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《机械科学研究总院》 2011年
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HQ785T1低合金高强钢激光-MAG复合热源焊接工艺研究

徐良  
【摘要】:本文针对当前低合金高强钢焊接时为避免焊接冷裂纹的产生,多采用焊前预热及后热的焊接工艺现状,开展了低合金高强钢激光-MAG复合热源焊接工艺及接头力学性能研究。本论文针对HQ785T1低合金高强钢(板厚28mm),较系统地研究了低合金高强钢激光-MAG复合热源焊接工艺参数对焊缝成形的影响,无预热条件下激光-MAG复合热源焊接的裂纹敏感性,焊接接头的各项力学性能与理化特性,并探索了在保证接头力学性能的同时提高焊接效率的工艺技术,实现了HQ785T1低合金高强钢(板厚28mm)不预热高效优质焊接,并大幅提高了其焊接效率。 研究结果表明:对于HQ785T1(28mm厚)低合金高强钢,激光-MAG复合热源焊接的抗裂性能力优于常规MAG焊,在室温无预热条件下,使用HS-70焊丝可实现HQ785T1低合金高强钢的无裂纹焊接。采用激光-MAG复合热源焊接工艺,低强匹配焊材HS-70焊丝与母材匹配良好。复合热源焊接过程稳定,焊缝成形美观,接头的拉伸、弯曲(侧弯、正弯、背弯)性能良好,接头各部位-40℃冲击值优于常规MAG焊。 复合热源焊接接头各部位组织较MAG焊细化,根部焊缝中贝氏体+部分马氏体组织有利于接头性能的提高。复合焊冲击韧性试样断口微观断裂机制为韧窝+准解理,冲击吸收能较高。接头焊缝中心硬度从上表面到根部逐渐增大,根部焊缝硬度高于母材,上部焊缝硬度低于母材,接头根部和上部热影响区均出现了局部硬化、软化现象,但宽度较窄,约0.5mm,硬化、软化现象不明显。随着焊接热输入的增大,接头力学性能下降明显,组织恶化,热输入过大时会在接头根部形成冷裂纹,焊接时宜控制焊接热输入不高于1.1KJ/mm,以保证接头成形及各项力学性能。 接头各部位中,根部焊缝是塑韧性较低的薄弱位置,由于母材稀释率较大,接头根部焊缝合金元素含量较高,具有较大的淬硬倾向,导致冲击韧性降低。 在单面焊坡口钝边H=7mm,坡口角度α=30。,双面焊坡口钝边H=4mm,坡口角度α=45。,填充焊速度为1.2m/min时,焊接接头成形良好,接头拉伸、弯曲、冲击等力学性能优于常规MAG焊。单面焊及双面焊坡口金属填充量仅为MAG焊的28%和57%,综合焊接效率比MA6焊提高约70%。
【学位授予单位】:机械科学研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG456.9

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【参考文献】
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