挖掘机铲斗GMAW不预热焊接头裂纹敏感性研究
发布时间：2021-02-11 02:58
挖掘机在矿山开采、建筑工地等方面发挥着重要的作用,作业任务复杂繁重。铲斗是挖掘机与挖掘介质直接接触的零部件,挖掘机工作时铲斗承受一定的冲击载荷,存在严重的磨损。小松-山推工程机械有限公司生产的挖掘机采用SHT1080高强钢作为加强耐磨板以改善铲斗耐磨性能,该铲斗底板由Q460高强钢制成。焊前预热与焊后热处理减少铲斗焊接冷裂纹不仅技术复杂还生产成本高。本课题针对SHT1080与Q460高强钢在低强匹配、低温（5～10℃）不预热条件下通过气体保护焊（GMAW）进行焊接,研究焊接参数对其冷裂纹敏感性和组织性能的影响。阐明焊接热输入、显微组织和接头区冷裂纹形成、扩展之间的关联,分析搭接接头断裂机制,避免铲斗底板和耐磨板出现焊接冷裂纹,为高强耐磨钢铲斗焊接及应用提供试验数据与理论支撑。通过铲斗现场焊接裂纹试验分析SHT1080/Q460异种钢不预热焊接接头在不同GMAW焊接参数下的冷裂纹敏感性。试验结果表明,随着热输入的增加,接头裂纹率先减小后增加,确定适合铲斗现场生产的较优焊接热输入范围是13～16kJ/cm,最大不应超过20kJ/cm。而随着搭接间隙增加,接头残余应力和应力集中系数升高,接头...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２挖掘机铲斗结构示意图??高强耐磨钢在不同焊接条件下其冷裂纹敏感性差异很大，因此认识挖掘机铲??斗的焊接冷裂纹形成机制，研宄铲斗开裂失效原因，建立铲斗抗裂性与焊接工艺??
厦门工程机械股份有限公司采用ＨＱ１３０高强耐磨钢与ＱＪ６３高强钢不预热焊??接提升装载机铲斗性能，使其具备较高的硬度与韧性，以及抵抗磨损、冲击变形??的能力。然而钢的强度等级越高，问题就越突出。如图１．３所示焊接裂纹常萌生??于淬硬性大的ＨＱ１３０钢侧，导致铲斗出现裂纹影响正常作业［６］。宝钢公司生产??的８９０?ＭＰａ高强钢焊接接头在服役过程中却遭受应力水平较高的低循环疲劳［７］。??二诗、??ｉ像ｍ?ｐ?ｊ?’?￣?＾４?Ｉ?Ｍｔ??論口?■?严?觸?ｉ?＾?＾?ｒ?：邊＇＃?靈？＾掘’、離」??．??■园线?、ｋ?ｆ??（ａ）对接裂纹试验试样?（ｂ）对接裂纹试验金相试样??图１．３?Ｂ－ＨＡＲＤ３６０耐磨钢斜ｙ形坡口对接裂纹试验［６］??小松－山推公司进一步采用ＳＨＴ１０８０高强耐磨钢和Ｑ４６０高强钢通过不预热??４??
