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前言
测试车体用耐候钢Q355GNH在三种不同表面处理状态下（磷化、预涂底漆约25um、预涂底漆约50um）焊接接头的力学性能；
分析车体用耐候钢Q355GNH在三种不同表面处理状态下（磷化、预涂底漆约25um、预涂底漆约50um）和不同焊接方法（激光焊和MAG焊）直接进行焊接的可行性。
1技术内容
1）对光板和三种不同处理状态下（磷化、预涂底漆约25um、预涂底漆约50um）焊接板材焊缝处的微观组织、弯曲性能、静态拉伸性能、显微硬度等性能进行检测，以确定不同表面处理状态下焊接接头力学性能的变化规律；
2）系统评价三种不同表面处理状态下焊接接头力学性能的变化规律，找出影响力学性能的原因。
2研究方法
1）采用SHT4106-G微机控制电液伺服万能试验机对两组试样进行静态拉伸和弯曲性能试验。
第一组试样是激光焊对接试件，其中包括光板、表面磷化处理、表面预涂底漆约25um和表面预涂底漆约50um四种试件；
第二组试样是MAG焊对接试件，其中包括光板、表面磷化处理、表面预涂底漆约25um和表面预涂底漆约50um四种试件。
2）采用奥林巴斯光学显微镜和显微维氏硬度计对不同表面处理状态下的试件进行组织分析和硬度测试，分析不同表面处理状态对焊缝组织和硬度的影响规律。
3）用所得三种不同表面处理状态下的力学性能数据与光板的力学性能进行对比，找出规律，为是否可在三种不同表面处理状态下直接进行焊接提供理论依据。
2.1材料及焊接工艺
列车车体使用的钢材是Q355GNH，它属于高强度耐候钢广泛应用于耐大气腐蚀的车辆、桥梁等产品。在本项目中，Q355GNH应用于列车车体。其化学成分如表2-1所示。
本次试验板材主要有以下三种：
1）.激光焊对接板材（电弧保护气体为99.99%N2），其中包括光板、表面磷化处理板、表面预涂底漆约25um板和表面预涂底漆约50um板四种；
2）.MAG/135焊对接板材（电弧保护气体为80%Ar+20%CO2），其中包括光板、表面磷化处理板、表面预涂底漆约25um板和表面预涂底漆约50um板四种；
3）.MAG/135焊T型接头板材（电弧保护气体为80%Ar+20%CO2），其中包括光板、表面磷化处理板、表面预涂底漆约25um板和表面预涂底漆约50um板四种。
3试验结果及分析
3.1 MAG焊对接试件显微组织及分析
3.1.1 MAG焊对接接头光板试件显微组织及分析
图3-11为MAG焊对接接头磷化处理试件显微组织，从图中可以看出，焊缝晶粒是粗大的柱状晶，柱状晶有一定的取向性。焊缝总体质量好，没有发现气孔和裂纹，熔合线和HAZ分布明显。
图3-12和图3-13分别为MAG焊对接接头表面磷化处理试件焊缝和HAZ显微组织，从图中可以看出，焊缝组织主要是细小的珠光体和大块的先共析铁素体，先共析铁素体分布在晶界处，而珠光体主要分布在晶内。HAZ组织有大块的先共析铁素体分布在晶界处，晶内分布着针状的铁素体和珠光体，HAZ晶粒粗大的区域属于焊缝过热区，是整个焊接接头的薄弱区。
3.2显微维氏硬度试验
3.2.1MAG焊对接接头试件的显微维氏硬度
MAG焊对接接头硬度分布如图3-39所示。
根据图3-39所示，得出以下结论：
1）光板和三种表面处理试件的硬度分布大致相同，但预涂底漆约50um试件HAZ的硬度明显高于其他三种试件；
3.2.2MAG焊T型接头试件的显微维氏硬度
MAG焊T型接头硬度分布如图3-40所示。
从以上结果可知焊接接头的显微硬度分布规律，焊缝的硬度最高，而母材的硬度最低，低于热影响区和焊缝金属的硬度，该焊接接头为高配接头。三种表面处理对MAG焊T型接头的硬度影响不大。
3.3拉伸试验及弯曲试验
3.3.1拉伸试验，激光焊及MAG焊对接试件分别进行了三次平行试验，三次试验试件均断在母材。磷化、预涂底漆约50um和预涂底漆约25um的屈服强度和抗拉强度相比于光板试件的屈服强度和抗拉强度均没有明显变化。
3.2.2弯曲试验，分别对激光焊及MAG焊对接试件进行弯曲试验，光板、表面磷化处理、表面预涂底漆约25um处理和表面预涂底漆约50um处理分别进行两个正弯和两个背弯，在弯曲的截面均没有出现3mm以上的裂纹，弯曲试验的结果是合格的。
4结论
4.1光板焊接接头金相试样和不同表面处理焊接接头金相试样的显微组织基本相同，其组织主要有针状铁素体、块状铁素体、先共析铁素体、珠光体、马氏体以及魏氏组织。其中针状铁素体属于韧性相，属于有益组织。而马氏体属于高硬度相，会提高焊缝的强度和硬度，但会降低焊缝的韧性。在MAG焊HAZ出现了魏氏组织，魏氏组织属于有害组织，应尽量避免魏氏组织的出现；
4.3分析拉伸试验结果可知，焊接结构为高匹配接头，拉伸断裂均发生在母材。激光焊试件的屈服强度都在370MPa左右，抗拉强度都在480MPa左右。MAG焊试件的屈服强度都在380MPa左右，抗拉强度都在480MPa左右。所以三种表面处理（磷化、预涂底漆约25um和预涂底漆约50um）对焊接接头的静载拉伸性能没有产生不利影响；
4.4从弯曲试验的结果来看，在弯曲的截面均没有出现3mm以上的裂纹，弯曲试验的结果是合格的。说明表面处理对焊接接头的弯曲性能没有产生不利影响。
4.5表面磷化处理、表面预涂底漆约25um和表面预涂底漆约50um对车体用薄板耐候钢焊接接头的各项力学性能均没有产生不利影响。因此，在车体焊接时，不进行预打磨而直接焊接是可行的。
参考文献：
[1]张超.激光冲击处理对焊接结构力学性能研究[J].山东工业技术，2016.
[2]王勇，吕晓春，武永寿，等.转向架钢板对接焊结构力学及疲劳性能研究[J].兵器材料科学与工程，2015.
论文作者:刘建军,丁亚萍
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签：底漆论文; 表面论文; 光板论文; 三种论文; 硬度论文; 组织论文; 表面处理论文; 《基层建设》2017年第12期论文;