T2铜与1Cr18Ni9Ti不锈钢的双丝焊工艺研究

摘要

本文采用SATRMATC R450自动双丝焊设备对5mm厚的铜(T2)与不锈钢(1Cr18Ni9Ti)板材进行了异种金属双丝焊的工艺研究，分别采用F1.0mm的硅青铜(HS211)-不锈钢焊丝(H0Cr19Ni12Mo2)和铜(HS211)-低合金钢焊丝(ER50S-6)，通过选择合理的焊接规范参数以及辅丝加脉冲、辅丝偏铜侧等工艺措施实现了铜与不锈钢的对接。
　　通过正交实验设计与极值法分析，得出了不同焊丝对接焊的最佳工艺参数，实验结果表明:采用铜-不锈钢焊丝时的最佳规范是:主丝为铜焊丝，电流138A，电压23.8V;辅丝为不锈钢焊丝，电流118A，电压24.2V，加脉冲，偏铜距2mm;焊接速度50cm·min-1，坡口间隙1.5mm。采用铜-低合金钢焊丝时的最佳规范是:主丝为铜焊丝，电流145A，电压24.4V;辅丝为低合金钢焊丝，电流124A，电压23.6V，加脉冲，偏铜距2mm;焊接速度55cm·min-1，坡口间隙2mm。两种组合都实现了铜与不锈钢的双丝焊对接且焊缝成形美观，无气孔、裂纹、夹杂等缺陷。
　　力学性能检测结果表明:铜-低合金钢焊丝对接的焊缝硬度为90.6～98.5HB，铜-不锈钢焊丝对接的焊缝硬度为94.8～112.8HB;且两种接头的抗拉强度都达到了210MPa以上，均在铜侧热影响区域发生韧性断裂。
　　金相组织观察与XRD、EDS分析表明:铜-不锈钢焊丝对接的焊缝组织为a-Cu+(γ+d)-Fe，铜-低合金钢焊丝对接的焊缝组织为a-Cu+F，铜-低合金钢焊丝对接的焊缝中Cu的含量在53.03～58.59％之间，与理论计算值接近;两种焊丝对接的接头在铜与不锈钢母材两侧都达到了比较好的熔合。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 本课题研究意义

1．2 铜钢异种金属焊接技术的发展现状

1．2．1 铜-钢异种金属材料的焊接性

1．2．2 铜-钢的焊接方法及特点

1．3 双丝焊技术的应用与发展

1．3．1 双丝焊的特点与应用

1．3．2 双丝焊的研究发展现状

1．4 本课题研究的主要内容

2 试验设备、试验材料及工艺方案

2．1 焊接设备

2．2 性能检测设备

2．2．1 金相观察与XRD物相分析

2．2．2 SEM及EDS成分检测

2．2．3 硬度检测

2．2．4 拉伸测试

2．3 焊接材料

2．4 焊前准备及基本参数设定

2．4．1 焊前准备

2．4．2 焊机的功能参数设定

2．4．3 辅丝偏铜解决措施

2．5 实验方案设计

3 铜-不锈钢焊丝的双丝焊实验与结果分析

3．1 堆焊实验

3．2 焊接参数对焊缝成形的影响

3．2．1 焊接电流

3．2．2 焊接电压

3．2．3 焊接速度

3．2．4 坡口间距及干伸长

3．2．5 保护气流量

3．3 铜-不锈钢板的双丝对接焊

3．3．1 正交实验方案设计

3．3．2 结果分析

3．3．3 焊缝外观成形评定

3．3．4 最佳工艺参数确定

3．4 本章小结

4 铜-低合金钢焊丝的双丝焊实验与结果分析

4．1 不锈钢表面的堆焊实验

4．2 铜-不锈钢板的双丝对接焊

4．2．1 正交实验与结果分析

4．2．2 焊缝外观成形评定

4．2．3 最佳工艺参数确定

4．3 本章小结

5 接头的力学性能及组织分析

5．1 焊接接头的硬度测试分析

5．2 抗拉强度检测

5．3 焊缝组织分析

5．3．1 XRD物相分析

5．3．2 铜-不锈钢焊丝对接接头的金相分析

5．3．3 铜-低合金钢焊丝对接接头的金相分析

5．3．4 基体材料组织变化

5．4 EDS焊缝成分分布分析

5．4．1 铜-不锈钢焊丝对接接头EDS成分分析

5．4．2 铜-低合金钢焊丝对接接头EDS成分分析

5．5 焊接缺陷与预防

5．5．1 气孔

5．5．2 裂纹

5．6 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文