AH36薄板焊接質(zhì)量控制技術(shù)研究.pdf

1、本研究采用單一埋弧自動焊、單一CO2氣體保護(hù)焊、CO2氣體保護(hù)焊+埋弧焊焊接方法,對AH36薄板(板厚6mm)進(jìn)行了焊接試驗。重點研究了在不同的焊接方法、焊接工藝參數(shù)、接頭冷卻條件下,焊接接頭的組織演變特征,焊接接頭的力學(xué)行為,以及對焊接殘余變形和殘余應(yīng)力的影響規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明,無論是單一CO2氣體保護(hù)焊或是 CO2氣體保護(hù)焊+埋弧焊,焊接接頭抗拉強度、彎曲性能和沖擊韌性都滿足CCS規(guī)范要求,接頭力學(xué)性能之所以產(chǎn)生一定差異

2、,主要是焊縫金屬、熱影響區(qū)的鐵素體和珠光體的體積百分?jǐn)?shù)以及魏氏組織、淬硬組織的生成量不同造成的。適當(dāng)?shù)暮缚p背面霧化水冷,可以細(xì)化或改善焊接接頭組織,控制焊縫柱狀晶形態(tài),減少鐵素體生成量,適量增加珠光體含量,從而確保焊縫金屬具有良好的綜合力學(xué)性能。通過增加焊縫層數(shù)和道數(shù),降低每層焊接熱輸入,可以控制組織及晶粒尺寸,但對于立焊位置焊接AH36鋼的效果不明顯。采用鋼板襯墊單一埋弧自動焊,由于鋼板襯墊加速了焊接區(qū)域的冷卻速度,限制了熱影響區(qū)晶粒

3、長大,可以有效改善熱影響區(qū)的沖擊韌性,但對焊縫中心區(qū)域組織及性能影響較小。
　　利用ANSYS有限元分析軟件對AH36薄板(板厚6mm)的溫度場、應(yīng)力應(yīng)變場進(jìn)行模擬計算,有限元模擬結(jié)果表明霧化水冷不僅能降低試件溫度,也能使焊接溫度場產(chǎn)生畸變,對二層二道焊,冷源對第二層焊道激冷作用無第一層焊道明顯;通過改變焊接溫度場,霧化水冷能夠有效降低焊縫縱向壓縮塑性變形,但焊接熱輸入過大其控制效果明顯降低,焊接殘余變形控制能力與熱源與冷源之間的

4、距離有較大關(guān)系。為驗證有限元模擬結(jié)果,采用相同工藝參數(shù)進(jìn)行焊接試驗,試驗結(jié)果表明熱彈塑性有限元法對焊接變形的模擬結(jié)果與實際吻合,焊縫層數(shù)改變,對不同的焊接工藝其殘余變形變化規(guī)律不同,使用不同的焊接方法,縱向撓曲變形和角變形量都將發(fā)生顯著變化。
　　盲孔法應(yīng)力實測結(jié)果表明,無論采用陶瓷襯墊單一CO2氣體保護(hù)焊,還是采用陶瓷襯墊 CO2氣體保護(hù)焊+埋弧焊的混合焊,無論焊接接頭在自然條件下冷卻還是焊縫背面施加霧化水冷,焊接殘余應(yīng)力的分布