Key words: Austenitic stainless steel, Filament submerged arc welding equipment, Mechanical properties, Microstructure analysis

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 NBC-500CO2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。