【摘要】：在大型起重機、橋梁、船舶等設(shè)備的生產(chǎn)過程中存在大量的板單元對接焊,目前,針對厚板焊接主要采用手工焊條進行點焊裝配,二氧化碳氣體保護焊進行打底,正面用埋弧焊進行填充蓋面,工件翻身,碳弧氣刨清根,進行人工打磨,反面進行埋弧焊填充蓋面。其整體板單元生產(chǎn)過程復(fù)雜,生產(chǎn)效率低下。本文針對上述問題,基于原有埋弧焊工藝的基礎(chǔ)上提出采用埋弧焊陶質(zhì)襯墊技術(shù),埋弧焊加反面陶質(zhì)襯墊技術(shù)實現(xiàn)拼板對接單面焊雙面成形。首先,采用有限元模擬軟件MARC對埋弧對接焊的應(yīng)力場和溫度場進行數(shù)值模擬,通過模擬焊接過程中的溫度場、應(yīng)力場,確定焊接熱輸入范圍。試驗結(jié)果表明,針對12mm板厚焊接熱輸入超過5.0KJ/mm時焊接模擬無法進行,通過觀察試驗得知由于焊接熱輸入較大,焊絲熔化速度太快,容易使熔池內(nèi)部的金屬溶液流出,導(dǎo)致出現(xiàn)焊漏現(xiàn)象。研究中,為了達到單面焊雙面成形的目的,采用了陶質(zhì)襯墊技術(shù)。同時,為了減少焊接填充量,將箱體板單元坡口形式改為V型坡口,角度為60°,鈍邊為4mm,坡口間隙為3-4mm,相對于傳統(tǒng)坡口,焊接填充量減少了12%。采用雙絲埋弧焊代替?zhèn)鹘y(tǒng)單絲埋弧焊的焊接方法,大大提高焊接效率。焊接工藝試驗涉及了12mm、16mm和20mm三種板厚試板,并得到了各自的最佳工藝參數(shù),給出了雙絲的電壓、電流與焊接速度。試驗中還通過掃描電鏡(SEM)對焊縫試樣進行了顯微組織觀察,焊縫填充區(qū)與母材區(qū)融合性很好,整個接頭并未生成孿晶馬氏體和魏氏體等韌性較低的組織,符合生產(chǎn)要求。拉伸、彎曲、沖擊、硬度等力學(xué)性能測試結(jié)果符合《AWS D1.1-2015》的標(biāo)準(zhǔn)要求。研究表明:采用的多絲埋弧焊加陶質(zhì)襯墊技術(shù),正面打底、填充和蓋面,反面馬板定位,實現(xiàn)一次性完成兩層單道焊接,簡化了焊接工藝過程,很好地達到了單面焊雙面成形效果。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH21;TG445

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