0 前言

Q235A鋼容易冶煉，工藝性好，價(jià)格低廉，能夠滿足一般工程結(jié)構(gòu)及普通零件的要求，然而由于Q235A鋼表面硬度低、耐腐蝕性差等缺點(diǎn)限制了其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用

。大量的生產(chǎn)實(shí)踐表明，Q235A鋼不但會(huì)在酸性以及中性的介質(zhì)中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，而且在堿性介質(zhì)中耐蝕性也較差，在高溫濃堿中耐腐蝕性更差

。并且Q235A鋼在潮濕環(huán)境中也容易腐蝕形成FeOOH，F(xiàn)eOOH疏松多孔，容易產(chǎn)生腐蝕和磨損的交互作用，這種腐蝕交互作用可使磨損的速率增大幾十倍。

近年來隨著對(duì)表面高硬度、耐磨、耐腐蝕，內(nèi)部保持良好塑韌性材料的研究，表面改性技術(shù)獲得了很好的發(fā)展和應(yīng)用，已成功用來提高工程零部件、航空零件、運(yùn)動(dòng)器材等的耐磨性和硬度

。氣體鎢極氬弧焊（TIG）是一種較方便的表面改性方法。TIG堆焊是在惰性氣體保護(hù)下，利用鎢電極與工件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲 （如果使用填充焊絲）的一種焊接方法

。經(jīng)多次試驗(yàn)表明，該冶金結(jié)合方法可得到無裂紋的熔覆層。

銅基合金具有良好的耐蝕性、導(dǎo)熱性及耐粘著磨損性，廣泛應(yīng)用于石油、石化、機(jī)械、礦山等領(lǐng)域。然而，其強(qiáng)度低于鋼鐵材料，價(jià)格比一般鋼鐵材料昂貴，并且在有些場合很難甚至無法滿足工程實(shí)際的要求，往往需要材料結(jié)構(gòu)兼有銅與鋼的性能

。在石油化工、航空航天和兵器制造領(lǐng)域便有了在鋼基體表面堆敷銅合金層，在保證鋼材性能的同時(shí)，兼有了銅的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能

。一般在堆焊過程中不僅要求堆焊層與基體實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，有較高的結(jié)合強(qiáng)度，而且要求很低的稀釋率。熔池的金屬凝固過程直接影響堆焊層的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能

，該過程包括傳熱、流體、化學(xué)反應(yīng)等復(fù)雜現(xiàn)象。一些研究表明，熔覆層復(fù)雜的微觀結(jié)構(gòu)是提高耐磨性和硬度的關(guān)鍵因素

，因此有必要對(duì)熔覆層微觀組織進(jìn)行研究。本研究在Q235A鋼板表面用CuSi

銅合金焊絲進(jìn)行堆焊試驗(yàn)，并分析了堆焊層的組織和性能。

（2）分區(qū)內(nèi)施工順序： 清挖施工受碼頭影響較大，計(jì)劃先配合總包方拆除碼頭。開工后先開挖港池，將高于-5.0m標(biāo)高的淤泥開挖到-5.0m（考慮600噸吊船吃水），再清挖碼頭附近區(qū)域（碼頭前后5米區(qū)域及箱內(nèi)回填料），碼頭拆除后再同時(shí)清挖碼頭后方區(qū)域及基槽、港池區(qū)域。

1 試驗(yàn)材料及設(shè)備

1.1 試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)?zāi)覆牟捎?塊Q235A鋼板，鋼板尺寸400 mm×70 mm×3.8 mm，其主要化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1和表2。試驗(yàn)用焊接材料為CuSi

銅合金焊絲，焊絲直徑為0.8 mm，主要化學(xué)成分見表3。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

用2號(hào)、12號(hào)和18號(hào)堆焊試樣制作成金相試驗(yàn)樣品，采用掃描電鏡觀察焊縫斷面微觀形貌。圖2所示為焊縫試樣橫截面宏觀照片，圖3所示為12號(hào)試樣母材及熱影響區(qū)金相組織。從圖2和圖3可以看出，作為亞共析鋼，母材的組織主要由鐵素體和珠光體組成。粒狀的珠光體彌散分布在比較粗大的鐵素體晶粒中間。而熱影響區(qū)組織經(jīng)歷過回復(fù)（新的無畸變晶粒出現(xiàn)之前所產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)和性能變化階段）、再結(jié)晶（出現(xiàn)無畸變等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過程）和晶粒長大（再結(jié)晶結(jié)束之后晶粒繼續(xù)長大）過程，從而得到尺寸為較穩(wěn)定、無畸變的細(xì)等軸晶粒。

