轨道车辆不锈钢车体的CMT焊接工艺研究

摘要

近年来，我国轨道交通发展迅速，轨道车辆车体需求量增加。与普通碳钢、铝合金车体相比不锈钢车体综合性能有很大的优势。传统MIG/MAG焊接的不锈钢车体焊缝有飞溅、过热等诸多缺陷，本文使用热输入量低、飞溅少、搭桥能力强的CMT焊接技术对轨道车辆不锈钢车体的焊接工艺进行研究。使用焊丝为ER308LSi、不锈钢为301L。
　　通过单因素变量实验研究CMT焊接中焊接速度、送丝速度、弧长修正、推力修正对焊接过程中的熔滴过渡频率、熔滴大小以及焊缝成型中熔深、熔宽、深宽比、余高部分面积、熔合面积的影响。通过改变保护气体流量大小、焊接方向发现左焊比右焊焊缝表面保护情况好，左焊焊缝的润湿角小于右焊。
　　采用正交试验优化焊接参数，对所得良好的焊缝进行组织力学性能分析。2mm厚度301L不锈钢板对接优化参数:焊接速度0.95m/min、送丝速度10.5m/min、对接间隙0.8mm、弧长修正-5％、推进修正0、干伸长12mm。焊缝先析出δ铁素体，以FA模式凝固。室温组织由γ奥氏体、少量δ铁素体构成。接头由母材、热影响区、部分熔化区、焊缝柱状晶区构成，熔合线在母材部分熔化区和焊缝柱状晶区之间，热影响区靠近部分融化区部分析出条状平行铁素体抑制此区域热影响区晶粒的长大。焊接接头显微硬度母材最高、热影响区居中、焊缝中心区最低、熔合线附近近似于母材。焊接接头抗拉强度为666MPa达到母材的88%，延伸率为49%过超于301L常规最低塑形40%，具有良好的塑性。
　　通过改变对接间隙和错边量，发现CMT焊接技术对间隙、错边有很强的适应能力。通过与MIG焊接对比，发现CMT焊接方法产生的飞溅很少，所得到的焊缝组织以及焊缝热影响区的晶粒度比MIG焊接所得的小，CMT焊接方法合适的工艺窗口下可产生大量条状平行铁素体，有效抑制焊缝热影响区的晶粒长大。

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1 绪论

1.1课题来源

1.2课题研究背景及意义

1.3 奥氏体不锈钢特性

1.4 CMT焊接技术的优势

1.5 CMT焊接技术的应用现状

1.6 本课题主要研究内容

2 实验设备、材料及方法

2.1实验设备

2.2 实验方法

3 焊接参数对焊接过程以及焊缝成型的影响

3.1 焊接速度对焊接过程以及焊缝成型的影响

3.2 送丝速度对焊接过程以及焊缝成型的影响

3.3 弧长修正对焊接过程以及焊缝成型的影响

3.4 推进修正对焊接过程以及焊缝成型的影响

3.5 焊接方向、保护气体流量对焊缝成型的影响

3.6 本章小结

4. 2mm对接参数优化及接头组织性能分析

4.1 2mm对接参数的优化

4.2 接头组织特征分析

4.3力学性能分析

4.4 本章小结

5. CMT焊接技术工艺适应性分析

5.1 CMT焊接对间隙的适应性分析

5.2 CMT焊接对错边的适应性分析

5.3 CMT焊接飞溅量分析

5.4 CMT焊接组织对比分析

5.5 本章小结

6.总结与展望

6.1 全文总结

6.2 课题展望

致谢

参考文献