究[J].宝钢技术，2005，（增刊）：（76-78）.

[4]陈增有.Q450NQR1高强耐候钢的焊接[J].焊接，2004，（10）：37-39.