其他設(shè)備包括J1G-SD41-350N型材切割機(jī)、信達(dá)MD2215A臺(tái)式砂輪機(jī)、XQ-2型金相鑲嵌機(jī)、MP-2型拋光機(jī)、XJP-6A數(shù)碼金相顯微鏡、JH-16型壓力機(jī)、F-P400型球磨機(jī)及XL30ESEM-TMP型環(huán)境掃描電鏡。

2 焊接工藝及過程

2.1 焊接工藝

堆焊工藝試驗(yàn)采用TIG焊，直流正接，焊縫長度70 mm。保持焊接電弧長約4.5 mm；送絲角度20°～30°，焊絲末端距工件高度l mm；鈰鎢極直徑2.4 mm，尖端錐角約35°；保護(hù)氣體為99.9%的普通工業(yè)純氬，氣體流量10～15 L/min。

基于表4中的30組試驗(yàn)，選擇2號(hào)、12號(hào)和18號(hào)做金相試驗(yàn)，12號(hào)進(jìn)行硬度和腐蝕性試驗(yàn)。

傻子毛二一臉惶恐，擔(dān)著兩個(gè)大四鼻陶罐下了井臺(tái)。罐子里的水晃蕩著往外淌。毛二的步子在陽光下開始變得瘦小。像一陣風(fēng)，瞬間，消失在小巷盡頭的竹林里。

2.2 焊接參數(shù)及試驗(yàn)結(jié)果

用化學(xué)浸泡試驗(yàn)來研究堆焊層耐腐蝕性能。將12號(hào)堆焊接試樣切割成規(guī)則尺寸的腐蝕試樣，用樹脂鑲嵌，留出堆焊熔覆層和母材結(jié)合面并磨制拋光。同時(shí)，用未進(jìn)行堆焊的Q235A鋼板制作腐蝕試樣作為對(duì)照。采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的FeCl

鹽酸溶液作為腐蝕液,試驗(yàn)溫度25℃，時(shí)間24 h，以試樣腐蝕形貌來評(píng)價(jià)其耐腐蝕性能。通過觀察發(fā)現(xiàn)，兩組試樣經(jīng)過腐蝕試驗(yàn)后，母材發(fā)生了嚴(yán)重腐蝕，堆焊層未發(fā)現(xiàn)明顯腐蝕，這是因?yàn)殂~合金含有可以形成保護(hù)膜的鎳元素，表現(xiàn)出更好的耐腐蝕性，由此表明，Q235A鋼表面堆焊銅合金后其表面耐蝕性顯著提高。

對(duì)民族村寨旅游的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行深入探究，要求不僅可以實(shí)現(xiàn)民族村寨旅游發(fā)展的短期目標(biāo)，促進(jìn)當(dāng)?shù)鼐用竦慕?jīng)濟(jì)收入提升，發(fā)展當(dāng)?shù)靥厣糜?。還要能夠通過多種措施，使得人與自然和諧相處，并適度發(fā)掘民族村寨旅游潛力，使子孫后代也能分享民族村寨旅游的成果。

氬氣是惰性氣體，在焊接過程中既不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不溶解于金屬中，這為獲得高質(zhì)量焊縫提供了良好條件

。但是氬氣與還原性氣體或氧化性氣體不同，不具備脫氧或去氫能力，因此TIG焊焊接過程對(duì)焊件上的污染極為敏感。為保證焊接質(zhì)量，焊前必須將焊件和焊絲等清理干凈，不殘留污染物

。須清除的污染物有油脂、油漆、涂層加工時(shí)用的潤滑劑、塵土和氧化膜等。堆焊前將待焊表面用砂紙進(jìn)行手工逐級(jí)磨光，以去除試件表面的氧化膜和吸附層，然后用丙酮擦拭待焊試件表面，用熱風(fēng)吹干后即可進(jìn)行堆焊試驗(yàn)。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 金相試驗(yàn)分析

焊接設(shè)備是福尼斯TT2200型全數(shù)字直流TIG焊機(jī)、KD4010送絲機(jī)、工業(yè)控制機(jī)和XKA714B/1E數(shù)控銑床等組裝成的堆焊成型系統(tǒng)。

