【導(dǎo)讀】雙絲埋弧焊技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、機(jī)械化程度高，焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良等特點(diǎn)。此該技術(shù)己經(jīng)在生產(chǎn)中得到了應(yīng)用，然而關(guān)于其理論研究還比較少。試驗(yàn)依據(jù)，為進(jìn)一步研究雙絲埋弧焊接頭性能提供參考。20mm厚的16Mn鋼為母材，進(jìn)行了焊接實(shí)驗(yàn)。之后又分別對(duì)不同參數(shù)下焊接接頭。進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，并對(duì)接頭截面形狀和金屬組織進(jìn)行分析及硬度測(cè)試。電流為700A后絲電流為600A時(shí)，接頭的力學(xué)性能較好。隨著焊絲間距的增大，區(qū);三組試樣抗拉強(qiáng)度均高于母材，所以斷裂都發(fā)生在母材上。

　　

【正文】 1 16 312 468 HZA（近縫處） 3 27 346 530 母材 從上述分析知道，試樣 l 和試樣 3 由于焊接接頭得到的組織不一樣，因此接頭的性能有所不同。從上分析可知，試樣 1 的熱影響區(qū)的金相組織較焊縫區(qū)復(fù)雜且粗大，成了接頭中的薄弱環(huán)節(jié)，所以性能不如焊縫區(qū)，故試樣 1 的斷裂位置發(fā)生在熱影響區(qū)；由于焊接速度的改變，使得試樣 3 的焊縫金相組織和熱影響區(qū)組織都比試樣 1 的組織細(xì)小，所以試樣 3 的接頭****畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 性能優(yōu) 于試樣 1，而且從表 32 中得知試樣 3 的焊接接頭屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都比母材高，故試樣 3 的斷裂位置發(fā)生在母材上。下表 33 是在其它焊接條件不變的情況下，改變絲間距時(shí)所得焊接接頭的拉伸試驗(yàn)，結(jié)果可以看出隨著絲間距的變化，焊接接頭的拉伸結(jié)果稍有不同。隨著絲間距的增大，延伸率、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度卻有所下降，且斷裂都發(fā)生在母材上。 表 33 不同絲間距焊接接頭拉伸試驗(yàn)結(jié)果 試樣編號(hào) 延伸率（﹪） 屈服強(qiáng)度（ MPa） 抗拉強(qiáng)度（ MPa） 斷裂位置 1 22 346 530 母材 2 21 335 506 母材 3 19 326 493 母材 隨著焊絲間距的增大，焊縫金屬的顯微組織變得較為粗大，因晶粒越細(xì)小，金屬的強(qiáng)韌性能就越好；又因在焊接熱影響區(qū)的顯微組織變化不大。所以焊接接頭的拉伸性能有所下降。的斷裂都發(fā)生在母材說(shuō)明焊接接頭的力學(xué)性能較母材 的好。 總之，隨著焊絲間距的增大，延伸率、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度卻有所下降，說(shuō)明增大絲間距，降低了焊接接頭的力學(xué)性能，但焊接接頭的力學(xué)性能均好于母材。 ****畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 4 章 焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響 16Mn 鋼焊縫成形的影響因素 16Mn 鋼雙絲埋弧焊焊接時(shí)，焊縫的形成要經(jīng)歷加熱、熔化、化學(xué)冶金、凝固和固態(tài)相變等一系列冶金過(guò)程。因此，焊接電弧熱、熔池所受的力、焊接參數(shù)與工藝等是焊縫成形的影響因素。焊縫成形對(duì)焊接接頭的質(zhì)量影響很大，所以研究焊縫成形的因素具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 焊接電流對(duì)焊縫成形的 影響 如圖 41 所示，在相同焊接速度為 ，不同焊接電流情況下的焊縫橫截面圖，可以看出，三種不同焊接電流下得到的焊縫形狀都比較合理，未發(fā)現(xiàn)根部未熔合、未焊透、氣孔和夾渣等焊接缺陷。