大直徑螺柱復合熱源工藝試驗研究及性能分析研究.pdf

1、本文針對高強高硬中碳調(diào)質(zhì)鋼與中大直徑螺柱焊接的需求，開展了復合熱源焊接方法、旋弧控制、焊接工藝和性能測試等研究工作，優(yōu)化了焊接方法，獲得了最佳焊接工藝規(guī)范窗口，得到了工藝參數(shù)與接頭質(zhì)量的關系，接頭強度系數(shù)大于0.95。 針對厚大工件與大直徑實心螺柱的非對稱結(jié)構，為了防止焊接過程中出現(xiàn)未熔合、裂紋、成形不良等缺陷，采用感應+拉弧復合熱源方法，開展了φ27mm實心螺柱與45、80mm高強高硬中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝試驗研究，結(jié)果表明：焊

2、接過程穩(wěn)定，外觀成形美觀，抗剪強度達到350Mpa以上；接頭顯微組織觀察表明，螺柱和母材加熱與熔化均勻、焊縫沒有未熔合、夾渣和裂紋等缺陷，但少數(shù)焊縫中會產(chǎn)生個別點狀氣孔，焊縫組織為M+B，高強鋼一側(cè)熱影響區(qū)組織為片狀M+板條M，未發(fā)現(xiàn)裂紋。 針對中大直徑空心螺柱焊熔合不均勻的技術難點，將電弧旋轉(zhuǎn)技術運用于空心螺柱焊接過程中，研制了適用于φ12-φ20mm空心螺柱的旋轉(zhuǎn)線圈裝置，進行了φ16、φ19mm旋轉(zhuǎn)電弧螺柱焊工藝試驗，試驗

3、表明：在引弧的同時施加縱向磁場，迫使電弧沿空心螺柱作360°旋轉(zhuǎn)，使螺柱端面得到均勻加熱，有效的避免了未熔合等缺陷，接頭成形飽滿美觀，抗剪強度達到400Mpa以上，得到了最佳焊接工藝規(guī)范。 針對大拘束狀態(tài)下高強高硬中碳調(diào)質(zhì)鋼螺柱焊接接頭易出現(xiàn)裂紋，進行了模擬拘束狀態(tài)的箱體螺柱焊接工藝試驗，通過分析指出，高強高硬中碳調(diào)質(zhì)鋼自身的淬硬傾向、焊接接頭含氫量及其分布和接頭所承受的拘束應力狀態(tài)是高強鋼焊接時產(chǎn)生冷裂紋的三大主要因素，通過試