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脉冲埋弧横焊工艺研究及其在石油储罐焊接制造中的应用

作　者: 李幸呈
导　师: 李桓
学　校: 天津大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 脉冲埋弧焊石油储罐横焊咬边打底盖面
分类号: TG445
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 134次
引　用: 2次
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内容摘要

普通埋弧横焊工艺在焊接厚板时,采用大的热输入会造成焊接热影响区(HAZ)过热,焊缝组织晶粒粗大;提高焊速会造成焊缝上部容易出现咬边,下部容易出现液体金属流淌等成形缺陷。针对这些问题,本文把横焊位置脉冲埋弧焊的熔池简化为一个承受脉冲载荷的固体金属表面的液态金属,通过定性和定量的方法,分析了横焊位置的脉冲电流对表面张力、脉冲电流对熔滴冲击力和脉冲电流对熔池所受电弧作用力的影响,建立了横焊位置熔池的受力模型,计算了横焊位置电弧对熔池的作用力,探索了消除咬边的机理:即电磁力、熔滴冲击力以及表面张力的合力都是随焊接电流的变化做周期性变化,这样的周期性变化有利于熔池液态金属的铺展,进而有利于在填充焊和盖面焊中消除咬边。本文还分析了双丝脉冲埋弧横焊打底焊的熔池受力状态和运动状态,从中得出:由于熔池受到了来自于工件正反两面的由脉冲电流引起的脉冲作用力的共同作用,脉冲埋弧横焊打底焊不仅可以利用峰值电流保证熔深,消除未焊透,而且可以减少普通单丝埋弧横焊打底焊容易出现的焊穿情况,即拓宽了普通单丝埋弧横焊打底焊的工艺参数范围。

全文目录

中文摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章绪论  6-9
  1.1 工业背景  6-7
  1.2 课题概述  7-9
    1.2.1 研究目的、意义  7-8
    1.2.2 研究内容  8-9
第二章高速焊接的咬边问题  9-27
  2.1 咬边概述  9
  2.2 咬边的基本概念与分类  9-12
    2.2.1 基本概念  9-10
    2.2.2 咬边类型  10-12
  2.3 咬边对构件性能的影响  12-14
    2.3.1 静载荷  12-13
    2.3.2 动载荷  13-14
    2.3.3 腐蚀  14
  2.4 横焊位置消除咬边的机理  14-25
    2.4.1 电磁收缩效应  14-17
    2.4.2 脉冲电流对熔池所受电弧作用力F_b的影响  17-21
    2.4.3 脉冲电流对表面张力F_σ的影响  21-24
    2.4.4 脉冲电流对熔滴冲击力F_m的影响  24-25
  2.5 咬边的影响因素和防止措施  25
  2.6 本章小结  25-27
第三章脉冲埋弧横焊试验设备与条件  27-38
  3.1 试验原理  27-28
  3.2 试验设备及其连接方法  28-32
    3.2.1 焊车系统  28-30
    3.2.2 焊接电源  30
    3.2.3 脉冲控制器  30-32
  3.3 试验条件  32-36
    3.3.1 母材Q235 化学成分及力学性能  32-33
    3.3.2 焊丝的化学成分及力学性能  33-34
    3.3.3 焊剂成分和性能  34
    3.3.4 焊缝接头型式与坡口尺寸  34-36
  3.4 本章小结  36-38
第四章脉冲埋弧焊在石油储罐横焊位置中的应用  38-55
  4.1 石油储罐的焊接  38-39
  4.2 石油储罐横焊位置的脉冲埋弧焊试验、结果与分析  39-54
    4.2.1 正交试验法  39-40
    4.2.2 单丝普通埋弧横焊  40-45
    4.2.3 单丝脉冲埋弧横焊  45-49
    4.2.4 双丝脉冲埋弧横焊  49-52
    4.2.5 金相组织观察  52-54
  4.3 本章小结  54-55
第五章结论  55-56
参考文献  56-58
发表论文和科研情况说明  58-59
致谢  59

脉冲埋弧横焊工艺研究及其在石油储罐焊接制造中的应用

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