圖4為銅合金堆焊層與母材結(jié)合區(qū)組織，從圖4可以看出，靠近母材結(jié)合部分的組織有部分等軸晶，這是因?yàn)橛蠪e滲透進(jìn)去，即堆焊過程中發(fā)生泛鐵現(xiàn)象

。銅與鋼在高溫下無限互溶，焊接過程，鋼基體發(fā)生熔化進(jìn)入液態(tài)銅合金中。當(dāng)熱輸入加大時(shí)，鋼基體大量熔化，在電弧力攪拌作用下與液態(tài)銅合金混合，冷卻后殘存在銅合金中以游離相形式存在，形成泛鐵相。

圖5為銅合金堆焊層金相組織，由圖5可見，其組織主要為等軸晶。鐵在銅中溶解度有限，當(dāng)溫度下降時(shí)，溶解度也隨著降低，鐵元素就會(huì)機(jī)械混合于銅中。銅和鐵在液態(tài)可以無限互溶，因此在鐵熔滴溶解過程中，銅液體也溶解進(jìn)鐵液滴中。

由相關(guān)試驗(yàn)得知，TIG堆焊銅合金最合適電流為110～130 A，送絲速度為90～130 cm/min，焊接速度為100～140 mm/min。通過分別控制焊接速度、 送絲速度和焊接電流進(jìn)行試驗(yàn)，共設(shè)計(jì)了30組數(shù)據(jù)，焊接參數(shù)見表4，堆焊層形貌如圖1所示。

3.2 堆焊層硬度

采用HVS-1000型顯微硬度計(jì)測試Q235A鋼板及銅合金堆焊層顯微硬度，載荷100 g，加載時(shí)間15 s，每個(gè)試樣測3個(gè)值，如果離散太大則測5個(gè)值，最后求平均值。測量的試樣是堆焊銅合金試驗(yàn)中12號(hào)堆焊試樣，并與未進(jìn)行堆焊的Q235A鋼板對(duì)照，測試結(jié)果見表5。從表5可以看出，Q235A鋼板表面硬度值較低，而銅合金堆焊層表面硬度值比Q235A鋼板高，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

3.3 堆焊層耐蝕性

采用TIG焊在Q235A鋼板上進(jìn)行堆焊銅合金試驗(yàn)，根據(jù)銅合金焊絲的不同特點(diǎn)選擇不同的焊接工藝參數(shù)，主要影響因素為焊接速度、送絲速度和焊接電流，因此可通過改變焊接速度、送絲速度和焊接電流獲取性能最優(yōu)的焊縫。在堆焊過程中，先選用固定的焊接速度，通過改變焊接電流和送絲速度，根據(jù)焊縫外觀來判斷焊接效果

。主要可通過觀察焊縫外觀的平整度、美觀度和飛濺等具體情況來選擇優(yōu)化焊縫。對(duì)于成形不好的焊縫，可通過調(diào)節(jié)焊接速度獲取最優(yōu)的焊接參數(shù)

；對(duì)于焊縫成形比較好的焊縫，可通過切割后觀察熔深和熔寬來判斷。在試驗(yàn)過程中應(yīng)做好數(shù)據(jù)記錄，并在焊縫上標(biāo)出焊接參數(shù)。試驗(yàn)時(shí)根據(jù)焊接參數(shù)對(duì)焊縫的不同影響來決定需要改變的參數(shù)。

綜上所述,CT會(huì)產(chǎn)生X線輻射,對(duì)患者帶來損傷,該種診斷方式在臨床中使用比較多。因此低劑量CT掃描的臨床研究能夠?yàn)樯鐣?huì)效益帶來幫助。使用CT來對(duì)骨折部位進(jìn)行清晰的顯示,對(duì)胸部創(chuàng)傷患者的臨床應(yīng)用價(jià)值非常高。低劑量多層CT掃描對(duì)肋骨骨折的臨床診斷效果比較突出,可以讓患者受到的輻射劑量減少,對(duì)患者的健康提供了保障,獲得的圖像質(zhì)量非常高,臨床中可以將其作為診斷依據(jù),得到正確結(jié)果,因此臨床中可以進(jìn)行推廣使用。

