高強度水下濕法焊接用藥皮焊條的研制及其合金化研究.pdf

1、本文針對水下濕法焊接的特點和問題,研制了中性-金紅石型藥皮焊條,熔渣堿度為1.124,焊接接頭擴散氫含量為56ml/100g。采用自制藥皮焊條進行水下焊接試驗,焊縫熔渣覆蓋率高,脫渣性良好,焊縫成形美觀。在原渣系基礎(chǔ)上,通過焊條藥皮向焊縫過渡合金化元素,著重分析了熔覆金屬中Ni、Mo、Ti含量的變化對接頭微觀組織的影響,并對接頭的力學(xué)性能進行測試和分析,研究了合金元素在水下濕法焊接中的過渡行為。
　　對于Mn-Si-Ni-Mo-T

2、i合金系焊條藥皮,計算得出Ni、Mo的過渡系數(shù)均達到90％以上,而Mn、Si、Ti三種元素由于焊接過程中的燒損過渡系數(shù)較低,其中Ti元素的過渡系數(shù)僅為4.03%。Ni元素的添加抑制了焊縫柱狀晶區(qū)粗大棒狀PF(ProeutectoidFerrite)的形成,當(dāng)Ni含量從0增加至3.16wt.%時,PF的數(shù)量呈減小趨勢,Ni含量在2.04~2.45wt.%之間時,焊縫中出現(xiàn)30%以上的AF(AcicularFerrite)。隨著Ni含量的增

3、加,全焊縫抗拉強度提高,最高抗拉強度達到640MPa。而沖擊韌性則呈先增加后減小的趨勢,最高沖擊韌性在Ni含量為2.2~2.5wt.%之間時獲得。其中熔覆金屬Ni含量為2.45wt.%的焊條0℃沖擊韌性為63.59J/cm2,且焊縫的斷后延伸率達到14%,表現(xiàn)出良好的塑性和韌性,力學(xué)性能指標達到了AWSD3.6-2010的ClassA級焊縫標準。
　　Mo元素的添加進一步抑制了焊縫柱狀晶區(qū)粗大棒狀PF的形成,但Mo含量過高,達到0

4、.609wt.%時,焊縫中形成板條狀無碳貝氏體、馬氏體等脆硬組織。而隨著焊條藥皮中Ti和B含量的增加,焊縫中AF的形核數(shù)量逐漸增多。當(dāng)焊縫中Ti含量達到0.016~0.018wt.%時,AF含量達到80~95%,焊縫組織為均勻的細晶鐵素體,是水下濕法焊接期望獲得的焊縫組織。而當(dāng)藥皮中Ti和B含量繼續(xù)增加時,焊縫中出現(xiàn)大量貝氏體組織和M-A組元,微觀組織開始惡化。
　　隨著熔覆金屬中Ni、Mo及其他合金元素含量的增加,焊縫平均硬度提