艦船用高強(qiáng)鋼旁路分流雙面電弧焊接工藝機(jī)理研究.pdf

1、在艦船建造領(lǐng)域內(nèi)，高強(qiáng)鋼因其具有高屈服強(qiáng)度、高抗拉強(qiáng)度和優(yōu)良的韌性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于潛艇耐壓殼體等的建造。然而，隨著鋼材強(qiáng)度的提高，其焊接穩(wěn)定性下降，焊接過(guò)程中易產(chǎn)生裂紋、強(qiáng)韌性匹配不易控制、熔合區(qū)及熱影響區(qū)性能惡化等問(wèn)題。研究表明，合理地控制焊接熱輸入是改善高強(qiáng)鋼焊接問(wèn)題的關(guān)鍵。本文針對(duì)我國(guó)潛艇建造常用的921A高強(qiáng)鋼，探索具有可控?zé)彷斎胄阅艿呐月贩至麟p面電弧焊接新工藝在實(shí)施的可能性，并對(duì)該工藝的焊接機(jī)理進(jìn)行深入研究，為其具體實(shí)施提

2、供理論支持。
　　本文首先搭建旁路分流 MIG-TIG雙面電弧焊接試驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行高強(qiáng)鋼堆焊試驗(yàn)，研究不同焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接成形的影響；進(jìn)行平板對(duì)接試驗(yàn)，獲得2mm和6mm厚兩種規(guī)格的921A高強(qiáng)鋼平板對(duì)接工藝標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)接頭的微觀組織和力學(xué)性能進(jìn)行研究；其次，借助自行研制的焊接檢測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)焊接過(guò)程中的電弧形態(tài)、電弧電流和電壓波動(dòng)情況、熔滴過(guò)渡模式，并對(duì) MIG-TIG耦合電弧的電弧壓力和電流密度分布進(jìn)行測(cè)量，建立耦合電弧物理特性與

3、焊接效果之間的內(nèi)在聯(lián)系；最后，對(duì)比旁路分流雙面電弧焊接工藝與常規(guī)電弧焊接工藝的接頭效率和焊接熱輸入；借助理論公式推導(dǎo)，解釋該工藝具有低熱輸入和穩(wěn)定焊接過(guò)程的物理本質(zhì)，并對(duì)該工藝的實(shí)施提出建議。研究結(jié)果表明，旁路分流雙面電弧焊接工藝可以實(shí)現(xiàn)艦船用921A高強(qiáng)鋼薄板（2mm）和中厚板（6mm）高效、可靠的連接，其平板對(duì)接接頭的拉伸強(qiáng)度平均值為618MPa，可以達(dá)到或超過(guò)母材，斷裂形式為典型的韌性斷裂。旁路電流的引入極大地穩(wěn)定了焊接電弧，使其