4.3  对接焊缝金相分析 21

4.4  对接焊缝力学性能测试 22

4.5  本章小结 22

结 论 23

致  谢 24

参 考 文 献 25

附录  Q235焊接接头横截面显微硬度表 27

1  引言

1.1  课题的意义 

薄板焊接结构因重量轻、工艺性能好（易加工、易成型）和连接方便等特点，近年来广泛应用于铁路运输、船舶工程、航空航天飞行器、汽车工业、海上钻井采油平台的上层建筑等大型结构制造领域[1]。图1.1为薄板在美国舰艇中的使用情况，可以看出，薄板的使用近年来呈现上升趋势。本次试验的研究对象为Q235，这种材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率都有保证[2]，并且具有一定的焊接性能、冷冲压性能和冷弯性能，满足钢结构及钢筋混凝土结构用钢要求，广泛用于制造薄板、钢筋、建筑结构、桥梁、机座等场合[3,4]。

图1.1   薄板在美国舰艇中的使用情况

Q235的碳及其他合金的含量较低，一般无淬硬倾向，不易产生焊接裂纹[5]。另外，这种材料在焊接时，一般不需要进行预热和焊后热处理等复杂的工艺措施，对焊接热源要求也不高。因此，国际上一般采用手工电弧焊、埋弧焊等焊接方法。本文致力于研究Q235钢等离子焊接试验，通过调整焊接工艺参数，找出其焊缝质量、接头横截面微观组织及力学性能间的关系，制定最佳工艺方案。

1.2  Q235的性能及其应用

Q235是应用很广泛的一种传统金属。它的韧性、抗拉强度、机械性能良好，具有很好的综合性能[6]。导热系数较大，焊接过程中出现残余应力的倾向减小。自工业时代起，Q235受到许多国家的青睐。作为焊接结构钢，它作为焊接承重材料已经为大量工程实践证明。另外，Q235与其他有色金属，如铝、铜、钛等进行异种材料焊接在很多领域发挥巨大作用，引起国内外相关人士的重视[7]。

Q235按成分分类，主要有以下四种：

1）Q235-A：组成元素比例C:0.14～0.22，Mn:0.30～0.65,P:<0.045, S:<0.050,Si:<0.30

2）Q235-B：组成元素比例 C:0.12～0.2，Mn:0.30～0.70,P:<0.045,S:<0.045,Si:<0.30

3）Q235-C：组成元素比例C:<0.18,Mn:0.35～0.80,P:<0.040,S:<0.040,Si:<0.30。

4）Q235-D：组成元素比例C:<0.17,Mn:0.35～0.80,P:<0.035,S:<0.035,Si:<0.30。

Q235主要用于金属构件、心部要求不高的渗碳或氰化零件、拉杆、连杆、吊钩、车钩、套筒、轴、焊接件。在民用建筑上，Q235起到不可或缺的作用。

1.3  Q235的焊接性

一般来说，常把焊接时形成裂纹和在焊缝区产生脆性的倾向作为衡量钢的焊接性好坏的标准。Q235含碳量低，锰、硅含量也少，所以通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。Q235焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需要预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织。另外Q235的导热系数大，焊接中出现残余应力的倾向小。

Q235属于焊接性好的材料，但在下列情况下也会出现焊接困难。 

1) 采用旧冶炼方法生产的转炉钢含氮量高，杂质含量多，从而冷脆性大，时效敏感性增加，焊接接头质量降低，焊接性变差。

2)