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FCB法新型焊接材料匹配性工艺研究

作　者: 王星平
导　师: 吴铭方
学　校: 江苏科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 焊剂铜垫法单面埋弧焊新型焊接材料
分类号: TG445
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

焊剂铜垫法是在铜垫板上均匀铺满衬垫焊剂,然后用空气管顶压铜垫板,保证焊缝背面成形美观的一种单面埋弧焊接法。埋弧焊用焊剂和焊丝是焊接过程主要的消耗材料,常见的高锰高硅焊剂配合低锰或无锰焊丝方式不仅生产成本高,而且对环境造成严重的污染。因此,对无锰高硅或低锰高硅配合高锰焊丝的方式的研究,具有较高的学术价值和现实意义。本试验采用三丝埋弧自动焊工艺,母材为超过20mm的中厚板,采用对接形式。采用新型焊接材料焊接A级钢,通过调节焊接电流和焊接速度对新型焊接材料的工艺参数进行评定;在相同焊接条件下,采用新旧两种焊接材料焊接E级钢,从中比较两焊接材料的冶金性能差异。从力学试验结果来看,所有样品均满足生产要求。其中,大焊接规范试样由于线能量输入过大,抗拉强度稍低,冲击韧性稍差。原焊材试样虽然抗拉强度比新焊材试样高,但其冲击吸收功数值却略显偏低。从显微组织分析得知,焊缝金属主要由先共析铁素体、针状铁素体、侧板条铁素体(魏氏组织)及珠光体等组织构成。大焊接规范试样由于线能量输入大,晶粒长大比较严重。4号试样由于合金元素过度效率低,焊缝金属中没能形成如同3号试样类似的均匀致密的显微组织。由XRF和XRD结果分析得知,新型焊剂主要组分为SiO2-MgO-CaO-CaF2,前三种物相所占比例超过60%,为氧化钙—二氧化硅型焊剂,其碱度为1.72。由焊缝成分分析结果得出,新焊材试样焊缝中S、P含量较原焊材试样高,同时新焊材试样焊缝金属的Mn/Si比较低,新焊材的合金元素过渡效率不如原有焊材高。通过焊缝金属含氧量结果比较得知,原焊材试样的焊缝金属中含氧量较新焊材试样高。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-21
  1.1 研究的目的和意义  11-12
  1.2 埋弧焊工艺高效化发展进程  12-15
  1.3 FCB 法工艺发展现状  15-19
  1.4 研究内容及方法  19-21
第2章实验设备、材料和方法  21-28
  2.1 引言  21
  2.2 试验材料及设备  21-23
    2.2.1 母材成分及焊前处理  21-22
    2.2.2 焊接设备  22
    2.2.3 试验内容  22-23
  2.3 焊接材料检测方法及设备  23-25
    2.3.1 金属氧氮含量的分析  23-24
    2.3.2 焊剂、熔渣成分的分析  24-25
    2.3.3 焊剂/熔渣的物相结构分析  25
  2.4 材料微观组织分析  25-26
  2.5 接头力学性能测试  26-28
    2.5.1 焊接接头拉伸试验  26
    2.5.2 焊接接头弯曲试验  26-27
    2.5.3 焊接接头冲击韧性试验  27-28
第3章实验结果及分析  28-44
  3.1 引言  28
  3.2 力学性能测试结果分析  28-30
    3.2.1 拉伸和弯曲试验结果  28-29
    3.2.2 冲击试验结果分析  29-30
  3.3 宏观和微观组织分析  30-41
    3.3.1 母材的原始微观组织  31
    3.3.2 典型接头宏观分析  31-33
    3.3.3 接头微观组织分析  33-41
  3.4 硬度分析  41-42
  3.5 小结  42-44
第4章焊剂熔渣成分及焊缝含氧量分析  44-56
  4.1 引言  44
  4.2 焊剂、熔渣组分对冶金反应的影响  44-50
    4.2.1 焊剂熔渣XRD 和XRF 结果及分析  44-48
    4.2.2 熔渣的离子－分子共存理论  48-49
    4.2.3 焊剂-熔渣的冶金反应分析  49-50
  4.3 焊缝成分对其微观组织的影响  50-52
  4.4 焊缝含氧量对冲击韧性的影响  52-55
  4.5 小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
详细摘要  61-65

FCB法新型焊接材料匹配性工艺研究

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