进一步改进前期得到的工艺参数在实际铲斗焊接生产中的应用，使得到的实际铲??斗焊接接头区不产生冷裂纹，满足挖掘机铲斗低温生产的焊接要求。??本研宄的技术路线如图１．４所示。??焊接性试验??不预热丨Ｌ低强匹配原则下采热输入??Ｖ??低温铲斗实物焊接??制备试样进行组织性能分析??”?１?ｒ?，ｒ?，ｒ?”?▼??ｒ?Ａ?ｒ?．?＞ｖ?ａ?ｆ?、??裂纹?金相?ＸＲＤ?ＳＥＭ?元素?显微??率测?观察?测ｊｉ：?观察?成分?硬度??量?分析?测定??、?，?Ｊ?、．下?ｙ?Ｖ?Ｊ?ｖ?Ｊ?ｖ?Ｊ?Ｖ?—＾??ｙ”?”?，ｒ?”??ｆ?广????（?／?＼???＼??：???焊接?ｆ焊接１?焊接?冷裂?接头?焊缝??熔合?参数?熔合?纹萌?各区?溶合??区冷?对冷?区晶?生扩?域组?区及??裂纹?裂纹?格畸?展机?织分?热影??倾向?敏感?变量?制?布及??分析?性的?测定?元素?显倚！??影响?构成?硬度??？．??―）?＼?／???）?ｖ．?／?＾?’???］?［???焊接参数、组织和冷裂纹的关系，得到较优焊接参数??Ｖ?ｊ??图１．４本项研宂的技术路线图??经过对ＳＨＴ１０８０／Ｑ４６０高强异种钢实施现场焊接性试验，分析工艺参数对接??头冷裂纹敏感性的影响，并结合接头组织形貌和分布研究焊接参数对接头组织形??成的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]夹杂物对高强钢焊缝金属组织和冷裂纹影响分析[J]. 武丹,刘政军,苏允海,裘荣鹏. 热加工工艺. 2018(23)
[2]不同钢中马氏体与贝氏体组织形貌[J]. 赵勇桃,鲁海涛,王玉峰,任慧平,刘宗昌. 钢铁研究学报. 2018(11)
[3]第二相粒子对高强船板钢焊接HAZ影响的研究进展[J]. 李孟星,孟祥海,马涛,张宏博,李欣,王哲,李运刚. 热加工工艺. 2018(19)
[4]API X52管线钢与Corus RQT 701超高强钢的焊接工艺[J]. 田玉吉,程尚华. 机械制造文摘(焊接分册). 2018(02)
[5]960 MPa高强钢金属粉芯型药芯焊丝焊缝金属韧化机理[J]. 刘政军,裘荣鹏,武丹,苏允海. 焊接学报. 2018(01)
[6]焊接热输入对Q890高强钢热影响区裂纹扩展的影响[J]. 崔冰,彭云,彭梦都,江卓俊. 焊接学报. 2017(08)
[7]宝钢890MPa高强钢焊接接头微观组织及疲劳性能研究[J]. 许轲,崔海超. 焊接技术. 2017(04)
[8]高强钢焊接冷裂纹倾向试验装置开发及试验研究[J]. 荆洪阳,郭慧娟,徐连勇,韩永典,鲁欣豫,许可望. 机械工程学报. 2017(22)
[9]挖掘机斗齿用新型低合金耐磨钢热处理工艺参数的研究[J]. 王荣,高浩,魏德强. 热加工工艺. 2017(06)
[10]低合金高强钢不预热焊接技术的研究与进展[J]. 张有为,周细应,贾涵浩,聂志云,周涛. 热加工工艺. 2016(11)
硕士论文
[1]双丝脉冲MIG焊工艺研究[D]. 刘辉.天津大学 2007
本文编号：3028409
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２挖掘机铲斗结构示意图??高强耐磨钢在不同焊接条件下其冷裂纹敏感性差异很大，因此认识挖掘机铲??斗的焊接冷裂纹形成机制，研宄铲斗开裂失效原因，建立铲斗抗裂性与焊接工艺??
厦门工程机械股份有限公司采用ＨＱ１３０高强耐磨钢与ＱＪ６３高强钢不预热焊??接提升装载机铲斗性能，使其具备较高的硬度与韧性，以及抵抗磨损、冲击变形??的能力。然而钢的强度等级越高，问题就越突出。如图１．３所示焊接裂纹常萌生??于淬硬性大的ＨＱ１３０钢侧，导致铲斗出现裂纹影响正常作业［６］。宝钢公司生产??的８９０?ＭＰａ高强钢焊接接头在服役过程中却遭受应力水平较高的低循环疲劳［７］。??二诗、??ｉ像ｍ?ｐ?ｊ?’?￣?＾４?Ｉ?Ｍｔ??論口?■?严?觸?ｉ?＾?＾?ｒ?：邊＇＃?靈？＾掘’、離」??．??■园线?、ｋ?ｆ??（ａ）对接裂纹试验试样?（ｂ）对接裂纹试验金相试样??图１．３?Ｂ－ＨＡＲＤ３６０耐磨钢斜ｙ形坡口对接裂纹试验［６］??小松－山推公司进一步采用ＳＨＴ１０８０高强耐磨钢和Ｑ４６０高强钢通过不预热??４??
