低碳鋼堆焊表面改性工藝及其熱過程分析.pdf

1、在航空航天、兵器制造業(yè)以及石油化工等領(lǐng)域，為得到鋼材更好的使用性能一般在鋼基體表面熔覆其他合金層來實(shí)現(xiàn)對碳鋼的表面改性。本文采用TIG堆焊方法對Q235A鋼表面改性進(jìn)行了研究，研究中采用了三種焊絲:分別是Φ0.8mm的SG-CuSi3銅焊絲、Φ0.8mm的ER49-1低碳鋼焊絲和Φ1.0mm的MGL-309L不銹鋼焊絲。研究了三種焊絲堆焊焊縫成型參數(shù)與焊接工藝參數(shù)的關(guān)系，建立了以焊接電流、送絲速度、焊接速度為因子的熔池形狀回歸方程，確定

2、了三種焊絲熔覆低碳鋼較佳工藝規(guī)范。
　　 采用ANSYS軟件分析堆焊成型過程，根據(jù)焊后堆焊層實(shí)際幾何尺寸建立模型，采用單元生死技術(shù)和高斯熱源模型，通過編程模擬不同焊接工藝參數(shù)下的焊接溫度場。模擬結(jié)果如下:隨焊接熱輸入量增加，堆焊層金屬及母材基體所達(dá)到的最高溫度升高，堆焊層金屬冷卻速率變慢，溫度梯度變小，母材熔化量增多，對熔寬和熔深影響較大。計(jì)算結(jié)果采用焊接熱循環(huán)曲線對比的方法來驗(yàn)證，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
　　 通

3、過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和能譜分析儀對試樣結(jié)合界面、堆焊層進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:(i)對于銅鋼結(jié)合界面，隨著焊接熱輸入增加，F(xiàn)e溶質(zhì)在堆焊過程中電弧力的攪拌作用下進(jìn)入銅熔池，形成球狀、樹枝狀、花瓣?duì)詈推瑺罘鸿F相;(ii) Q235鋼與不銹鋼異種鋼焊接時(shí)會產(chǎn)生碳遷移現(xiàn)象，形成增碳層與脫碳層。不銹鋼中含量比較多的Cr具有親C性質(zhì)，致使C通過焊接熔合線向不銹鋼一側(cè)擴(kuò)散遷移，Q235A鋼一側(cè)形成脫碳層，而不銹鋼一側(cè)形成增碳層，碳化物在熔合線附近聚