双丝埋弧焊

毕业论文题目: 45钢双丝埋弧焊工艺研究学院(直属系):材料科学与工程学院年级、专业:2009级材料成型及控制工程学生姓名:魏东杰学号: 312011********* 指导教师:廖东波完成时间: 20 15 年 5 月 25 日目录摘要 (Ⅰ)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2研究内容与意义 (1)第2章45钢焊接性分析 (3)第3章试验方法与过程 (4)3.1双丝埋弧焊焊接工艺过程 (4)3.2金相制备 (6)3.3硬度测试 (7)3.4本章小结 (7)第4章试验结果与分析 (8)4.1 焊接缺陷分析 (8)4.2 金相组织分析 (9)4.3 焊接接头硬度分析 (11)4.4本章小结..........................................1 3 第5章结论 (14)总结与体会 (15)致谢 (17)参考文献 (18)摘要通过使用双丝埋弧焊法，采用悬空双面焊法和焊剂垫双面焊法对45钢进行了焊接，最后进行了焊接接头的缺陷分析、金相分析和硬度分析，绘制了硬度变化曲线图。

结果表明，焊剂的烘干、焊条打磨干净对焊缝的成形至关重要，渗透探伤结果显示只有2道焊缝达到了第Ⅳ等级，焊接接头粗晶区硬度高于母材，采用悬空双面焊法得到的焊缝比采用焊剂垫双面焊法得到的焊缝质量要好。

关键词：悬空双面焊法，焊剂垫双面焊法，45钢，渗透探伤，金相分析，硬度分析AbstractThrough the use of the double wire submerged arc welding method, USES the impending double-sided welding and solder pads of 45 steel double-sided welding welding, finally analyzed the defects of welding joint, metallographic analysis and hardness analysis, drawing the hardness change curve. The results show that the flux of the dry clean, electrode grinding of weld forming is crucial, penetration testing results showed that only 2 welding seam reached the first level of Ⅳ, welded joint coarse grain zone is higher than the parent metal hardness, dangling double-sided welding method is used to get the weld than solder pad double-sided welding method is used to get the weld quality is better. Key words:Dangling double-sided welding, solder pad double-sided welding, 45 steel, penetration testing, metallographic analysis, hardness analysis第1章绪论1.1 引言现代结构中，需要大量的同种或异种材料的焊接结构件。

焊接材料的发展与应用在工程及制造中显得越来越重要。

埋弧焊作为自动焊的一种随着科技的进步越来越受人们青睐，它需要工人的手工技巧很少，工作环境较焊条电弧焊、气保焊要好的多，适合大批量、单一件的生产，效率极高[1]。

45钢也叫油钢，常用中碳调质结构钢，市场上热轧居多。

该钢冷塑性一般退火、正火比调质状态要稍好，拥有较高的强度、较好的切削加工性能，经合适的热处理后可以获得较好的塑性、韧性和耐磨性，材料来源广。

焊接前需要预热，焊接后需要去应力退火。

主要成分为铁素体，且含有以下少量元素：C：0.42~0.50%，Si：0.17~0.37%，Mn：0.50~0.80%，P：≤0.035%，S：≤0.035%，Cr：≤0.25%，Ni：≤0.25%，Cu：≤0.25% ，密度7.85g/cm3，弹性模量210GPa，泊松比0.269[2]。

45号钢在机械制造业中用途广泛，该钢机械性能好，缺点在于是这是一种中碳钢，淬火性能不好。

45号钢可以淬硬到HRC42~46，所以若需要表面硬度的同时，又希望得到45#钢优越的机械性能，常将45钢表面淬火，以获得需要的表面硬度[3]。

埋弧焊拥有生产效率高、焊缝性能好、机械化程度高、劳动条件优越等优点。

埋弧焊技术的迅猛发展对造船、压力容器、铁路车辆、重型机械等领域的生产有重大意义。

其适用于碳钢、低合金钢，不锈钢，中碳结构钢，铜及其合金的焊接。

随着科学技术突飞猛进，高效化的焊接技术越来越受到人们的青睐，而埋弧焊的高效化焊接已然成为国内外焊接加工技术研究与应用的重点[4]。

1.2研究内容与意义本实验的主要研究内容：采用不同的焊接工艺参数，采用双丝埋弧自动焊对碳钢进行焊接工艺研究。

通过查阅资料，掌握碳钢双丝埋弧焊焊接的要点，确定出最佳焊接方案并施焊，控制焊缝产生热裂纹和冷裂纹，通过分析接头性能找到最佳的焊接工艺流程和焊接工艺参数组合本实验研究的意义：双丝串列式埋弧焊作为现代高效埋弧焊中的一种，与单丝埋弧焊相比，最大的优点是熔敷率和焊接速度提高了25％~100％。

在相同的焊接电流下双丝埋弧焊的熔敷率时单丝埋弧焊的1倍。

其次，双丝串列式埋弧焊双丝之间的距离和双丝与焊接工件之间的夹角时可以调节的，这大大增加了焊接工艺的适应性。

在焊接薄板时，其焊接速度较快，大大减小了焊接变形。

双丝埋弧焊前丝和后丝可以采用互不干扰的焊接电源，很大程度上消除了焊缝咬边的情况。

双丝埋弧焊的优点如此之多，研究双丝埋弧焊工艺，将它更好的应用与现代生产，时发展社会生产力不可或缺的一步。

第2章 45钢焊接性分析45钢作为高强度的中碳调质钢，其塑性和韧性一般，具有较好的切削、加工性，采用调质处理，可使综合力学性能较好，45钢的淬透性较差，水淬容易出现裂纹。

