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灰口鑄鐵焊接工藝綜合實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1、實(shí)驗(yàn)理論方面
不同的焊接線能量產(chǎn)生的焊接HAZ的組織不同，不同的組織力學(xué)性能也不相同。EZNiFe焊條，不同焊接線能量電弧冷焊對(duì)HT250灰口鑄鐵試板和消除白口化退火試板熔合區(qū)粗晶區(qū)組織的影響。
2、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面
焊接試樣，制取金相試樣，用電子顯微鏡觀察熔合區(qū)組織，打顯微硬度，找出EZNiFe焊條電弧冷焊焊接HT250灰口鑄鐵和消除白口化退火合適的線能量。
二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?br>1、用BX-315交流弧機(jī)和EZNiFe焊條，采用不同焊接線能量、電弧冷焊HT250灰口鑄鐵和消除白口化退火試板，了解灰口鑄鐵的焊接性能；
2、掌握EZNiFe焊條焊接HT250的電弧冷焊工藝和消除白口化退火焊接工藝；
3、要求同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前了解EZNiFe焊條的成分，焊縫的力學(xué)性能。了解HT250的成分和性能；
4、實(shí)驗(yàn)前了解HT250消除白口化退火前后室溫組織的變化；
5、要求同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前了解不同線能量對(duì)HAZ組織影響的變化規(guī)律，如何調(diào)整焊接工藝參數(shù)。
三、實(shí)驗(yàn)條件及要求
（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1、焊接設(shè)備
焊接電源BX—315；
2、焊條烘干設(shè)備型號(hào)
ZYH—10；
3、顯微鏡型號(hào)
4×A金相顯微鏡；
4、顯微硬度儀
71型顯微硬度儀；
5、其他
拋光機(jī)、各種型號(hào)的砂紙、手工鋸等。
（二）焊接試板牌號(hào)、尺寸
1、焊接試板牌號(hào)
HT250灰口鑄鐵；
2、尺寸
100×60×12（mm），鑄造后經(jīng)過機(jī)械加工保證零件尺寸。
（三）焊接材料數(shù)據(jù)
焊條型號(hào)：EZNiFe；焊條直徑：3.2 mm；
（四）要求
鑄鐵試板成分應(yīng)保持在規(guī)定的范圍，室溫組織應(yīng)為珠光體或珠光體+鐵素體；焊條表面不得有脫落并經(jīng)烘干使用；試板需經(jīng)機(jī)械加工，表面平整，焊接中不得在試板上亂起弧；焊接要帶防護(hù)面罩、穿絕緣鞋和隔熱衣服；焊接試板的學(xué)生必須經(jīng)過培訓(xùn)。
四、實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)
本實(shí)驗(yàn)為綜合性實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果與鑄鐵成分和冷卻速度不同得到的室溫組織不同有關(guān)，與鑄鐵熱處理制度得到的室溫組織有關(guān)，與焊接線能量大小有關(guān)，與試樣制備有關(guān)。因此，本實(shí)驗(yàn)牽涉鑄造成型、焊接成型、熱處理制度理論和試樣制備技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。
五、實(shí)驗(yàn)實(shí)施步驟
（一）焊前準(zhǔn)備
1、焊接前清理試件表面油污和鐵銹。
2、焊條烘干150±10℃保溫1小時(shí)，烘干箱斷電保溫隨用隨取。
3、退火試板經(jīng)830℃±10℃保溫5小時(shí)退火。
（二）確定焊接參數(shù)及工藝
1、焊接參數(shù)
焊接速度180mm/min（不變）；電弧電壓36V（不變）；焊接電流：80 A、100 A、110 A、160A四種。
2、焊接工藝
采用不同的焊接電流斷續(xù)焊和連續(xù)焊。斷續(xù)焊每段焊縫長(zhǎng)度20mm，總長(zhǎng)60mm。連續(xù)焊焊縫長(zhǎng)度60mm。
（三）焊接
將試板放置在帶有7O左右的工作臺(tái)上，使金屬液體有自行流動(dòng)的趨勢(shì)。起弧要在離試板20mm處的部位，運(yùn)條要均勻、電弧要保證平穩(wěn)、焊條不做橫向擺動(dòng)，焊條與工件夾角75о，收弧處不得有弧坑裂紋。
