焊剂片约束电弧焊接方法研究

发布时间：2017-08-17 01:02

  本文关键词：焊剂片约束电弧焊接方法研究

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【摘要】：采用焊剂带约束电弧焊接方法完成了对5mm厚的430铁素体不锈钢等薄板的焊接过程并得到了成形良好的焊缝,证明了该焊接方法的可行性。但是,之所以这种方法没有推广到工业化生产的关键的因素之一就是焊接带。课题组设计了小型、独立的焊剂片及在坡口中的放置方法,采用焊剂片约束电弧焊接方法进行焊接试验。因为以往焊剂带的制备方法限制于手工制作,虽然设计了焊剂带的制作设备,但还不能满足自动化、大批量的生产要求。本文还需要对焊剂片的自动化制备设备及其工艺进行进一步改进。在以往焊剂带制作的基础上,本文先设计了焊剂片在坡口中的放置方法,对于焊剂片的自动化制备过程,本文采用压涂和压片两种方法进行自动化制备焊剂片的试验,并对制备焊剂片的影响因素进行了研究。结果表明:压片方法制备焊接片的制备工艺可靠且容易控制;在影响焊剂片制备的因素中,焊剂干湿度、颗粒度,水玻璃浓度和模数,焊剂粉料与水玻璃的配比比例及烘干方式等因素对焊剂片的成形及质量的影响都很大。采用焊剂片约束电弧焊接方法对两种不同搭接形式的T形接头进行焊接试验,重点研究焊接工艺。结果表明:通过采用此种焊接方法实现了单道焊三面成形的T形焊接接头;并通过对工艺参数的匹配关系的调整,得到了焊接工艺参数的匹配范围。其中,焊接电压是影响芯板与面板连接处熔合的主要因素;该方法焊接热输入小,其范围约在0.37~0.55KJ/mm。对两种不同搭接形式下的T形接头通过焊剂片约束电弧焊所焊接得到的T形焊接接头进行微观组织分析,硬度和力学性能的测试。采用H08Mn2Si焊丝,第一种和第二种搭接形式所得到的T形焊接接头的焊缝区域的显微组织相同,主要是针状铁素体;对热影响区,主要区别体现在芯板方向的热影响区上,由于两种接头芯板材质的不同,其显微组织的差异较大,前者的显微组织是粒状贝氏体,后者的显微组织是贝氏体、铁素体,而面板方向的热影响区的组织相同,主要是粒状贝氏体;对熔合区,其组织分别为粗大的马氏体和板条状马氏体;对于硬度测试结果,在面板方向上的硬度分布相近,焊缝与母材为高强匹配;而在芯板方向上,前者的硬度分布趋势与面板相近,但后者的硬度分布,热影响区的硬度高于焊缝和母材的硬度,两者相比,后者热影响区的硬度比前者提高了153.2HV;对于拉伸试验,前者的断裂位置位于芯板处的母材上,距离热影响区较近,后者的断裂位置位于面板与芯板连接处的焊缝上,后者所能承受的最大载荷和最大载荷处对应的强度比前者要高。
【关键词】：焊剂片自动化制备 焊接片约束电弧焊 单道焊三面成形 工艺参数
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG444
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 焊剂在电弧焊中的作用10
• 1.2 焊剂片（焊剂带）的制备10-15
• 1.2.1 贴敷式焊剂片10-11
• 1.2.2 连续送进焊剂带11-12
• 1.2.3 金属支架式预置焊剂片12
• 1.2.4 金属丝网预置焊剂带12-14
• 1.2.5 焊剂带制作设备的研制14-15
• 1.3 采用焊剂带约束电弧焊接方法的特征15-17
• 1.3.1 采用焊剂带约束电弧焊接方法的电弧特性15-16
• 1.3.2 利用焊剂带约束电弧焊接方法的熔池形成16-17
• 1.4 本文主要研究内容17-18
• 第2章 焊剂片放置工艺方法18-22
• 2.1 引言18
• 2.2 试验方法18
• 2.3 焊剂片放置方法的设计18-20
• 2.3.1 第一种焊剂片放置方法18-19
• 2.3.2 第二种焊剂片放置方法19-20
• 2.4 本章小结20-22
• 第3章 焊剂片制作设备及其工艺22-35
• 3.1 引言22
• 3.2 焊剂的配制过程22-23
• 3.3 焊剂片的自动化制备23-27
• 3.3.1 用压涂发法制备焊剂片23-25
• 3.3.2 用压片方法制备焊剂片25-27
• 3.4 焊剂片制备过程中质量的影响因素27-34
• 3.4.1 焊剂干湿度评价试验27-29
• 3.4.2 焊剂的颗粒度对焊剂片质量的影响29-30
• 3.4.3 焊剂片的三点弯曲强度测试30-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 焊剂片约束电弧焊用于T形接头的工艺试验35-44
• 4.1 引言35
• 4.2 试验材料和方法35-37
• 4.2.1 试验材料35-36
• 4.2.2 试验装置及方法36-37
• 4.3 对不同搭接形式的T形接头的焊剂片约束电弧焊接工艺37-43
• 4.3.1 对第一种搭接形式的T形接头的焊接工艺37-40
• 4.3.2 对第二种搭接形式的T形接头的焊接工艺40-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 T形焊接接头显微组织分析及力学性能测试44-51
• 5.1 引言44
• 5.2 试验方法44
• 5.3 第一种搭接形式的T形焊接接头显微组织分析及力学性能测试44-47
• 5.3.1 显微组织分析44-45
• 5.3.2 硬度测试45-46
• 5.3.3 拉伸试验46-47
• 5.4 第二种搭接形式的T形焊接接头显微组织分析及力学性能测试47-49
• 5.4.1 显微组织分析47-48
• 5.4.2 硬度测试48
• 5.4.3 拉伸试验48-49
• 5.5 对比结果分析49
• 5.6 本章小结49-51
• 结论51-53
• 参考文献53-56
• 致谢56-57
• 附录A 攻读学位期间发表的论文57

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本文编号：686348