高強(qiáng)度水下濕法焊接用藥皮焊條的研制及其合金化研究.pdf

1、本文針對(duì)水下濕法焊接的特點(diǎn)和問(wèn)題,研制了中性-金紅石型藥皮焊條,熔渣堿度為1.124,焊接接頭擴(kuò)散氫含量為56ml/100g。采用自制藥皮焊條進(jìn)行水下焊接試驗(yàn),焊縫熔渣覆蓋率高,脫渣性良好,焊縫成形美觀。在原渣系基礎(chǔ)上,通過(guò)焊條藥皮向焊縫過(guò)渡合金化元素,著重分析了熔覆金屬中Ni、Mo、Ti含量的變化對(duì)接頭微觀組織的影響,并對(duì)接頭的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試和分析,研究了合金元素在水下濕法焊接中的過(guò)渡行為。
　　對(duì)于Mn-Si-Ni-Mo-T

2、i合金系焊條藥皮,計(jì)算得出Ni、Mo的過(guò)渡系數(shù)均達(dá)到90％以上,而Mn、Si、Ti三種元素由于焊接過(guò)程中的燒損過(guò)渡系數(shù)較低,其中Ti元素的過(guò)渡系數(shù)僅為4.03%。Ni元素的添加抑制了焊縫柱狀晶區(qū)粗大棒狀PF(ProeutectoidFerrite)的形成,當(dāng)Ni含量從0增加至3.16wt.%時(shí),PF的數(shù)量呈減小趨勢(shì),Ni含量在2.04~2.45wt.%之間時(shí),焊縫中出現(xiàn)30%以上的AF(AcicularFerrite)。隨著Ni含量的增

3、加,全焊縫抗拉強(qiáng)度提高,最高抗拉強(qiáng)度達(dá)到640MPa。而沖擊韌性則呈先增加后減小的趨勢(shì),最高沖擊韌性在Ni含量為2.2~2.5wt.%之間時(shí)獲得。其中熔覆金屬Ni含量為2.45wt.%的焊條0℃沖擊韌性為63.59J/cm2,且焊縫的斷后延伸率達(dá)到14%,表現(xiàn)出良好的塑性和韌性,力學(xué)性能指標(biāo)達(dá)到了AWSD3.6-2010的ClassA級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)。
　　Mo元素的添加進(jìn)一步抑制了焊縫柱狀晶區(qū)粗大棒狀PF的形成,但Mo含量過(guò)高,達(dá)到0

4、.609wt.%時(shí),焊縫中形成板條狀無(wú)碳貝氏體、馬氏體等脆硬組織。而隨著焊條藥皮中Ti和B含量的增加,焊縫中AF的形核數(shù)量逐漸增多。當(dāng)焊縫中Ti含量達(dá)到0.016~0.018wt.%時(shí),AF含量達(dá)到80~95%,焊縫組織為均勻的細(xì)晶鐵素體,是水下濕法焊接期望獲得的焊縫組織。而當(dāng)藥皮中Ti和B含量繼續(xù)增加時(shí),焊縫中出現(xiàn)大量貝氏體組織和M-A組元,微觀組織開(kāi)始惡化。
　　隨著熔覆金屬中Ni、Mo及其他合金元素含量的增加,焊縫平均硬度提