活性剂等离子弧焊接的研究

论文摘要

常规等离子适用于精密焊接及高质量焊接,具有电弧稳定、焊缝成形质量好和焊缝内部质量高等优点,但又存在材料成分变化的敏感性高等缺点。活性剂焊接（A-PAW）是一种在焊件表面涂敷活性剂的特殊PAW焊方法。本文通过分析A-PAW焊熔池的形态参数、微观组织、力学性能、电弧行为来研究A-PAW的熔池行为。 本文首先以不锈钢（SUS304）为研究对象,系统地研究了活性剂对熔池形态的影响规律。结果表明:对于不锈钢,适量的活性剂能改变熔池行为,使其熔池形态参数发生变化,如,熔深熔宽增加,咬边消除。 其次,通过电弧电压测量及拍摄电弧形态的方法,在活性剂对熔池机理作了研究。 系统的研究了活性剂对电弧电压的影响。结果表明:各种活性剂中除了TiO2对电弧电压影响不大外,其它活性剂对电弧电压都有不同程度的增加。其中加入Cr2O3活性剂后电弧电压增加最大。引入活性剂后电弧整体发生不同程度的膨胀,同时,电弧电压有所提高,因此结果表明:加入活性剂后,电弧不是整体收缩,而是等离子体收缩的作用。 最后,研究了活性剂对焊缝力学性能和微观组织的影响规律。结果表明:对于不锈钢,涂敷活性剂对焊缝的抗拉强度、塑性、拉伸疲劳强度、抗晶间腐蚀能力、硬度影响不明显,焊缝具有良好的综合力学性能;针对A-PAW焊缝和常规PAW焊缝的力学性能之间的差异,从微观组织的角度解释了活性剂保证焊缝力学性能的原因。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 活性化焊接的国内外研究现状及应用
• 1.2.1 A-TIG焊的应用
• 1.2.2 A-TIG焊的电弧现象
• 1.2.3 活性元素对焊缝几何形状的影响
• 1.3 本课题的主要研究内容与方法
• 第2章 活性剂对熔池形态影响
• 2.1 活性剂的选择
• 2.2 单一活性剂对不锈钢熔池形态的影响
• 2.2.1 实验方法
• 2.2.2 单一成分活性剂对不锈钢焊缝形态的影响能力
• 2.3 混合成分的活性化焊剂对熔池形态的影响
• 2.3.1 混合成分活性剂的基本要求
• 2.3.2 混合成分活性剂的设计步骤
• 2.3.3 混合成分活性剂基础配方的初步设计
• 2.3.4 混合成分活性剂对熔池形态的影响能力
• 2.4 混合成分的活性化焊剂的优化及对熔池形态的影响
• 2.4.1 正交试验
• 2.4.2 优化的混合成分活性剂对熔池形态的影响
• 2.5 本章小结
• 第3章 A-PAW电弧现象
• 3.1 活性剂对电弧形态的影响
• 3.1.1 A-PAW电弧形态采集系统
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.3 实验结果与分析
• 3.2 活性剂对电弧电压的影响
• 3.2.1 A-PAW焊电弧电压采集系统
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 活性剂对电弧电压的影响结果
• 3.3 本章小结
• 第4章 A-PAW焊缝力学性能和微观组织的研究
• 4.1 不锈钢A-PAW焊缝的力学性能测试
• 4.1.1 试验材料与条件
• 4.1.2 试验方法
• 3.1.3 试验结果与分析
• 4.2 不锈钢A-PAW焊缝的微观组织
• 4.3 不锈钢A-PAW焊拉伸试件的断口形貌分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 活性剂对熔池的作用
• 5.1 活性剂对等离子弧焊接电弧的热输入的改变
• 5.1.1 活性剂对电弧电压的影响
• 5.2 活性剂对焊接熔池表面张力的影响
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