本文關鍵詞：多絲埋弧堆焊機頭的優(yōu)化設計及在Q235上的焊接工藝研究

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【摘要】：隨著軋輥、管道、壓力容器的優(yōu)化和修復日益重要,對堆焊在工業(yè)領域上的應用提出了越來越高的標準和要求。傳統(tǒng)的帶極堆焊在材料的選擇、設備的維修、制造的成本等方面仍然存在這不可避免的問題,因此,本文提出了多焊絲并行的多絲埋弧堆焊這種新的焊接工藝方法,并使用Q235低碳鋼、309L奧氏體不銹鋼焊絲做為焊接材料從機頭設計、工藝參數(shù)、組織性能三個方面對這種新的焊接工藝進行分析和研究。設備及機頭的優(yōu)化設計是保證多絲埋弧堆焊焊接過程穩(wěn)定的關鍵因素。實驗選擇了LincolnPower Wave AC/DC 1000 SD電源、XM控制器、X-Feeder四輪送絲系統(tǒng)組成了多絲埋弧堆焊設備,并通過分析電源模塊參數(shù)、導電嘴結構、墊片結構、機頭框架結構等幾個方面的影響因素來設計整體的機頭結構。實驗中選用CV-DC+5/64steel電源模塊,使用特氟龍送絲管并將其緊密的固定在送絲架上,導電嘴和焊絲的接觸位置采用倒角結構,送絲機與導電嘴的角度控制在85°,導電嘴間隙為12mm,焊接過程可以穩(wěn)定、高效的進行,焊后堆焊層稀釋率最小。多絲埋弧堆焊中的焊接參數(shù)主要有起弧段電壓、焊接電壓、焊接速度、送絲速度等幾個方面。采用較大的起弧電壓,較小的焊接電壓及與之相匹配的送絲速度、焊接速度可以獲得良好的焊縫成形。當焊接速度270mm/min、試板厚度20mm、預熱溫度100℃時,可以減少堆焊層出現(xiàn)的裂紋。多絲埋弧堆焊的焊接熱影響區(qū)由過熱區(qū)、完全重結晶區(qū)、不完全重結晶區(qū)組成;堆焊層區(qū)由平面晶區(qū)、柱狀晶區(qū)、混合晶區(qū)組成。當熱輸入量過大時,過熱區(qū)出現(xiàn)明顯魏氏體組織;隨著熱輸入量的的增加,熔合線附近滲碳層和脫碳層面積增加,完全重結晶區(qū)、不完全重結晶區(qū)范圍也增加;多層堆焊時,熱影響區(qū)不會形成過熱區(qū)生成粗大的鐵素體組織,取而代之的是細小的鐵素體和珠光體構成的等軸晶區(qū),形成了面積較大的完全重結晶區(qū)。彎曲試驗中,線能量較小時,堆焊層處易產(chǎn)生裂紋,彎曲120°時,堆焊層裂紋明顯;線能量較大時,熔合線處易產(chǎn)生裂紋,彎曲180°時,熔合線處出現(xiàn)裂紋。不同熱輸入對焊后工件的拉伸性能影響不大,屈服強度分別為313MPa、315MPa、320MPa,抗拉強度主要因母材的質(zhì)量而改變。堆焊層隨著熱輸入量的增加,平均硬度逐漸降低;堆焊層中部橫向位置硬度呈現(xiàn)波浪狀分布,導電嘴下方區(qū)域硬度值較高。多層堆焊時,堆焊層和熱影響區(qū)顯微硬度都沒有明顯的線性關系,硬度在130HV0.5到210HV0.5之間波動。多層堆焊時,隨著堆焊層數(shù)的增加,堆焊層稀釋率降低,熱輸入對合金元素的燒損保持不變。
【關鍵詞】：Q235 多絲埋弧堆焊 機頭設計 焊接工藝 微觀組織 力學性能
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG455
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-22
• 1.1 引言9-10
• 1.2 輥體堆焊的工藝研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 傳統(tǒng)埋弧堆焊11-13
• 1.2.2 帶極堆焊13-17
• 1.2.3 氣體保護焊堆焊17-18
• 1.3 多絲埋弧焊的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 本課題的研究背景、目的和內(nèi)容20-22
• 1.4.1 研究背景20-21
• 1.4.2 研究目的21
• 1.4.3 研究內(nèi)容21-22
• 2 試驗條件、設備及方法22-26
• 2.1 實驗設備22
• 2.2 實驗材料22-23
• 2.2.1 母材22-23
• 2.2.2 填充材料23
• 2.3 實驗方法及過程23-26
• 2.3.1 焊機機頭的優(yōu)化設計23
• 2.3.2 堆焊過程的設計23-24
• 2.3.3 硬度實驗24
• 2.3.4 側彎實驗24
• 2.3.5 拉伸實驗24-25
• 2.3.6 斷口形貌分析25
• 2.3.7 堆焊層微觀組織及成份分析25-26
• 3 多絲埋弧堆焊焊接設備及機頭的優(yōu)化設計26-36
• 3.1 多絲埋弧堆焊焊接設備選擇26-28
• 3.1.1 焊接電源26
• 3.1.2 電源模塊對焊接工藝的影響26-27
• 3.1.3 XM系統(tǒng)控制器27-28
• 3.1.4 X-Feeder四輪送絲系統(tǒng)28
• 3.2 機頭的結構設計28-35
• 3.2.1 送絲管的固定29-30
• 3.2.2 送絲機位置30-31
• 3.2.3 導電嘴結構設計31-35
• 3.3 送絲管的選擇35
• 3.4 本章小結35-36
• 4 焊接工藝參數(shù)對焊縫成形的影響36-44
• 4.1 起弧段工藝研究36-37
• 4.2 焊劑對焊縫成形的影響37-38
• 4.3 焊接電壓對焊縫成形的影響38-39
• 4.4 焊接速度對焊縫成形的影響39-40
• 4.5 送絲速度對焊縫成形的影響40-41
• 4.6 堆焊層裂紋的影響因素41-42
• 4.7 本章小結42-44
• 5 熱輸入對多絲埋弧堆焊微觀組織及性能的影響44-62
• 5.1 多絲埋弧堆焊焊縫區(qū)組織結構特點44-49
• 5.1.1 熱影響區(qū)45-47
• 5.1.2 堆焊層47-49
• 5.2 不同熱輸入對組織結構的影響49-51
• 5.3 多層堆焊中熱影響區(qū)的組織分析51
• 5.4 堆焊層力學性能分析51-61
• 5.4.1 熱輸入對側彎性能的影響51-55
• 5.4.2 熱輸入對拉伸性能的影響55-57
• 5.4.3 熱輸入對硬度的影響57-59
• 5.4.4 多層堆焊堆焊層能譜分析59-61
• 5.5 本章小結61-62
• 6 結論62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-68
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文及取得的研究成果68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 單際國,董祖玨,徐濱士;我國堆焊技術的發(fā)展及其在基礎工業(yè)中的應用現(xiàn)狀[J];中國表面工程;2002年04期

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3 栗卓新,李國棟,魏琪,蔣建敏;不銹鋼焊接冶金的研究進展[J];中國機械工程;2005年02期

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本文編號：847871