4 結(jié)論

（1）利用TIG堆焊方法在Q235A鋼板表面堆焊銅合金，在合適的焊接工藝參數(shù)下堆焊層表面成形較好，堆焊層與基體間實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。隨焊接熱輸入加大，熔覆層寬度增大，基體表面熔深增加。

從主要特征上看，壯族師公舞的外在形式是戴有面具的，與此同時(shí)，也缺少不了刀、劍等，與螞拐舞蹈中的蛙形在造型上頗有相似的地方，其中有雙臂呈蹲襠之式，胳膊肘也同時(shí)平舉，與花山壁畫的舞蹈風(fēng)格相似。

（2）焊接電流、焊接速度和送絲速度影響表面堆焊層熔寬和余高，焊接電流主要決定焊縫熔深，焊接速度主要決定單位長度焊縫的熱輸入。本次試驗(yàn)Q235A鋼表面TIG堆焊銅合金最優(yōu)工藝參數(shù)為焊接電流120 A，送絲速度90 mm/min，焊接速度為120 mm/min。

BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，為實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)三維數(shù)據(jù)模型的高效節(jié)建立，工程建設(shè)人員需將文檔系統(tǒng)的信息資源轉(zhuǎn)化為BIM平臺(tái)的數(shù)據(jù)格式，并確保BIM項(xiàng)目信息管理的實(shí)現(xiàn)。該轉(zhuǎn)化過程中，原數(shù)據(jù)保留是其應(yīng)用的基礎(chǔ)，并且輸入系統(tǒng)的控制下，數(shù)據(jù)信息被引入到交通層，并按照IFC規(guī)定進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在文檔信息關(guān)聯(lián)的同時(shí)，確保項(xiàng)目信息模型的建立，從而實(shí)現(xiàn)文檔信息對(duì)項(xiàng)目工程的管理控制。

（3）在奧氏體銅合金焊接接頭中,按照鐵素體形態(tài)的變化定義特征區(qū)，較為合理的過渡區(qū)由未混合區(qū)、部分熔化區(qū)和固態(tài)相變區(qū)組成，其與兩側(cè)的焊縫區(qū)和熱影響區(qū)之間均有明顯的邊界。

（4）焊接接頭的未混合區(qū)與焊縫區(qū)雖均為凝固組織，但由于化學(xué)成分、過熱度和冷卻速度等的差異而形成形態(tài)不同的組織。部分熔化區(qū)與固態(tài)相變區(qū)無明顯的組織差異，它們形成的鐵素體細(xì)小、不連續(xù)、無方向性，奧氏體基體上無柱狀晶形態(tài)。

[1]禹業(yè)曉，李玉龍，徐健寧，等.Q235鋼板表面TIG法熔覆銅接頭的組織和力學(xué)性能[J].航空材料學(xué)報(bào)，2014，34（1）：62-68.

[2]潘強(qiáng)，劉爾璽，馮淳元，等.Q235鋼板表面堆焊不銹鋼改性處理[J].焊管，2017，40（4）：22-26.

[3]徐楊.碳鋼表面堆焊鋁青銅組織性能研究[D].蘇州：江蘇科技大學(xué)，2021.

[4]劉陽，劉愛國，張興品，等.Q235鋼表面堆焊310不銹鋼的組織與性能[J].沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，36（5）：67-72.

[5]羅福軍，張貴芳.碳鋼表面堆焊鋁青銅的工藝研究[J].金屬加工（熱加工），2013（8）：69-70.

[6]禹業(yè)曉.低碳鋼堆焊表面改性工藝及其熱過程分析[D].南昌：南昌大學(xué)，2013.

[7]韓啟勇.采用中間層的高強(qiáng)鋼表面堆焊耐腐蝕銅合金工藝及接頭性能研究[D].蘇州：江蘇科技大學(xué)，2018.

[8]谷勇.MAG焊熔池在線監(jiān)測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制及試驗(yàn)研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2016.

[9]熊忠琪，鄧琦林.不銹鋼堆焊層抗磨損腐蝕性能的試驗(yàn)研究[J].電加工與模具，2009（2）：40-43.

[10]黃長偉.全數(shù)字脈沖MIG焊接控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2010.

[11]張丙堯.管-板自動(dòng)焊自動(dòng)定位系統(tǒng)研究[D].西安：西安石油大學(xué)，2016.

[12]張金平.鈦管管頭焊接工藝研究[J].中國化工貿(mào)易,2015（34）：262.