18MnMoNb钢的混合气体保护焊工艺研究

焊接工艺

维普资讯 http://doc.guandang.net

19 9 8年 7月 第2 l卷第 4期

重庆大学学报 (自然科学版 ) j u n l fC o g igU iesy Nau a S in eE io ) r a o h n qn nv ri ( trl ce c dt n o t i一

Vo . 1 I_ 4 12 . g R.

J L19 8 u 9

\/

●

;岁红7 7、{{

1 Mn N Mo b钢的混合气体保护焊工艺研究 8.

塑妻墨

(庆大学机械工程二系，庆，0 0 4 5重重 4 0 4,1岁，,教授 )男副

T

摘

要

试验研究了混合气体保护焊焊接 1I M N 8￣ o b钢时， A中加入 2~4 v在 r q

后，对电弧稳定性、短路过渡、焊丝熔化速度及焊缝成形的影响。

关词堪盒篮趱 .坌！键 堡/查堑中国图书资料分类法分类号 T 4. G44 7

钢

0引

言

热管蒸汽锅炉筒体材质设计选用低台金高强钢 1M Mo b材料厚度一8tn对接坡 n N, 8 r, u口型式为 V形，钝边高度为 15 m, . m焊接方法采用混台气体保护( G) MA焊打底埋弧自动焊盖面的焊接工艺。 1I因 8￣Mo b钢的含碳量较高及合金元素较多， v N其碳当量 c一0 5,以 . 5所淬硬倾向较大，焊后回火热处理具有一定的再热裂纹倾向。采用手工焊打底工艺，焊条的未烘干及坡口清理不洁，焊缝中含氢量的增加会进一步增大裂纹产生的倾向。改用惰性气体若保护焊 ( G)艺方法， MI工由于液态金属粘度及表面张力较大，焊缝金属润湿性较差，电弧阴极斑点不稳定等，而导致焊接过程中飞溅金属较多，孔倾向较大，缝成形不理想。从气焊]因此，在该钢种的产品打底焊工艺中，用 A+2~4 q的混合气体保护焊新工艺，采 r 以控制产品打底焊焊缝质量。本文对这种新工艺焊接过程中的电弧稳定性、短路过渡溶滴过渡情

况、焊丝熔化速度以及焊缝成形和焊接接头的性能等方面的试验工作进行了具体的分析研究，而为产品获得优良的焊接质量、从制定合理的焊接工艺奠定了基础。由上述试验分析所确定的焊接工艺，应用于热管蒸汽锅炉筒体的打底焊工艺，经获得了优良的焊接接头质量。

1电弧稳定性提高 在熔化极氩

弧焊时，电弧阴极斑点很不稳定。在试验观察中，以观察到一个较亮的光可点在移动，这就是通常称作的阴极飘移现象。而在 A中加人 2 r q后，电弧的阴极飘移现象逐渐减弱，当在 A中加人 4 r q后，阴极飘移现象便几乎全部消失。这是因为 t在中加人一

定的后，可使熔池表面连续地被氧化，使得在阴极斑点上同时进行着破碎氧化物和形

成氧化物的两个过程，则阴极斑点不再转移，阴极飘移现象即被克服，即能稳定和控制电弧阴极斑点的位置。同时，由于氧气体粒子的电离电位为 1 ., 35比氩的气体粒子的电离电位 V 1— 57V要低 22另外，,氧的气体粒子的最低激励电压为 2 0V较氩的最低激励电压 .,

收文日期

19—02 9 71- 8

焊接工艺

维普资讯 http://doc.guandang.net

3 0

重庆大学学报

(自然科学版)

1. 16 V更低得多。所以，在氩中加入氧后，有利于电弧朝电离方面转化，改善了电弧的导电 性能。另一方面，由于氧高温分解是吸热反应，电弧有压缩作用，焊接电弧的电场强度明对使显提高。上所述及试验现象观察分析 . A综在 r中加入一定的氧，电弧燃烧的稳定性有了较对大的提高。避免了纯 A保护焊时， r由于阴极斑点的游动而使电弧产生飘移、滴过渡不稳熔定、体保护作用受到破坏，气以及焊缝成形不规则而产生焊接咬边和未熔台等焊接缺陷等问题。

