电阻对焊工艺与退火处理对82B钢线材组织与力学性能的影响

摘要

预应力钢绞线是建筑用材中强度级别高、技术含量高的产品，用其代替普通的钢丝或钢筋，可以显著提高建筑物的使用寿命，并且节省钢材用量30％以上，目前被广泛应用于桥梁、高速公路、水利建筑、石油化工和煤矿工程等工业领域。在预应力钢绞线整个生产过程中，拉拔及捻制工序时出现的断丝现象，不仅制约着钢绞线生产设备产能的发挥，而且影响着钢绞线生产企业的经济收益。
　　本文通过对拉拔、捻制工序中产生的各类断丝进行收集和分析处理，发现焊接断丝是各类断丝中所占比重最大(80%以上)的一类断丝，并对82B钢线材的电阻对焊工艺及焊后退火工艺及其对焊接断丝率的影响进行了深入研究。
　　本文研究了焊前端口处理方式、焊接钳口间距、顶锻量和焊接功率系数等工艺参数对82B钢线材焊接接头的组织与力学性能的影响，确定了82B钢线材较适宜的焊接工艺参数为：焊前钢线材端口周边45度倒角处理、夹钳间距22mm、顶锻量6mm和焊接功率系数710X。在此焊接工艺条件下，氧化物及夹杂能被完全挤出，焊接试样的抗拉强度和延伸率分别为974MPa和6%，焊缝处没有马氏体和魏氏体等影响拉拔工艺的脆性组织。
　　通过研究焊后退火温度、加热速度、退火时间和退火次数等工艺参数对82B钢线材焊接接头的组织与力学性能的影响，确定了82B钢线材较适宜的焊后退火工艺参数为：(1)采用二次退火工艺；(2)两次退火温度分别为820和680℃；(3)两次退火的加热速度分别为14和18℃/s；(4)两次退火保温时间分别为70s和40s。经二次退火处理后，焊接试样焊缝处的有害组织被彻底清除，焊接区域的晶粒均明显细化，材料的塑性明显提高，抗拉强度和延伸率分别达到1020MPa和28%，焊缝区及热影响区的硬度指标均能满足后道拉拔工序要求。
　　对比了电阻对焊工艺及焊后退火工艺改进前后拉拔及捻制过程中出现的断丝率情况。研究表明，焊接及焊后退火相关工艺参数的优化改进，使焊接断丝率由原先的4次/100吨降低为1.6次/100吨，提高了工厂的生产效率及经济效益。
　　通过对工艺参数改进前后各类焊接断丝典型的断口形貌进行观察，揭示了相应的焊接断丝机理，进一步论证了焊接工艺参数优化的效果，同时对钢绞线生产过程中导致断丝的其它因素的改进具有一定的指导意义。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 电阻焊技术概述

1.3 电阻焊技术的国内外发展现状

1.4电阻焊焊接工艺对82B钢线材焊接质量的影响

1.5焊后热处理对电阻焊的焊缝性能的影响

1.6本文的研究意义及主要研究内容

第2章 试验材料与设备

2.1 试验材料

2.2 试验设备

第3章 电阻对焊与退火工艺对焊接接头组织与力学性能的影响

3.1 电阻对焊工艺对焊接接头组织与力学性能的影响

3.2一次退火工艺对焊接接头的组织与力学性能的影响

3.3二次退火工艺对焊接接头的组织与力学性能的影响

3.4 本章结论

第4章 电阻对焊工艺与退火处理对断丝率与断裂机理的影响

4.1 焊接工艺和焊后退火工艺优化前后焊接断丝率

4.2典型拉丝工序断口形貌与断裂机理分析

4.3 典型绞线捻制工序断口形貌与断裂机理分析

4.4 理想状态焊接区域拉拔钢丝分析

4.5经济效益分析

4.6 本章结论

结论

参考文献

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