（四）試樣制備
1、切割試樣
放置12h后進(jìn)行試樣制備。試樣尺寸16mm×12mm×12mm。為保證焊接熔
合區(qū)組織的可靠性，切割試樣采用機(jī)械切割，不的采用無齒鋸和氧乙炔熔割方法。
2、試樣修整
為防止因試樣傷手和傷害拋光機(jī)，用砂輪機(jī)將試樣各棱角倒3 mm×3 mm的角，四角磨圓并將拋光面磨平。
3、磨制拋光
先在粗紗紙上由粗到細(xì)進(jìn)行磨制到表面基本看不到劃痕，在進(jìn)行絨布拋光，拋光到表面能反映熔合區(qū)的真實(shí)組織為止。
（五）觀察金相組織
用3%的硝酸酒精水溶液對(duì)試樣表面進(jìn)行腐蝕，中和水洗烘干。在顯微鏡下觀察組織，并將觀察到的熔合區(qū)組織進(jìn)行紀(jì)錄。
（六）打顯微硬度
從焊縫中心到母材熱影響區(qū)每隔0.5mm打一點(diǎn)硬度，將每一點(diǎn)的數(shù)據(jù)整理、繪制曲線圖。
六、思考問題
1、當(dāng)焊接線能量一定（較小），不同的室溫組織對(duì)熔合區(qū)粗晶區(qū)組織有什么不同？
2、當(dāng)焊接線能量一定（較小），不同的熱處理制度對(duì)熔合區(qū)粗晶區(qū)組織有什么不同？
3、當(dāng)焊接線能量一定（較小），斷續(xù)焊和連續(xù)焊熔合區(qū)粗晶區(qū)組織有什么不同？
4、EZNiFe焊條焊接HT250應(yīng)采用什么焊接工藝和工藝參數(shù)？
5、消除白口化退火的優(yōu)點(diǎn)？
七、實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定辦法
按照焊接試樣準(zhǔn)確、制備試樣熟練、磨制金相試樣并觀察組織真實(shí)、打顯微硬度熟練準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)報(bào)告描述清楚，以及出勤、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、團(tuán)結(jié)協(xié)作、按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定成績(jī)。
一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1、實(shí)驗(yàn)理論方面
不同的焊接線能量產(chǎn)生的焊接HAZ的組織不同，不同的組織力學(xué)性能也不相同。EZNiFe焊條，不同焊接線能量電弧冷焊對(duì)HT250灰口鑄鐵試板和消除白口化退火試板熔合區(qū)粗晶區(qū)組織的影響。
2、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面
焊接試樣，制取金相試樣，用電子顯微鏡觀察熔合區(qū)組織，打顯微硬度，找出EZNiFe焊條電弧冷焊焊接HT250灰口鑄鐵和消除白口化退火合適的線能量。
二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?br>1、用BX-315交流弧機(jī)和EZNiFe焊條，采用不同焊接線能量、電弧冷焊HT250灰口鑄鐵和消除白口化退火試板，了解灰口鑄鐵的焊接性能；
2、掌握EZNiFe焊條焊接HT250的電弧冷焊工藝和消除白口化退火焊接工藝；
3、要求同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前了解EZNiFe焊條的成分，焊縫的力學(xué)性能。了解HT250的成分和性能；
4、實(shí)驗(yàn)前了解HT250消除白口化退火前后室溫組織的變化；
5、要求同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前了解不同線能量對(duì)HAZ組織影響的變化規(guī)律，如何調(diào)整焊接工藝參數(shù)。
三、實(shí)驗(yàn)條件及要求
（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1、焊接設(shè)備
焊接電源BX—315；
2、焊條烘干設(shè)備型號(hào)
ZYH—10；
3、顯微鏡型號(hào)
4×A金相顯微鏡；
4、顯微硬度儀
71型顯微硬度儀；
5、其他
拋光機(jī)、各種型號(hào)的砂紙、手工鋸等。
（二）焊接試板牌號(hào)、尺寸
1、焊接試板牌號(hào)
HT250灰口鑄鐵；
2、尺寸
