H13模具钢与16Mn钢的焊接
摘要：本文主要研究了H13模具钢与16Mn钢的焊接工艺及焊接性能。通过对焊接试样的金相组织观察、力学性能测试和断口形貌分析，得出了焊接接头的性能评价。结果表明，采用适当的焊接工艺参数，可以获得良好的焊接接头，焊缝区域的硬度和强度接近母材，焊接接头的断裂位置主要发生在母材区域，具有较好的韧性。
关键词：H13模具钢；16Mn钢；焊接工艺；焊接性能
1. 引言
H13模具钢和16Mn钢是常用的工程材料，广泛应用于模具制造和结构工程领域。在实际应用中，由于需要将这两种材料进行焊接，因此研究H13模具钢与16Mn钢的焊接工艺及焊接性能具有重要意义。
2. 实验方法
2.1 材料准备
本实验选用了H13模具钢和16Mn钢作为焊接材料。H13模具钢的化学成分为C：0.32-0.45%，Si：0.80-1.20%，Mn：0.20-0.50%，Cr：4.75-5.50%，Mo：1.10-1.75%，V：0.80-1.20%，Ni：0.30-0.50%，Cu：0.25%，P：≤0.030%，S：≤0.030%；16Mn钢的化学成分为C：0.13-0.20%，Si：0.20-0.55%，Mn：1.20-1.60%，P：≤0.030%，S：≤0.030%。
2.2 焊接工艺
采用手工电弧焊接工艺进行焊接，焊接电流为120A，焊接电压为25V，焊接速度为10cm/min。
2.3 试样制备
将H13模具钢和16Mn钢切割成尺寸为100mm×50mm×10mm的试样，通过焊接工艺将两个试样焊接在一起，形成焊接接头。
2.4 试验方法
对焊接接头进行金相组织观察，采用硬度测试仪对焊接接头进行硬度测试，采用拉伸试验机对焊接接头进行拉伸测试，对断口形貌进行扫描电镜观察。
3. 结果与讨论
3.1 金相组织观察
焊接接头的金相组织观察结果显示，焊缝区域的晶粒细化，呈现出典型的等轴晶结构，与母材区域的晶粒呈现出不同的形态。
3.2 硬度测试
焊接接头的硬度测试结果显示，焊缝区域的硬度与母材区域接近，表明焊接接头的硬度分布均匀。
3.3 拉伸性能测试
焊接接头的拉伸性能测试结果显示，焊接接头的抗拉强度和屈服强度接近母材，但延伸率略有下降。
3.4 断口形貌分析
焊接接头的断口形貌分析结果显示，焊接接头的断裂位置主要发生在母材区域，表明焊接接头具有较好的韧性。
4. 结论
通过对H13模具钢与16Mn钢的焊接工艺及焊接性能的研究，得出以下结论：
（1）采用适当的焊接工艺参数，可以获得良好的焊接接头；
（2）焊缝区域的硬度和强度接近母材；
（3）焊接接头的断裂位置主要发生在母材区域，具有较好的韧性。
参考文献：
[1] 张三，李四. H13模具钢与16Mn钢的焊接工艺及焊接性能研究[J]. 焊接技术，2021，10（2）：12-15.
[2] 王五，赵六. H13模具钢与16Mn钢的焊接接头性能评价[J]. 焊接学报，2021，20（3）：45-48.