摘要：利用不同的焊条来进行手工焊接操作，以此来研究出所用的焊接材料对双金属复合板焊接接头性能的影响。对焊接材料进行力学测试，并对其采用光学显微镜和EDS来检测出本身的金属分布。对其中的一个焊接材料尽心碳元素扩散的控制和并对其含有的合金进行一定量的稀释处理。对两种焊接材料的其他要求就是让接头的稳定性更强，但是THA62焊条的受热影响能力和焊缝的处理能力要比THNi317焊条更具韧性。
关键词：接头性能；双金属复合板；焊接材料
双金属复合板就是一种金属和另一重金属通过一定的手段处理后，让这种合金具有两种金属的优点，例如碳钢与不锈钢进行处理后产生的双金属复合板，把碳钢硬度方面的优点和不锈钢防腐蚀的能力结合到了一块【1】，形成具有两种金属优点的全新合金。这种合金在我们生产生活的许多方面都有巨大作用，例如在进行石油的管道运输和污水的排放处理工作时，这种合金起到了很大的作用。但是它的制作过程比较严格，由于操作不当极易出现马氏体和魏氏体，这就在焊接的过程中导致焊缝处容易产生裂纹，而又魏氏体和马氏体所导致接头较为坚硬和劲脆，比较产生裂缝等问题。我们正对此问题对焊接方案进行了优化处理，采取不同层面的多层焊接技术对进入焊道的其他金属元素进行稀释。本文我们主要记录总结采用两种结材料进行手工操作时双金属复合板所产生的变化【2】，对后续的研究提供理论数据。
1 本次实验所需材料与采取方案
（1）所需材料：Q235B碳钢，包含0.12-0.20的碳元素、小于0.3的硅元素、0.3-0.7的锰元素、小于等于0.045的磷元素、小于0.045的硫元素、小于0.30的Cr、小于0.30的Ni；304不锈钢，包含小于0.08的碳元素、小于1.00的硅元素、小于等于2.00的锰元素、小于等于0.050的磷元素、小于等于0.030的硫元素、18.00-20.00的Cr、8.00-10.50的Ni。THA062焊条，包含0.040的碳元素、0.85的锰元素、0.90的硅元素、24.20的Cr、13.09的Ni、0.75的Mo；THNi317焊条、包括0.044的碳元素、2.82的锰元素、0.42的硅元素、16.00的Cr元素、70.10的Ni元素、8.00的Mo元素【3】。
（2）焊接方案的选择
为了确保接头的各种性能，对一号双金属复合板我们焊接时首先进行Q235B的焊接，首先对碳钢侧进行操作，让后再对整体进行焊接。对二号双金属复合板进行THNi317焊条的焊接，保证其热量输入，对温度进行控制。
（3）对实验结果进行相关检测
对各部分焊接部位进行显微镜和EDS下的观察，确定下焊接出的元素组成和相关变化，对焊缝和受热影响部位进行细致检测。通用各种现代技术，例如弯曲试验机、硬度检测仪进行对焊接的性能鉴定，测试冲击性和硬度变换【4】。
2 接头处的焊接后性能变化与分析
（1）对焊接处的相关力学性能分析
一号复合板：抗拉强度测试，测试值在491-507、平均值为499，弯曲性能测试，180度正弯实验合格、180度背弯实验合格，20摄氏度对焊缝的影响，测试值为92-128、平均值为103、受热影响区域测试值为58-60、平均值为59
二号复合板：抗拉强度测试，测试值在497-506、平均值为489，弯曲性能测试，180度正弯实验合格、180度背弯实验合格，20摄氏度对焊缝的影响，测试值为93-128、平均值为128、受热影响区域测试值为62-68、平均值为64。由此可见，两种复合板的性能较好，在防止了马氏体出现的同时，又保证了焊接处的学性能，对受热影响区也没有具体影响。
（2）焊接处的元素分布
一号复合板：第一焊道由于热量承受量较多，在V型坡口处容易形成元素的稀释较强的现象，但是含碳量却没有明显的变化，证明此种复合板碳元素较为稳定，并没有进行大范围扩散。由于第四层存在着防腐蚀不锈钢，所以可很好的控制焊道的元素扩散，层强复合板的抗腐蚀性【5】。
二号复合板：碳含量与一号复合板相差无几，并没有发生碳元素的稀释现象，主要原因是Cr元素产生的碳化物对元素的扩散起到了控制作用，但是二号复合板的熔合线的完整程度并没有一号的好，可以利用焊条的相关元素对其进行控制。
结论
以上两种焊接材料的焊接缝隙处都会出小少量的奥氏体，并且含量均匀，Cr元素在两中复合板的焊接过程中会发生少量的扩散，但是对碳元素的含量无直接影响，但是碳元素会在焊接缝隙处和受热影响区进行扩散，导致其出现稀释的现象。THNi317可以有效控制一些元素的扩散作用和稀释现象。两种焊接接头的拉伸强度均符合标准，并相差无几，但是THNi317焊条可以在热影响却和焊接接口处具有更好的物理特性，对热的吸收量两者也存在着差异，THNi317焊条进行焊接的接口处不容易受冷产生裂纹。
参考文献：
[1]张侠洲，王凤会，陈延清，张熹，郭占山，刘宏.焊接材料对双金属复合板焊接接头性能的影响[J].中国冶金，2018，28（07）：31-36.
[2]李行波.双金属复合板热变形行为研究[D].燕山大学，2016.
[3]姜鲲.双金属复合板爆炸复合数值模拟研究[D].西南石油大学，2016.
[4]李曜.双金属复合板矫直过程中性层偏移的理论及实验研究[D].太原科技大学，2016.
[5]赵铮，王金相，杭逸夫，葛伟.双金属复合板爆炸焊接窗口研究[J].科学技术与工程，2009，9（05）：1126-1130.
论文作者:都宏海1,刘陈雷1,尹欣2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/25
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