100×60×12（mm），鑄造后經(jīng)過機(jī)械加工保證零件尺寸。
（三）焊接材料數(shù)據(jù)
焊條型號(hào)：EZNiFe；焊條直徑：3.2 mm；
（四）要求
鑄鐵試板成分應(yīng)保持在規(guī)定的范圍，室溫組織應(yīng)為珠光體或珠光體+鐵素體；焊條表面不得有脫落并經(jīng)烘干使用；試板需經(jīng)機(jī)械加工，表面平整，焊接中不得在試板上亂起弧；焊接要帶防護(hù)面罩、穿絕緣鞋和隔熱衣服；焊接試板的學(xué)生必須經(jīng)過培訓(xùn)。
四、實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)
本實(shí)驗(yàn)為綜合性實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果與鑄鐵成分和冷卻速度不同得到的室溫組織不同有關(guān)，與鑄鐵熱處理制度得到的室溫組織有關(guān)，與焊接線能量大小有關(guān)，與試樣制備有關(guān)。因此，本實(shí)驗(yàn)牽涉鑄造成型、焊接成型、熱處理制度理論和試樣制備技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。
五、實(shí)驗(yàn)實(shí)施步驟
（一）焊前準(zhǔn)備
1、焊接前清理試件表面油污和鐵銹。
2、焊條烘干150±10℃保溫1小時(shí)，烘干箱斷電保溫隨用隨取。
3、退火試板經(jīng)830℃±10℃保溫5小時(shí)退火。
（二）確定焊接參數(shù)及工藝
1、焊接參數(shù)
焊接速度180mm/min（不變）；電弧電壓36V（不變）；焊接電流：80 A、100 A、110 A、160A四種。
2、焊接工藝
采用不同的焊接電流斷續(xù)焊和連續(xù)焊。斷續(xù)焊每段焊縫長(zhǎng)度20mm，總長(zhǎng)60mm。連續(xù)焊焊縫長(zhǎng)度60mm。
（三）焊接
將試板放置在帶有7O左右的工作臺(tái)上，使金屬液體有自行流動(dòng)的趨勢(shì)。起弧要在離試板20mm處的部位，運(yùn)條要均勻、電弧要保證平穩(wěn)、焊條不做橫向擺動(dòng)，焊條與工件夾角75о，收弧處不得有弧坑裂紋。
（四）試樣制備
1、切割試樣
放置12h后進(jìn)行試樣制備。試樣尺寸16mm×12mm×12mm。為保證焊接熔
合區(qū)組織的可靠性，切割試樣采用機(jī)械切割，不的采用無齒鋸和氧乙炔熔割方法。
2、試樣修整
為防止因試樣傷手和傷害拋光機(jī)，用砂輪機(jī)將試樣各棱角倒3 mm×3 mm的角，四角磨圓并將拋光面磨平。
3、磨制拋光
先在粗紗紙上由粗到細(xì)進(jìn)行磨制到表面基本看不到劃痕，在進(jìn)行絨布拋光，拋光到表面能反映熔合區(qū)的真實(shí)組織為止。
（五）觀察金相組織
用3%的硝酸酒精水溶液對(duì)試樣表面進(jìn)行腐蝕，中和水洗烘干。在顯微鏡下觀察組織，并將觀察到的熔合區(qū)組織進(jìn)行紀(jì)錄。
（六）打顯微硬度
從焊縫中心到母材熱影響區(qū)每隔0.5mm打一點(diǎn)硬度，將每一點(diǎn)的數(shù)據(jù)整理、繪制曲線圖。
六、思考問題
1、當(dāng)焊接線能量一定（較小），不同的室溫組織對(duì)熔合區(qū)粗晶區(qū)組織有什么不同？
2、當(dāng)焊接線能量一定（較小），不同的熱處理制度對(duì)熔合區(qū)粗晶區(qū)組織有什么不同？
3、當(dāng)焊接線能量一定（較小），斷續(xù)焊和連續(xù)焊熔合區(qū)粗晶區(qū)組織有什么不同？
4、EZNiFe焊條焊接HT250應(yīng)采用什么焊接工藝和工藝參數(shù)？
5、消除白口化退火的優(yōu)點(diǎn)？
七、實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定辦法
按照焊接試樣準(zhǔn)確、制備試樣熟練、磨制金相試樣并觀察組織真實(shí)、打顯微硬度熟練準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)報(bào)告描述清楚，以及出勤、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、團(tuán)結(jié)協(xié)作、按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定成績(jī)。
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