E40鋼藥芯焊絲水下濕法焊接工藝研究.pdf

1、本文針對(duì)水下濕法焊接環(huán)境的特點(diǎn)和焊后接頭易產(chǎn)生氣孔及裂紋缺陷的技術(shù)難題,研制了新型鎳帶水下濕法焊接藥芯焊絲,并對(duì)焊絲的焊縫成形性、電弧穩(wěn)定性、熔渣覆蓋及脫渣性做出評(píng)定,同時(shí)針對(duì)不同焊接熱輸入獲得的E40鋼對(duì)接接頭進(jìn)行了微觀組織、力學(xué)性能及斷口形貌的分析。
　　由于水汽環(huán)境的冷卻和靜水壓力作用,水下濕法焊接時(shí)焊縫的成形同空氣中焊接相比,在相同焊接規(guī)范內(nèi)普遍具有熔寬小、余高大的成形特征(寬高比小于1:1)。焊接電流對(duì)焊縫熔寬的影響要大

2、于焊接電壓。當(dāng)電流<120A時(shí),增加焊接電壓對(duì)焊縫熔寬的影響不大,電壓從25V增大到33V時(shí),焊接熔寬基本維持在7-8mm(相同參數(shù)下陸地上焊接時(shí)熔寬變化為8-15mm)。然而通過增大焊接電流(>160A),焊縫熔寬變化范圍為7-12mm。
　　采用自制藥芯焊絲進(jìn)行水下濕法焊接時(shí),電弧穩(wěn)定性能一般。短路過渡頻率不均勻,燃弧時(shí)間較長(zhǎng)(0.15s),具有大顆粒熔滴短路過渡的特征。平均斷弧次數(shù)為3.9次/秒,斷弧后再引弧性能較好,在低焊

3、接速度下可以獲得良好的焊縫成形。熔渣覆蓋性很好,全焊縫熔渣覆蓋率在95％以上，渣殼截面厚度均勻,脫渣后焊縫成形完好且具有金屬光澤。自制焊絲水下堆焊時(shí)脫渣率平均為86.1%,但對(duì)接時(shí)脫渣性較差,僅為30%。
　　水下濕法焊接獲得的對(duì)接接頭的焊縫組織主要由鎳基γ-固溶體和彌散分布的呈球狀或立方狀的γ'[Ni3(Al,Fe)]相構(gòu)成。當(dāng)焊接熱輸入從22.5kJ/cm增大到25.5kJ/cm時(shí),焊縫中柱狀晶區(qū)范圍縮小,中部等軸晶范圍擴(kuò)大,

4、頂部細(xì)晶區(qū)晶粒尺寸由30μm增加到40μm,γ'相在焊縫中的分布更加均勻;當(dāng)熱輸入為22.5kJ/cm時(shí),熱影響區(qū)中粗晶區(qū)(CGHAZ)組織主要為回火馬氏體組織,細(xì)小碳化物沿原奧氏體晶界處析出,當(dāng)熱輸入增大到25.5kJ/cm時(shí),CGHAZ中組織為先共析鐵素體+索氏體+粒狀貝氏體組織。熱輸入為22.5kJ/cm和25.5kJ/cm下的接頭抗拉強(qiáng)度分別為414MPa及381MPa,拉伸后斷裂位置均在焊縫,且斷口均呈現(xiàn)以解理臺(tái)階為主的脆性沿