24、焊接工艺对机械性能的影响及搅拌摩擦点焊润滑研究

焊接工艺对机械性能的影响及搅拌摩擦点焊润滑研究

在工业制造中，焊接工艺的选择和优化对于材料的机械性能和焊接质量至关重要。本文将探讨不同焊接工艺对低合金钢焊接接头机械性能的影响，以及润滑在搅拌摩擦点焊中的作用。

低合金钢焊接工艺研究

1. 低合金钢特性与应用

低合金钢总合金含量低于 5%，淬火和回火状态下具有高屈服强度（560 - 880 N/mm²）、良好的缺口韧性和硬度。新一代现代钢的抗拉强度超过 1200 MPa，硬度在 400 - 600 BHN 左右，广泛应用于需要高耐磨性的领域，如溜槽、料斗、自卸卡车车厢等。Hardox 400 是一种典型的耐磨钢，硬度约 400 BHN，抗拉强度 1250 MPa，具有良好的可焊性和可加工性，常用于制造铲斗和衬板。

常用的焊接工艺包括气体保护金属电弧焊（GMAW）、气体保护钨极电弧焊（GTAW）、手工电弧焊（SMAW）和药芯焊丝电弧焊（FCAW）。为减少氢致裂纹倾向，通常采用低匹配焊缝。焊接过程中，由于焊接热循环、低热量输入工艺和低强度填充材料的使用，会导致热影响区（HAZ）硬度和强度降低、焊缝韧性提高，但整体焊缝硬度和抗拉强度下降。

2. 实验过程

• 材料准备 ：使用 20 mm 厚的 Hardox 400 淬火回火钢作为母材，制作尺寸为 250 × 125 × 20 mm 的试样。采用双 V 形坡口接头，坡口角度 60°，根部面 2 mm。
• 焊接工艺 ：
  • JG 接头 ：采用 GMAW