三個(gè)試樣的橫截面尺寸分別是：熔深為 ， 和 ，熔寬為， 和 mm。在其它焊接條件一定的情況下，隨著焊接電流的增加，焊縫的熔深增加，熔寬也稍有增加。出現(xiàn)以上情況的原因有以下幾點(diǎn) :I)焊接時(shí)，隨著增大的焊接電流流入焊接熔池，由于斑點(diǎn)面積較小，電流密 度較大，因而斑點(diǎn)處的壓力較大，而熔池表面內(nèi)的其他處電流密度較小，壓力也較小。 (a)試樣 1 前后絲焊接電流 (b)試樣 2 前后絲焊接電流 分別為 800 和 600A 分別為 700 和 600A ****畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 (c) 試樣 3 前后絲焊接電流（分別為 650 和 600A） 圖 41 不同焊接電流下接頭斷面比較 這種壓力差促使熔池金屬流動(dòng)，在熔池中心處，較大的斑點(diǎn)壓力促使液體金屬向下流動(dòng)，而熔池四周的液體金屬流向熔池中心，形成渦流現(xiàn)象。金屬流動(dòng)時(shí)，由于熔池中心的高溫金屬能把 熱量帶向熔池底部，因而會(huì)使熔深加大 。2)埋弧焊的焊絲熔化速度與焊接電流成正比，所以焊接電流的增加導(dǎo)致焊絲熔化速度增加，焊絲熔化量增多，而熔寬增加較少，所以焊縫熔深有較大程度的增加。 由上圖知，三種不同焊接電流下的焊縫金屬都是呈柱狀晶形式與母材相聯(lián)系，焊縫金屬枝晶的生長(zhǎng)方式是從焊接熱影響區(qū)向焊縫中心生長(zhǎng)，焊縫金屬枝晶的這種生長(zhǎng)方式有利于低熔點(diǎn)夾雜物最后凝固到焊渣中去，不易形成夾渣和夾雜焊接缺陷。另外，焊縫成形系數(shù)（ Φ=B/H）是評(píng)價(jià)焊縫形狀是否合理的主要因素。從以上數(shù)據(jù)可知，三種不同焊接電流下的焊縫成形系數(shù)分 別為 Φa=， Φb=， Φc=，即隨著焊接電流的增大，焊縫成形系數(shù)也增大。 焊絲間距對(duì)焊縫成形的影響 圖 42 中分別為不同絲間距的焊縫橫截面形貌。試樣 2 和 3 焊接時(shí)焊絲間距分別為 90mm、 80mm 和 70mm。 ****畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 (a)試樣 1 焊絲間距為 90mm (b)試樣 2 焊絲間距為 80mm (c)焊絲間距為 70mm 圖 42 不同焊絲間距接頭斷面比較 從圖上看出，不同絲間距焊縫尺寸變化較大。三種不同絲間距下得到的焊縫熔深和熔寬分別為： 、 、 和 mm、 。由以上數(shù)據(jù)知，在其它焊接條件一定的情況下，隨著焊絲間距的增大，焊縫熔深減小，而熔寬增大。這是因?yàn)楹附铀俣认嗤瑫r(shí)，增大焊絲間距，電弧力對(duì)熔池金屬向后排出的作用力減弱，熔池底部的液體金屬層變厚，熔深減小，電弧潛入焊件的深度減小，電弧斑點(diǎn)移動(dòng)的范圍擴(kuò)大，熔寬增大。三種不同焊絲間距下的焊縫成形系數(shù)分別為Φa=， Φb=， Φc=，即隨著焊絲間距的增大，焊縫成形系數(shù)減小。 ****畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 結(jié) 論 本文通過(guò)對(duì) 20mm 厚的 16Mn 鋼板進(jìn)行雙絲埋弧焊焊接試驗(yàn)，并對(duì)不同焊接工藝下的焊接接頭性能進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)所做工作的分析與比較，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論： 在其它焊接條件一定的情況下，隨著焊接電流和焊絲間距的增大，焊縫成形系數(shù)逐漸增大。 在其它焊接條件不變的情況下，焊接接頭金屬的顯微組織晶粒隨著焊接電流的增大越來(lái)越粗大且不均勻性增大，甚至在熱影響區(qū)有魏氏體組織出現(xiàn)；隨著焊接電流的增大，焊接熱影響區(qū)的硬度值越來(lái)越高，焊縫區(qū)的硬度值卻越來(lái)越低；隨著焊接電流的增大，焊接接頭的延伸率和屈服強(qiáng)度相應(yīng)增加，而前絲焊接電流為 700A 后絲電流為 600A 時(shí)所得焊接接頭的抗拉強(qiáng)度最高，斷裂位置在母材上。經(jīng)比較，此焊接接頭的力學(xué)性能較好。 