本文關鍵詞：高效無渣自保護堆焊藥芯焊絲的研究

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【摘要】：電弧堆焊制備耐磨復合板材和工件的技術已廣泛應用于礦山、水泥和電力等領域。目前大面積耐磨堆焊存在著生產(chǎn)效率低,堆焊工藝較復雜,勞動強度大,成本高以及堆焊層性能較低等問題,工程實際中迫切需要設計和制造出耐磨性能好、施工工藝簡單和堆焊效率高的焊接材料。因此,研制一種新型的無渣自保護堆焊藥芯焊絲具有重要的工程應用價值。針對這些問題,本文在廣泛閱讀國內(nèi)外該領域有關文獻以及對實際進行調(diào)研的基礎上。采用低碳鋼帶,設計在藥芯中添加適量的鉻鐵、石墨、鈦鐵、釩鐵、磷鐵以及附加物等合金粉末,拉制成堆焊藥芯焊絲。較深入的研究Ti、V、P等合金元素在不加保護的空氣電弧堆焊條件下對藥芯焊絲堆焊工藝及堆焊層組織與性能的影響。結(jié)果表明：三種元素均能使藥芯焊絲堆焊層硬度有所提高,顯微硬度最高達到621.4HV; Ti鐵和V鐵粉末熔覆層中生成了大量的TiC和VC硬質(zhì)顆粒,為基體組織提供了非均質(zhì)形核質(zhì)點,細化了晶粒,起到了細晶強化的作用,部分V固溶到了基體組織中,提高了基體的韌性；P鐵粉末熔覆層中,唯一的可能性是P與Fe結(jié)合生成化合物,在鑄鐵當中兩者容易結(jié)合形成磷共晶,后續(xù)的實驗結(jié)果顯示兩者并未結(jié)合生成化合物,P是以固溶的形式存在于堆焊層當中,提高了堆焊層硬度。在此基礎上試制并生產(chǎn)了一種新型自保護藥芯焊絲,該焊絲在空氣電弧堆焊工藝條件下能獲得成型美觀且含極少量渣的堆焊層,其表面平均宏觀硬度高達61.1HRC,多層堆焊時無需清渣,堆焊效率大幅度提高。試制的無渣自保護堆焊藥芯焊絲已在某企業(yè)進行大面積耐磨復合板生產(chǎn)中獲得應用,效果良好。
【關鍵詞】：無渣 自保護 耐磨堆焊 藥芯焊絲
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG422.3
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-27
• 1.1 選題背景和意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外藥芯焊絲發(fā)展研究情況16-20
• 1.2.1 國內(nèi)藥芯焊絲的發(fā)展研究情況16-19
• 1.2.2 國外藥芯焊絲的發(fā)展研究情況19-20
• 1.3 Fe基耐磨堆焊藥芯焊絲生產(chǎn)工藝研究及主要優(yōu)點20-21
• 1.3.1 生產(chǎn)工藝研究21
• 1.3.2 主要優(yōu)點21
• 1.4 耐磨性、堆焊層保護以及強化機理21-23
• 1.4.1 耐磨性的實現(xiàn)途徑21-22
• 1.4.2 堆焊層保護的實現(xiàn)途徑22
• 1.4.3 強化機理22-23
• 1.5 耐磨堆焊藥芯焊絲成分研究23-25
• 1.5.1 合金元素對耐磨性的影響23-25
• 1.5.2 外加硬質(zhì)顆粒對耐磨性的影響25
• 1.6 本課題的主要研究內(nèi)容25-26
• 1.7 本章小結(jié)26-27
• 第二章 試驗材料、設備及試驗方法27-33
• 2.1 實驗材料27-28
• 2.1.1 藥芯焊絲制備材料27-28
• 2.1.2 主要試驗材料28
• 2.2 試驗設備28
• 2.2.1 藥芯焊絲生產(chǎn)設備28
• 2.2.2 主要試驗設備28
• 2.3 試驗方法28-32
• 2.3.1 藥芯焊絲堆焊試樣制備28-30
• 2.3.2 電弧熔覆試樣的制備30
• 2.3.3 金相試樣的制備30-31
• 2.3.4 金相顯微組織觀察31
• 2.3.5 X射線衍射分析31
• 2.3.6 掃描電鏡分析31-32
• 2.3.7 堆焊層化學成分的測定32
• 2.3.8 堆焊層硬度測定32
• 2.3.9 摩擦磨損實驗32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 合金粉末電弧熔覆層組織性能研究33-52
• 3.1 藥芯焊絲成分設計33-36
• 3.1.1 主要合金元素的作用33-35
• 3.1.2 粉芯配比計算35-36
• 3.2 設計焊絲堆焊工藝性能分析36
• 3.3 堆焊層組織性能分析36-41
• 3.3.1 堆焊層金相組織分析36-38
• 3.3.2 堆焊層EDS分析38-40
• 3.3.3 堆焊層硬度測定與分析40-41
• 3.4 合金粉末電弧熔覆層組織性能分析41-50
• 3.4.1 合金粉末熔覆層組織分析41-49
• 3.4.2 合金粉末熔覆層顯微硬度測定49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第四章 無渣自保護堆焊藥芯焊絲的試制52-65
• 4.1 引言52
• 4.2 自保護藥芯焊絲的成分設計52-56
• 4.2.1 自保護機制52-53
• 4.2.2 初步設計藥芯焊絲存在的問題53-55
• 4.2.3 粉芯配比計算55-56
• 4.3 堆焊工藝性能分析56-57
• 4.4 堆焊層化學成分57
• 4.5 堆焊層組織和性能分析57-63
• 4.5.1 堆焊層顯微組織分析57-61
• 4.5.2 堆焊層硬度測定61
• 4.5.3 堆焊層耐磨性能61-63
• 4.6 本章小結(jié)63-65
• 第五章 結(jié)論與展望65-67
• 5.1 課題結(jié)論65-66
• 5.2 課題展望66-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士學位期間的學術成果70

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