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贴覆焊剂片超窄间隙焊

作　者: 那雪冬
导　师: 朱亮
学　校: 兰州理工大学
专　业: 材料学
关键词: 超窄间隙焊电弧攀升贴覆焊剂片侧壁熔合夹渣参数匹配
分类号: TG44
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 107次
引　用: 4次
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内容摘要

超窄间隙焊接采用间隙尽量小的I形坡口得到高质量焊接接头的一种高效率焊接技术，受到各国广泛关注。超窄间隙焊解决的技术关键是侧壁熔合问题，各国的焊接专家在攻克这一技术难关上，发明了各种电弧摆动或旋转方法，但这些方法使焊接过程的控制及设备更为复杂，因此，限制了窄间隙焊在某些领域中的实际应用。，本论文研究的窄间隙焊接技术，通过将坡口间隙减小到5mm以下，保证坡口侧面熔透。为了防止电弧沿坡口侧壁攀升，将自制的焊剂片贴覆于坡口面上，对电弧起到绝缘和保护作用，保证了电弧的稳定性。实现不需任何电弧摆动的每层一道超窄间隙焊接。本论文对这相焊接新技术进行了工艺试验研究和机理探索。首先对坡口间隙宽度、焊剂片厚度及成分对焊缝成形的影响进行了试验研究，确定出本超窄间隙焊合适的焊接间隙是3.5mm，合适的焊剂片厚度是0.5mm。焊剂片成分对贴覆焊剂片超窄间隙焊至关重要，本文将钛钙型、氧化铁型、低氢型等八种配方用于超窄间隙焊剂片的可行性试验。最终确定以大理石和萤石为主体的低氢型焊剂片比较适合本方法的窄间隙焊接，研究发现当超窄间隙焊焊剂片具有熔点较高、渣的含量较少、黏度适中时、凝固温度较低时焊缝成形较好。本文采用大理石和萤石为主体的焊剂片成分，进行了焊接规范参数对焊缝成形及焊接缺陷影响的试验研究。发现超窄间隙焊的焊接电压范围在21～24V，电流在210～270A能够得到较好的焊缝成形。同时，当焊接电压、焊接电流与焊接速度满足一定的匹配关系时可以避免焊缝中的缺陷。如果不满足这样的匹配关系，可能引起电弧的攀升和铁水的溢流现象，造成焊缝搭桥和夹渣缺陷。进一步研究表明，焊接电压增加，电弧对坡口侧壁作用加强，母材熔宽增加；焊接电流增加，熔高增加；焊接速度降低，熔宽与熔高都会增加。

全文目录

第一章绪论  7-12
  1.1 窄间隙的技术特征及分类  7
  1.2 窄间隙焊接的应用状况  7-9
  1.3 窄间隙焊接在国内的应用情况  9
  1.4 窄间隙焊接的技术优越性  9-12
    1.4.1 焊接接头的力学性能  10
    1.4.2 窄间隙焊接接头的残余应力和变形  10
    1.4.3 焊接材料的消耗量  10
    1.4.4 焊接生产率  10
    1.4.5 焊接生产成本  10
    1.4.6 新钢种焊接性解决中的技术优越性  10-12
第二章基本思想  12-16
  2.1 窄间隙焊接的侧壁熔合  12-13
  2.2 贴覆焊剂片超窄间隙焊解决坡口侧壁熔合的方法  13
  2.3 关键技术因素  13-16
    2.3.1 Ⅰ型坡口宽度对焊缝成形的影响  13-14
    2.3.2 焊剂片厚度对焊缝成形的影响  14
    2.3.3 焊剂片成分对焊缝成形的影响  14
    2.3.4 焊接规范参数及匹配关系对焊缝成形的影响  14-16
第三章试验装置及实验方法  16-20
  3.1 试验装置  16-17
  3.2 试验方法  17
    3.2.1 试样制备  17
    3.2.2 安装对中焊丝  17
    3.2.3 焊接  17
  3.3 试验方案及技术路线  17-20
    3.3.1 确定焊接工艺因素  18
    3.3.2 确定焊剂片成分  18
    3.3.3 确定焊接规范参数对焊缝形貌的影响及匹配关系  18-20
      3.3.3.1 焊接规范参数适用范围的研究  19
      3.3.3.2 焊接规范参数对焊缝形貌的影响  19-20
第四章试验研究  20-43
  4.1 间隙宽度与焊剂片的厚度选择试验  20-21
    4.1.1 间隙宽度对焊缝成形的影响  20
    4.1.2 焊剂片厚度对焊焊缝成形的影响  20-21
  4.2 焊剂片配方的试验  21-29
    4.2.1 配方1的试验  21-23
      4.2.1.1 性能特点  21
      4.2.1.2 试验  21
      4.2.1.3 试验结果分析  21-23
    4.2.2 配方2的实验  23-24
      4.2.2.1 配方2焊剂片成分的确定  23
      4.2.2.2 试验  23-24
      4.2.2.3 试验结果分析  24
    4.2.3 纤维素焊剂片的试验  24
    4.2.4 低氢型焊剂片的试验  24-27
      4.2.4.1 低氢型焊剂片的性能特点  24-25
      4.2.4.2 低氢型焊剂片的试验数据与试验结果  25
      4.2.4.3 低氢型焊剂片的试验结果分析  25-27
    4.2.5 选择焊剂片方法的总结  27-29
  4.3 焊接规范参数的试验研究  29-32
    4.3.1 焊接规范试验  29-30
    4.3.2 试验分析  30-31
      4.3.2.1 焊接飞溅分析  30-31
      4.3.2.2 焊接未熔合缺陷分析  31
      4.3.2.3 焊接夹渣缺陷分析  31
    4.3.3 焊接工艺参数适用范围  31-32
  4.4 焊接规范参数对焊缝成形的影响  32-38
    4.4.1 焊接电流对焊缝成形的影响  32-34
    4.4.2 焊接电压对成形的影响  34-36
    4.4.3 焊接速度对焊缝成形的影响  36-38
    4.4.4 焊接工艺参数对焊缝成形影响总结  38
  4.5 焊接规范参数的匹配关系  38-43
    4.5.1 电弧的熔化特性  38-39
    4.5.2 焊接电流与焊接电压的匹配关系  39-40
    4.5.3 焊接速度与送丝速度的匹配关系  40
    4.5.4 焊接规范参数匹配关系曲线的分析  40-41
    4.5.5 试验焊接规范参数的确定  41-43
第五章试验结果讨论  43-49
  5.1 焊接规范参数对焊缝成形的影响  43-47
    5.1.1 焊接电流对焊缝形貌的影响  43-44
    5.1.2 焊接电压对焊缝成形的影响  44-45
    5.1.3 焊接速度对焊缝成形的影响  45-46
    5.1.4 焊接规范参数对焊缝成形的影响总结  46-47
  5.2 焊接规范参数匹配关系的讨论  47-49
    5.2.1 母材侧壁不熔合  47-48
    5.2.2 电弧攀升  48-49
第六章贴覆焊剂片超窄间隙焊用于管线钢焊接试验研究  49-53
  6.1 试验  49
  6.2 实验结果与分析  49-52
    6.2.1 超窄间隙焊与埋弧焊接头形貌分析  50
    6.2.2 超窄间隙焊与埋弧焊接头硬度分析  50
    6.2.3 超窄间隙焊与埋弧焊组织分析  50-52
  6.3 结论  52-53
结论  53-54
参考文献  54-56
致谢  56-57
攻读学位期间所发表的论文  57

贴覆焊剂片超窄间隙焊

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