中小型零件可以获得较高的强度和较好的韧性，大型零件需采用正火处理。

但是，45钢的焊接性能较差，焊前需进行预热，焊后需进行热处理。

主要原因在于45钢的C含量较高，在焊接时容易产生气孔、裂纹、焊接接头脆化等缺陷。

焊前和焊后的热处理都是为了消除焊接时产生的应力。

在焊前处理时，油污、氧化皮也是影响焊缝成形的一大因素，所以焊缝表面在焊前需清理干净。

焊前的预热有利于减小中碳钢热影响区的最高硬度，防止冷裂纹的产生。

同时，也是为了改善接头的塑性，减小焊后残余应力。

预热温度一般选择150℃~250℃。

焊接件太大时刻采用局部预热的方法，预热范围为坡口两侧100㎜左右的位置。

焊后热处理在600℃~650℃之间进行，热处理完成后需进行缓冷。

如果工件厚度太厚，焊接时需要开坡口，最好开成U形坡口，这样有利于减小母材熔于焊缝金属的比例，这样就降低了焊缝的含碳量，有利于防止冷裂纹的产生[5]。

第3章实验方法与过程3.1双丝埋弧焊试验方法与过程3.1.1焊接材料本实验使用的材料为：45号钢，其大小为：500×120×10（㎜），SJ301焊剂，J506焊条，H08A焊丝，数量若干的废钢板。

3.1.2焊前准备首先对45号钢即将对接的边极其周围用角磨机进行打磨，打磨的目的是为了去除铁锈、氧化膜，降低焊缝出现气孔、裂纹等缺陷的机率，使工件的导电率增大，使2对接街头处平整且平行与工件长度方向。

同时还需对作为熄弧板和引弧板的废钢板进行打磨，保证其能够与工件与焊接工作台接触良好。

对于坡口问题，由于工件厚度仅10毫米，不用开坡口也能保证有足够的熔深。

这次实验要用焊条电弧焊打底和点固，所以要将焊条J506置于烘干箱内烘干备用，烘干温度为350℃，时间为1小时。

焊条不能多次烘干，若经2次烘干后仍未使用，则不能在使用。

3.1.3 45钢焊接工艺3.1.3.1悬空双面焊法打底焊焊条：J506，焊接电流I=100A。

埋弧焊焊丝：H08A（直径=5㎜），焊剂：SJ301。

两板均不开坡口，对接时两板间隙D=0，前丝与后丝均垂直于工件焊接表面，前丝直流反接，后丝交流，双熔池，两丝间距d=100㎜，焊丝排列方式为纵列式，直流焊丝带动交流焊丝沿焊缝方向运动。

表3.1列出了采用悬空双面焊法时焊接电流和焊接电压的具体值。

表3.1 悬空双面焊法焊接电流电压值 焊接速度为78㎝/min 。

焊接时，工件借助垫板与工作台间接接触，由于部分同学操作不当，工作台上有许多焊瘤，安放垫板时要使其平稳，再将工件放到垫板上，使焊丝始终在焊缝正上方运动，焊丝的干伸长度为20㎜，最后实施焊接。

3.1.3.2焊剂垫双面焊法点固焊条：J506，焊接电流I=100A 。

埋弧焊焊丝：H08A(直径5㎜)，焊剂：SJ301。

两板均不开坡口，对接点固时两板间隙D=1㎜，前丝与后丝均垂直于工件表面，前丝直流反接，后丝交流，双熔池，两丝间距d=100㎜，两丝排列方式为纵列式，直流带动交流沿焊缝方向运动。

表3.2 焊剂垫双面焊法焊接电流电压值焊接速度为78㎝/min 。

焊接时，工件放置在平铺在工作台上的焊剂垫上，因焊剂垫不能导电，故工电流（A ） 电压（V ） 前丝后丝 前丝 后丝 第 一面480 450 34 36 第二面510 490 34 36电流（A ） 电压（V ） 前丝后丝 前丝 后丝 第 一面460 440 35 38 第二面 500 470 35 38件边缘远离焊缝处要放置导电板，导电板与工件和工作台接触处无锈迹，同时要使焊丝始终在焊缝的正上方运动，焊丝干伸为20㎜，最后实施焊接。

3.2金相制备3.2.1金相试样的选取金相试样的选取原则：一、试样长度必须包含母材、热影响区、融合区、焊缝且以焊缝为中心线两端长度大致相同。

二、若焊缝出现裂纹，应截取裂纹部分，同时还需远离裂纹源截取试样以作为对比参照。

确定好试样截取区域后用电火花切割机且下选定部分，切割过程注意切线是否沿给定轨迹运行。

若选取部分存在内部缺陷，如：气孔、未焊透，则缺陷处切线不能按给定轨迹行走，这会大大增加我们之后的工作量，有时甚至会出现切线断裂的现象。

遇到这些情况后，可用一小段导电细丝靠近切线工作部分，增加其导电量，直至切线恢复正常行走[6]。

3.2.2金相的磨制金相的磨制分为粗磨和细磨两部分。

首先进行的是粗磨。

现用砂轮将需要表面打磨平整，此时应注意使试件受力均匀，且压力不宜过大，同时需要用水冷却，避免金相组织受热产生变化[7]。