稳弧剂诱导电弧螺柱焊工艺与质量控制研究

发布时间：2022-08-10 17:16

　　对于中等直径空心Q235螺柱和45钢板的螺柱焊接,由于焊接特点及母材性能差异,导致焊接时存在偏弧,电弧不稳定,焊后接头成形质量差,接头强度低。本课题针对螺柱焊接缺陷,提出稳弧剂诱导电弧螺柱焊工艺与质量控制研究,结果表明此种工艺不仅有效地解决了螺柱焊接缺陷,还提高了接头力学性能,使接头兼具美观性与实用性。通过温度场模拟与实测数据结合分析,表明稳弧剂的使用不仅为熔池提供附加热输入,还能对接头起到一定保温作用,降低熔池冷却速度,避免焊缝组织过快冷却产生大量脆硬组织。进行稳弧剂诱导电弧螺柱焊接工艺研究,通过正交试验得到了最佳工艺参数组合:焊接电流600A、焊接时间400ms、稳弧剂添加量0.26g,有效性评定接头剪切强度平均值为307.75MPa,螺柱外部成形高度平均值为27.73mm。最佳参数下的接头断裂形式为韧性断裂。观察焊缝未发现气孔、裂纹、未焊合等焊接缺陷,与直接螺柱焊相比,焊缝中马氏体形态与数量发生改变,针状马氏体数量减少,生成了少量板条状马氏体,提高了焊缝韧性。接头冲击功最高可达到87J。结果表明,稳弧剂的使用可以起到促进电弧发射能力的作用,扩大了电弧作用面积,消除偏弧,并使电弧稳... 

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 螺柱焊介绍
        1.2.1 螺柱焊原理
        1.2.2 螺柱焊的应用
        1.2.3 螺柱焊的发展现状
        1.2.4 接头质量影响因素
    1.3 螺柱焊接技术的分类
    1.4 螺柱焊工艺评价方法
    1.5 课题研究内容
2 试验材料及方案
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
        2.2.1 螺柱焊接设备
        2.2.2 制备稳弧剂设备
    2.3 试验整体方案
    2.4 试验步骤
        2.4.1 稳弧剂制备步骤
        2.4.2 工艺试验步骤
    2.5 显微组织观察和力学性能测试
        2.5.1 接头微观检测
        2.5.2 力学性能检测
3 稳弧剂螺柱焊接头温度场模拟与测量分析
    3.1 研究方案
    3.2 模拟假设与过程
        3.2.1 模拟假设条件
        3.2.2 模拟过程
    3.3 实际测量及数据处理
    3.4 数据结果与分析
    3.5 本章结论
4 稳弧剂诱导电弧发射对螺柱-钢接头成形规律研究
    4.1 最佳焊接工艺参数的确定
        4.1.1 正交工艺试验
        4.1.2 接头强度评估
        4.1.3 接头外观相关指标评估
    4.2 稳弧剂诱导电弧对接头成形质量的研究分析
        4.2.1 直接螺柱焊工艺成形质量研究
        4.2.2 稳弧剂螺柱焊工艺成形质量研究
        4.2.3 稳弧剂对电弧的作用机理
    4.3 稳弧剂添加量对接头成形及力学性能的影响规律
        4.3.1 对接头外观成形的影响规律
        4.3.2 对接头抗剪强度的影响规律
    4.4 稳弧剂螺柱焊接头微观分析
        4.4.1 微观断口分析
        4.4.2 微观组织分析
        4.4.3 硬度对比分析
        4.4.4 冲击韧性对比分析
    4.5 本章小结
5 稳弧剂对熔池过程保护及质量控制研究
    5.1 稳弧剂对熔池的保护作用
        5.1.1 工艺研究
        5.1.2 熔池保护机理分析
    5.2 稳弧剂对接头质量控制工艺研究
        5.2.1 正交工艺试验
        5.2.2 接头强度评估
        5.2.3 接头外观成形指标评估
    5.3 稳弧剂添加量对接头成形及力学性能的对比分析
        5.3.1 对接头成形的影响规律
        5.3.2 对接头强度的影响规律
    5.4 最佳参数下的接头微观分析
        5.4.1 典型断口分析
        5.4.2 接头微观组织分析
        5.4.3 硬度对比分析
        5.4.4 冲击韧性对比分析
    5.5 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]大直径钢螺柱新型焊接方法工艺研究[D]. 冯远洋.南京理工大学 2017
[2]复合热源摩擦螺柱焊系统研究[D]. 杨立.南京理工大学 2013
[3]空心螺柱旋转电弧焊接方法与工艺研究[D]. 郑石雄.南京理工大学 2008
[4]磁控焊接电弧特性和熔滴过渡机理研究[D]. 贺优优.沈阳工业大学 2008
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本文编号：3674035