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超窄间隙焊接是一种重要的焊接技术,在焊接钢轨、不锈钢、细晶粒钢等材料时,可得到性能良好的焊接接头。这种焊接方法在需要控制热输入的材料焊接方面具有重要的应用价值。焊剂带能够有效的将焊接电弧约束在坡口根部,可以解决超窄间隙焊接中容易出现的电弧攀升和侧壁熔合不良等问题。 焊剂带的质量影响着焊缝成型,为了保证焊接过程的稳定性及焊接质量,设计制造了适用于中厚板和厚板的放置焊剂带超窄间隙焊枪。枪身采用厚度为3mm的板状设计;焊枪釆用杠杆原理对焊丝加力,通过调节螺母来调节夹紧力的大小;特制的导电嘴导电性较好,形状简单,易更换。该结构的焊枪,实现了最小坡口宽度为4mm的超窄间隙焊接。 本课题组已经对焊剂带的制作以及送进方法做了较多的研究。前期焊剂带的制作主要是用手工方法来进行。为满足实际的焊接需求,本文设计了一种焊剂带自动生产设备,尝试使用机械自动生产焊剂带,在焊剂带的连续制作方面有一定的进展。 在设计制作焊枪的基础上,进行了焊接工艺试验。焊接线能量约为0.6KJ/mm。采用加填充条及背面衬陶瓷衬垫的根焊方法,进行焊剂带约束电弧超窄间隙焊接,可以得到良好的单面焊双面成型的根焊焊道。进行根焊焊接试验时发现,最佳凹槽深度约为1mm、焊接电压为22V-23V、填充条的长度约为100mm。采用放置焊剂带超窄间隙焊接方法,进行根焊、填充焊、盖面焊,得到与之相适宜的焊接工艺参数。 焊接接头有较窄的热影响区,热影响区的平均宽度约为1.1mm。对焊接接头进行组织和力学性能分析发现:接头中的焊缝区组织主要为细小的针状铁素体,热影响区组织为多边形铁素体和少量贝氏体组织,并没有出现明显的晶粒粗化现象;接头热影响区的硬度在远离焊缝区的地方有逐渐下降的趋势,细晶区的硬度虽有所下降但与母材的硬度相当,并没有出现软化现象,而粗晶区的硬度则明显高于母材;焊缝和热影响区具有良好的冲击韧性,韧脆转变温度约为-40℃。通过对比分析可知,焊剂带约束电弧超窄间隙焊接比普通焊接方法焊接 X70管线钢具有更好的应用前景。