中厚鋼板的深熔TIG焊工藝研究及溫度場數(shù)值模擬.pdf

1、深熔TIG焊是在K-TIG的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)鎢極冷卻來獲得電弧相對收縮、能量密度更為集中的焊接電弧，從而在焊接過程中形成小孔效應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)大熔深的焊接工藝方法。深熔TIG焊可以實(shí)現(xiàn)中厚板材料的單面焊雙面成型，一般不需要焊前坡口加工和添加焊絲，焊接效率大大提高，焊接成本也大大降低。本文針對深熔TIG焊進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究：
　　針對工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的不銹鋼，對其深熔 TIG焊接工藝和接頭質(zhì)量進(jìn)行了全面的分析。針對熱導(dǎo)率較高的

2、低合金鋼材料，提出使用增加背部水冷的方法進(jìn)行深熔TIG焊工藝改進(jìn)，并對接頭進(jìn)行組織性能分析。采用ANSYS軟件對深熔 TIG水冷焊進(jìn)行溫度場模擬，并將模擬得到的水冷焊溫度場和常規(guī)空氣環(huán)境中的焊接溫度場進(jìn)行對比，對增加水冷改善碳鋼深熔 TIG焊接工藝的機(jī)理進(jìn)行分析解釋。通過以上內(nèi)容的研究主要可以得出如下結(jié)論：
　?。?）使用深熔TIG焊成功實(shí)現(xiàn)了厚度為10mm的316L不銹鋼板對接接頭的單面焊雙面成型，證明了深熔TIG焊的有效性。奧

3、氏體不銹鋼焊接常見的熱裂紋在深熔TIG焊中可以有效避免。焊接接頭的拉伸強(qiáng)度、延伸率以及焊縫的沖擊性能分別達(dá)到了母材的96.64％、88.02%、92.20%。焊縫的腐蝕電流密度和速率為母材的69.78%、69.81%，焊縫的耐腐蝕性能高于母材。焊縫質(zhì)量良好。
　?。?）通過增加背部循環(huán)水冷卻，使用深熔TIG焊方法成功實(shí)現(xiàn)了厚度為8mm的Q345低合金鋼板對接接頭的單面焊雙面成型。焊縫中沒有發(fā)現(xiàn)冷裂紋和氣孔缺陷。接頭的拉伸強(qiáng)度與母材

4、等強(qiáng)，達(dá)到了560MPa，塑韌性也較好。水冷焊縫的沖擊性能有較大下降，只有母材的48.21%，熱影響區(qū)處的沖擊功數(shù)值相較于母材下降不多，達(dá)到了母材的82.14%。總體來說，水冷焊接頭的質(zhì)量比較優(yōu)良。
　?。?）采用ANSYS軟件對Q345低合金鋼板的深熔TIG水冷焊接溫度場進(jìn)行了模擬。采用上半部雙橢球熱源與下半部圓柱體熱源的組合熱源，獲得了與實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合度很高的模擬結(jié)果。通過對比分析水冷和空氣環(huán)境的焊接溫度場，解釋了采用背部水