进一步改进前期得到的工艺参数在实际铲斗焊接生产中的应用，使得到的实际铲??斗焊接接头区不产生冷裂纹，满足挖掘机铲斗低温生产的焊接要求。??本研宄的技术路线如图１．４所示。??焊接性试验??不预热丨Ｌ低强匹配原则下采热输入??Ｖ??低温铲斗实物焊接??制备试样进行组织性能分析??”?１?ｒ?，ｒ?，ｒ?”?▼??ｒ?Ａ?ｒ?．?＞ｖ?ａ?ｆ?、??裂纹?金相?ＸＲＤ?ＳＥＭ?元素?显微??率测?观察?测ｊｉ：?观察?成分?硬度??量?分析?测定??、?，?Ｊ?、．下?ｙ?Ｖ?Ｊ?ｖ?Ｊ?ｖ?Ｊ?Ｖ?—＾??ｙ”?”?，ｒ?”??ｆ?广????（?／?＼???＼??：???焊接?ｆ焊接１?焊接?冷裂?接头?焊缝??熔合?参数?熔合?纹萌?各区?溶合??区冷?对冷?区晶?生扩?域组?区及??裂纹?裂纹?格畸?展机?织分?热影??倾向?敏感?变量?制?布及??分析?性的?测定?元素?显倚！??影响?构成?硬度??？．??―）?＼?／???）?ｖ．?／?＾?’???］?［???焊接参数、组织和冷裂纹的关系，得到较优焊接参数??Ｖ?ｊ??图１．４本项研宂的技术路线图??经过对ＳＨＴ１０８０／Ｑ４６０高强异种钢实施现场焊接性试验，分析工艺参数对接??头冷裂纹敏感性的影响，并结合接头组织形貌和分布研究焊接参数对接头组织形??成的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]夹杂物对高强钢焊缝金属组织和冷裂纹影响分析[J]. 武丹,刘政军,苏允海,裘荣鹏. 热加工工艺. 2018(23)
[2]不同钢中马氏体与贝氏体组织形貌[J]. 赵勇桃,鲁海涛,王玉峰,任慧平,刘宗昌. 钢铁研究学报. 2018(11)
[3]第二相粒子对高强船板钢焊接HAZ影响的研究进展[J]. 李孟星,孟祥海,马涛,张宏博,李欣,王哲,李运刚. 热加工工艺. 2018(19)
[4]API X52管线钢与Corus RQT 701超高强钢的焊接工艺[J]. 田玉吉,程尚华. 机械制造文摘(焊接分册). 2018(02)
[5]960 MPa高强钢金属粉芯型药芯焊丝焊缝金属韧化机理[J]. 刘政军,裘荣鹏,武丹,苏允海. 焊接学报. 2018(01)
[6]焊接热输入对Q890高强钢热影响区裂纹扩展的影响[J]. 崔冰,彭云,彭梦都,江卓俊. 焊接学报. 2017(08)
[7]宝钢890MPa高强钢焊接接头微观组织及疲劳性能研究[J]. 许轲,崔海超. 焊接技术. 2017(04)
[8]高强钢焊接冷裂纹倾向试验装置开发及试验研究[J]. 荆洪阳,郭慧娟,徐连勇,韩永典,鲁欣豫,许可望. 机械工程学报. 2017(22)
[9]挖掘机斗齿用新型低合金耐磨钢热处理工艺参数的研究[J]. 王荣,高浩,魏德强. 热加工工艺. 2017(06)
[10]低合金高强钢不预热焊接技术的研究与进展[J]. 张有为,周细应,贾涵浩,聂志云,周涛. 热加工工艺. 2016(11)
硕士论文
[1]双丝脉冲MIG焊工艺研究[D]. 刘辉.天津大学 2007
本文编号：3028409
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