2短路过渡的频率增加试验选用 N -0 B4 0型气体保护焊机，流反接，丝为 H 8 2i焊丝，丝直径一直焊 0MnSA焊 12H, 1 Mn N . m在 8 Mo b试板上进行堆焊试验，用 S -6线光线示渡器记录焊接电流和电并 C1弧电压波形。在设计选用 3 O+A 2 r的富混和保护气体焊接并与纯保护焊接的试验比较之后，在相同规范参数条件下 I=15A, 2焊丝干伸长 1 AI,所拍摄 r 4 1V, 1IT时从 T,的电弧电压日及电弧电流 i的动态波形如图 1示，图 1的动态波形分析可以得知：合 r所从混气体 A+3 0焊接时的熔滴过程短路频率比纯 A焊接时的熔滴过渡短路频率较高图 1 r 2 r

( )纯 A保护及波形 8 r I

()3 b

+A保护的

i及波形 r r

图 1不同保护气体成分的“及波形

中() b情况时短路频率为 6/,a情况时 2次 s()短路频率为 4 5次/.进一步的试验过程 S在中，步改变焊接电流值并使电流值增加，逐并●

分别观察光线示波器所拍摄到的和的 动态波形。当五分别为 15A、6 15A、 15A、7 515A时，获得的混合气体保护焊和纯 A 8所 r

气体保护焊的熔滴过渡次数相差依次增大。 图 2为上述两种保护气体成分不同时的短路过渡频率的变化曲线，随着焊接电流的增加，

l∞

t

lo15∞ 5 7 2

k/ A

图 2不同焊接电流下保护

两种类型不同的保护气体成分焊接时所呈现

气体成分对过渡频率的影响

焊接工艺

维普资讯 http://doc.guandang.net

第2 1卷第 4期

许先果： 1 Mn Nb铜的混合气体保护焊工艺研究 8 Mo

3 1

的熔滴过渡短路次数 的相差愈大。说明氧的加人改善了熔滴过渡力的行为和使熔滴过这渡变得易于进行的过程转化分析保护气体 加人 Q后熔滴过渡过程变得较易的原因是氧的吸热分解使电弧冷却强迫收缩，导致电流密度增加，因而电磁收缩力和等离子流力增强，有助于短路小桥的建立，加上氧使液态金属表面张力减小，再更有助于熔滴小桥破断过渡，从而使短路过渡频率增加。

3对焊丝熔化速度的影响试验选定焊丝干伸长 1 21采用直流反接。 21i,"/ 1调整焊接电弧于稳定燃烧状态，此时所测试出的焊丝送速则是焊丝的熔化速度试验结果表明，焊接电流一定的情况下，改在当

变保护气体中氧的成分时，不论在氧的成分为：、、、等不同情形时，丝的 2 3 4 5焊熔化速度都是相同的口，与纯氩保护时的]并熔化速度相一致这是因为：保护气体成分氧对焊丝熔化速度的影响主要决定于伸长焊丝表面金属及焊丝熔化端部液态金属所承受氧化反应的程度和焊丝所接阳极电弧区产热，T’

l●

点暑

由于保护气体中氧的成分相对较少，焊丝送

进速度较快，焊丝伸出表面金属及焊丝熔化端部液态金属所受的氧化反应程度较弱， 因此，焊丝熔化速度影响较小。由于焊丝所对又接的阳极电弧区产热&=^(

A )式中， V+L,——

图 3焊接电流与焊丝熔化速度的关系

电弧电流；——阳极区的电压降；w U——电极材料的逸出功；&——阳极区电能转换成的热能因为，阳极区的压降较小(~2 ) O 且很稳定， v并同电极材料逸出功【一样，, w受保护气体成分的影响较小。所以，焊丝产热主要决定于焊接电流，电弧电流一定的情况，在产热也就确定了，焊丝的熔化速度也就一定，则因此，焊丝在接阳极即所谓反接条件下，丝的焊’

熔化速度不受保护气体成分中氧台量的影响。试验所测试出的焊丝熔化速度与焊接电流的 变化关系如图 3所示。随着焊接电流的增加，焊丝的熔化速度增加，而与保护气体成分无关

-●

4气孔和咬边现象试验采用了 4 2 A的混合气体保护焊和纯的 M G焊接质量进行了比较结果 O与 r I表明： Ar MI焊缝五块试板中，纯的 G其中有二块试板焊接中产生了气孔直径约为 0 5 . .~10 1/的多处气孔， 4"1 1 2 i而 的 A弧焊试板， r仅有一处发现有该类气孔。分析其原因，这是 …… 此处隐藏：3981字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……