隨著焊絲間距的增大，焊縫區(qū)顯微組織晶粒逐漸粗大，且熔合區(qū)的組織不均勻性增強(qiáng)，而改變絲間距對(duì)粗晶區(qū)組織影響不大；不同絲間距時(shí)所得焊接接頭顯微硬度值的峰值均出現(xiàn)在焊接熱影響區(qū)；三組試樣抗拉強(qiáng)度均高于母材，且斷裂都發(fā)生在母材上，說(shuō)明三組試樣接頭力學(xué)性能均較好。 *****畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 謝 辭 本論文的選題和撰寫(xiě)是在 ***老師的指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、開(kāi)題、資料收集到論文定稿，無(wú)不傾注了 **老師大量的心血和汗水。在老師的辛勤培育下，我增 長(zhǎng)了才干，開(kāi)闊了眼界，為適應(yīng)新的學(xué)習(xí)和工作做好了準(zhǔn)備。 再次，向老師表示誠(chéng)摯的謝意。 *****畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 參考文獻(xiàn) [1] 朱張校 .工程材料 [M].北京：高等教育出版社， 2020： 2023. [2] Kubli RA， Shrubsall H I. Multipower SubrmergedArc Welding of Pressure Vessels and Pipe[J].Welding Journa1,2020(8):1415. [3] 陳文靜，屈金山，鐘玉等 .雙絲埋弧焊工藝及焊接接頭性能研究 [J].焊接技術(shù)， 2020, 37 (1) ： 57 [4] 付魁軍，及玉梅，翟曉莉 .雙絲埋弧焊工藝參數(shù)對(duì)接頭組織與性能的影響 [J].焊接， 2020(7)： 2831. [5] 韓彬，鄒增大，屈仕堯，等 .雙 (多 )絲埋弧焊方法及應(yīng)用 [J].焊管， 2020, 26 (4) ： 4144. [6] 趙家瑞 .高效節(jié)能焊接技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)〔 J] .焊接技術(shù)， 1992 (4) : 3841 [7] 宋立秋，趙安銀，等 .16Mn 鋼中錳含量的偏析及其對(duì)帶狀組織的影響， 2020,23 (5)： 1014. [8] 曾樂(lè) .現(xiàn)代焊接技術(shù)手冊(cè) [M].上海科技出版社， 1993. [9] 中國(guó)機(jī) 械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì) .焊接手冊(cè)焊接結(jié)構(gòu)第 3 卷 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [10] 傅積和，孫玉林焊接數(shù)據(jù)資料手冊(cè) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994. [11] . Materials Science and Technology for Design Engineers[M]. Hayden Book Company Inc, 1972. [12] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì) .焊接手冊(cè) .材料的焊接第 2 卷 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2020. [13] 魏文光 .金屬力學(xué)性能測(cè)試 [M].北京：科學(xué)出版社， 1980. [14] 張文錐，焊接冶金學(xué)基本原理 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [15] 章燕謀 .鍋爐與壓力容器用鋼 [M].陜西 :西安交通大學(xué)出版社， 1997. [1] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì) .焊接金相圖譜 [M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.*****畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25