新型细丝埋弧焊接技术可用来焊接薄板，所使用的焊接设备简便易于改装，且生产效率较高，成本低。在桥梁钢结构和建筑钢结构的生产中已体现出了焊接质量高、生产效率高等优越性，但其对于对不同材料的应用以及在投入生产前，它的焊接工艺还需要通过试验进一步的研究。此外，细丝埋弧焊设备相对于传统埋弧焊设备也是一种创新。单丝细丝埋弧焊设备采用二氧化碳气体保护焊的送丝机构、焊接电源同时使用二氧化碳气体保护焊的焊枪，可以使用直径较细的焊丝，但它同时采用了传统埋弧焊焊剂保护的形式。因此实验前对细丝埋弧焊设备组成以及工作原理进行了研究。本实验采用细丝埋弧焊技术对两块6mm厚的S30408奥氏体不锈钢进行焊接，接头形式为对接，对接头工艺性能进行分析。焊接时，开V型坡口，坡口根部使用氩弧焊打底，然后利用细丝埋弧焊盖面，使得焊缝质量得到有效保证。焊接后对细丝埋弧焊所得的焊接接头进行力学性能检测（主要进行拉伸、弯曲、和硬度检测）之后利用精密仪器设备观察焊缝的微观金相组织。试验结果表明奥氏体不锈钢细丝埋弧焊所得焊接接头性能良好，无表面裂纹、气孔、夹杂、咬边及弧坑，根部未出现未熔合与未透现象。NB/T47014为检测标准，对力学性能进行检测，所得产品合格。抗拉强度为610MPa。弯曲试验中背弯及面弯完好，D=24，d=180，试样的抗拉强度和弯曲性能符合母材要求的最低标准。对金相试样进行分析，所得组织均匀完整，硬度也符合母材S30408的标准。在焊接工艺参数及操作过程合理的情况下细丝埋弧焊工艺可用于奥氏体不锈钢的对接焊接中。同时对设备的使用也体现了新型细丝埋弧焊设备有良好的可应用性。关键词奥氏体不锈钢，细丝埋弧焊设备，力学性能，组织分析
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 细丝埋弧焊研究现状 3
1.2.1单电源双细丝埋弧焊 3
1.2.2单丝细丝埋弧焊 3
1.3细丝埋弧焊工艺分析 5
1.3.1细丝埋弧焊工艺特点 5
1.3.2单面焊双面成形焊接工艺 6
第二章 试验材料及方法 8
2.1 试验材料和方法 8
2.1.1奥氏体不锈钢种类 8
2.1.2奥氏体不锈钢应用及工艺 9
2.2试
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
验方法 10
第三章 细丝埋弧焊设备 12
3.1背景技术 12
3.2设备创新 12
3.3细丝埋弧焊枪 14
3.4 NBC500CO2气体保护焊机 15
3.5与埋弧焊设备的对比 16
第四章 焊缝性能及金相组织分析 18
4.1力学性能分析 18
4.2接头金相组织分析 21
4.2.1接头金相试样的制备和观察 21
4.2.2金相组织分析 22
结论 24
致谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1 课题的背景和意义
焊接时，焊剂层下的电弧燃烧，利用此燃烧的电弧来焊接的措施称之为埋弧焊[1]。埋弧焊过程中电流密度大，热量损失少，所以生产效率好。熔渣隔绝空气，焊接参数可调，焊接后产品的质量高，需要较少的焊接材料，操作的时候拥有良好的劳动条件。但其也有缺点：不如手工焊灵活，适用于水平位置的焊接，焊接时观察不到焊缝如何形成，必须时刻注意焊接规范的控制。
