低碳鋼堆焊表面改性工藝及其熱過程分析.pdf

1、在航空航天、兵器制造業(yè)以及石油化工等領(lǐng)域，為得到鋼材更好的使用性能一般在鋼基體表面熔覆其他合金層來實現(xiàn)對碳鋼的表面改性。本文采用TIG堆焊方法對Q235A鋼表面改性進行了研究，研究中采用了三種焊絲:分別是Φ0.8mm的SG-CuSi3銅焊絲、Φ0.8mm的ER49-1低碳鋼焊絲和Φ1.0mm的MGL-309L不銹鋼焊絲。研究了三種焊絲堆焊焊縫成型參數(shù)與焊接工藝參數(shù)的關(guān)系，建立了以焊接電流、送絲速度、焊接速度為因子的熔池形狀回歸方程，確定

2、了三種焊絲熔覆低碳鋼較佳工藝規(guī)范。
　　 采用ANSYS軟件分析堆焊成型過程，根據(jù)焊后堆焊層實際幾何尺寸建立模型，采用單元生死技術(shù)和高斯熱源模型，通過編程模擬不同焊接工藝參數(shù)下的焊接溫度場。模擬結(jié)果如下:隨焊接熱輸入量增加，堆焊層金屬及母材基體所達(dá)到的最高溫度升高，堆焊層金屬冷卻速率變慢，溫度梯度變小，母材熔化量增多，對熔寬和熔深影響較大。計算結(jié)果采用焊接熱循環(huán)曲線對比的方法來驗證，模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。
　　 通

3、過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和能譜分析儀對試樣結(jié)合界面、堆焊層進行了分析。結(jié)果表明:(i)對于銅鋼結(jié)合界面，隨著焊接熱輸入增加，F(xiàn)e溶質(zhì)在堆焊過程中電弧力的攪拌作用下進入銅熔池，形成球狀、樹枝狀、花瓣狀和片狀泛鐵相;(ii) Q235鋼與不銹鋼異種鋼焊接時會產(chǎn)生碳遷移現(xiàn)象，形成增碳層與脫碳層。不銹鋼中含量比較多的Cr具有親C性質(zhì)，致使C通過焊接熔合線向不銹鋼一側(cè)擴散遷移，Q235A鋼一側(cè)形成脫碳層，而不銹鋼一側(cè)形成增碳層，碳化物在熔合線附近聚