焊接时，紧邻电弧的母材和焊剂以及焊丝的端部被电弧热熔化。熔化的金属构成熔池， 熔融的焊剂转变为熔渣。熔池被焊剂和焊剂蒸汽覆盖，与空气隔离。电弧移动时，熔池处在受电弧力作用的液体金属的前方。经冷却，熔池后方的液体金属凝结构成焊缝。熔渣则转变为渣壳，盖住焊缝的外表面。熔渣不止有机械保护作用，焊接时还能与熔化金属产生冶金反应，影响焊缝的组成成分[2]。当被焊材料确定以后，焊缝的化学成分大部分是由焊剂和焊丝决定，因而，进行埋弧焊时焊剂和焊丝应合理选择。结构如图1
埋弧焊可用来焊接低合金钢、碳素钢等结构钢，也可焊接不锈钢、耐热钢、复合钢等。埋弧焊也可焊接需要焊缝较长板厚较厚的工件。因而埋弧焊在锅炉与压力容器行业、核电站构造、海洋结构等部门运用较多。造船、桥梁、铁路、等产业也使用埋弧焊。埋弧焊工艺在焊接生产中使用广泛。
图1.1 埋弧焊结构示意图 图1.2 埋弧焊在压力容器制造中的应用
二氧化碳气体保护电弧焊是一种半制动的焊接，适用于自动焊和全位置的焊接，采用二氧化碳做为保护气体[3]。操作简单，既可以细丝短路过渡焊接板厚较薄的，也可用于粗丝喷射过渡厚板焊接。焊接成本低、生产效率高。但二氧化碳气体保护焊造成的的飞溅多，成型差。
焊接时电弧形成于焊件和焊丝的中间。焊丝主动送进，熔化变为熔滴进入熔池。喷嘴喷出二氧化碳气体，将熔池和电弧围住，隔离空气，使得焊接金属不受损害[4]。二氧化碳在高温下进行冶金反应具备氧化性，可去除焊缝中的氢的含量。
我国已在二氧化碳材料选择、焊接设施，工艺方面获得较大成功。在我国造船、汽车行业、工程机械、石油化工行业中普遍使用二氧化碳电弧焊接技术。
图1.3气体保护焊结构原理示意图
细丝埋弧焊是一种新型的将二氧化碳气体保护焊同自动埋弧焊相联结的焊接工艺，多使用于薄的钢板、空间狭小不易焊接，焊接时需连续焊接较长的焊缝时的焊接。消除了二氧化碳气体保护焊时带来的飞溅，提高了焊接的效率。焊缝外观良好，光滑美观。
单丝细丝埋弧焊使用二氧化碳气体保护焊的送丝机、焊枪、以及焊接电源，可以使用直径较细的焊丝，同时采用了传统埋弧焊焊剂保护的形式。其最大的特色：不利用CO2气体而使用埋弧焊的焊剂，经过在焊接行走小车上安装好的CO2气体保护焊的焊枪，且使焊丝通过二氧化碳气体保护焊的送丝机和焊枪，开始对工件实施焊接。
对细丝埋弧焊工艺的研究有利于解决工生产中的问题，不断对此新型“细丝埋弧焊”焊接工艺进行研究和创新使其能应用到更多的工业领域当中，可使成本大大降低，产品的生产省时省力。
江苏昆仲机械有限公司自主改装了一台细丝埋弧焊设备，在此基础上想对奥氏体不锈钢细丝埋弧焊进行工艺评定，研究焊接后接头的工艺性能以及确定合理焊接参数从而来判定能否头用于压力容器中的不锈钢板的焊接。
1.2 细丝埋弧焊研究现状
1.2.1单电源双细丝埋弧焊
同一熔池使用两根焊丝直径（1.23mm）由单电源供电的焊接方法称为单电源双细丝埋弧焊。利用此种焊接方法对于极地船上的薄板拼板变形进行试验。通过与传统的单丝埋弧焊作对比，得出角变形与收缩变形大小的对比数据，从而总结出单电源双细丝埋弧焊在焊接薄板时阻止焊接变形方面的优越性[5]。
在港珠澳大桥梁段间对接时，应用了此项技术，所焊对接焊缝成形良好，未产生气孔、夹杂以及咬边等缺陷，符合使用标准。同时焊接热输入小，变形小，减少了制造成本。单电源双细丝埋弧焊接头性能良好，且焊缝外观美观，质量合格提高了制造质量[6]。在钢结构制造中有很大的应用空间。

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