中C锰铁对药芯焊丝埋弧焊耐磨性的影响-吴慧剑

湘潭大学毕业论文题目：塑性层埋弧焊药芯焊丝的研究学院：机械工程学院专业：材料成型及控制工程学号：2009501029姓名：吴慧剑指导教师：龚建勋完成日期：2013-5-301湘潭大学毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：塑性层埋弧焊药芯焊丝的研究学号：2009501029姓名：吴慧剑专业：材料成型及控制工程指导教师：龚建勋系主任：肖逸峰一、主要内容及基本要求主要内容：设计一种埋弧焊药芯焊丝，通过改变通过基础配方中中C锰铁的百分含量制做出几根金属粉型药芯焊丝，采用埋弧堆焊方法制备奥氏体堆焊合金，仔细观察对比焊接过程中的电弧稳定性、飞溅量、烟尘量、残渣量、焊缝成形、气孔等工艺现象。并对堆焊合金进行硬度测试试验、金相观察试验、磨粒磨损试验，系统的研究药芯中中C锰铁对焊接工艺性能、堆焊合金硬度、耐磨性及显微组织的影响，为设计配方时中C锰铁的加入量提供理论依据。基本要求：1、埋弧堆焊合金无气孔等缺陷；2、翻译相关外文文献一篇（英文内容不少于三页）。二、重点研究的问题1、中C锰铁含量对药芯焊丝埋弧堆焊堆焊合金耐磨性的影响2、堆焊合金的显微组织、硬度及耐磨性2三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1收集资料，阅读文献2013.02.25——2013.03.102撰写文献综述，拟定试验方案2013.03.10——2013.03.213初步试验并分析总结2013.03.21——2013.04.204完善试验方法和方案2013.04.20——2013.05.095总结试验数据并分析，撰写论文2013.05.09——2013.05.126写出正式稿2013.05.12——2013.05.257答辩2013.05.318四、应收集的资料及主要参考文献[1]张文钺.焊接冶金学（基本原理）[M],北京:机械工业出版社（第一版),1999[2]田志凌,潘川,梁东图.药芯焊丝[M].北京:冶金工业出版社,1999[3]陈华辉,邢建东,李卫.耐磨材料应用手册[M].北京:机械工业出版社,2006[4]李建民.磨损金属学[M].北京冶金工业出版社1990:217-243[5]李家浚,李诗卓.材料磨损原理及其耐磨性[M].北京:清华大学出版社,1990[6]尹士科.焊接材料实用基础知识[M].北京:化学工业出版社,2004.8-12[7]候增寿,卢光熙,金属学原理,上海科学技术出版社(第二版),上海,19903湘潭大学毕业论文（设计）评阅表学号2009501029姓名吴慧剑专业材料成型及控制工程（焊接）毕业论文（设计）题目：中C锰铁对药芯焊丝埋堆焊合金耐磨性的影响评价项目评价内容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评价评阅人：2013年5月31日4湘潭大学毕业论文（设计）鉴定意见学号：2009501029姓名：吴慧剑专业：材料成型及控制工程（焊接）毕业论文（设计说明书）30页图表14张论文（设计）题目：塑性层埋弧焊药芯焊丝的研究内容提要：设计一种埋弧焊药芯焊丝，通过改变基础配方中的中碳锰铁的百分含量做出几根金属粉药芯焊丝，采用埋弧堆焊的方法制备奥氏体堆焊合金，并观察堆焊过程的焊接工艺性能，并对堆焊合金层进行硬度测试实验、金相观察实验、磨粒磨损实验，来研究中碳锰铁对焊接工艺性能，堆焊合金的硬度、耐磨性和金相组织的影响，通过实验检验大学所学知识，并为设计配方时中碳锰铁的加入提供依据。结果表面：中碳锰铁对堆焊层奥氏体的形成有显著影响，由于采用埋弧焊，焊缝成形美观，气孔较少。但是烟尘较多。脱渣性随着中碳锰铁的增多而变差。此外堆焊合金的硬度随着中碳锰铁的增多而下降，奥氏体组织所占的数量及体积也随奥氏体增多而增多。5导教师评语指指导教师：2012年5月30日答辩简要情况及评语答辩小组组长：2012年5月31日答辩委员会意见答辩委员会主任：2012年6月1日目录摘要................................................1Abstract..............................................21.1概论........................................................31.2、埋弧堆焊的原理及特点.......................................31.3、药芯焊丝...................................................41.5、奥氏体....................................................61.6、论文的主题及要求...........................................7第二章实验材料、设备及成分设计.........................82.1实验材料....................................................82.2实验设备....................................................82.3实验的目的..................................................82.4药芯焊丝配方设计............................................83.1配粉.......................................................113.2药芯焊丝轧制成型...........................................113.3试板表面埋弧堆焊...........................................123.4包粉率的测算...............................................123.5堆焊合金硬度测试...........................................123.6试样切割...................................................123.7金相试样制备及观察.........................................13第四章实验结果及分析..................................144.1药芯焊丝包粉率.............................................154.2硬度分析...................................................154.3耐磨性分析.................................................164.4工艺性能比较...............................................174.5金相图分析.................................................18第五章总结与展望......................................215.1总结.......................................................215.2展望.......................................................211摘要在Q235A基体采用埋弧焊方法制备了高锰堆焊合金。采用光学显微镜和硬度测试等手段研究中锰对其显微组织及性能影响。试验结果表明，随着药芯焊丝中碳锰铁含量增加，堆焊合金硬度先增加后减小，这是由于沿晶碳化物和奥氏体基体数量增加叠加结果。关键词：中C锰铁；埋弧堆焊；奥氏体；药芯焊丝；耐磨性2AbstractInthesubstrateofQ235Awaspreparedusingthesubmergedarcweldingofhighmanganesealloys.Usingopticalmicroscopyandhardnesstesterorothermeanstostudytheeffectofmicrostructureandpropertiesbymanganesetothehighmanganesealloys.Testresultsshowthatwiththeincreaseofmid-carbonferromanganeseinflux-cored,thesurfacingalloyhardnesswhichitfirstincreasesandthendecreases,whichisduetointergranularcarbidesandaustenitematrixtoincreasethenumberofsuperimposedresults.Keywords：mid-carbonferromanganese；submerged-arcwelding；austenite；flux-coredwire；abrasiveresistance3第一章文献综述1.1概论药芯焊丝是由薄钢带卷成圆形钢管或异形钢管的同时，填满一定成分的药粉后经拉制而成的一种焊丝[1]。药芯焊丝也称管状焊丝或粉芯焊丝，是本世纪50年代发展起来的高效焊接材料。分为自保护和气保护两大类具有生产效率高，焊接质量好，焊接成本低等优点。它继承了手工电焊条的成分可调性的有点，又克服了手工焊不能实现连续、自动焊接的缺点[2]。焊接工艺性能包括：电弧稳定性、飞溅、脱渣性、焊缝成形等。药芯焊丝工艺性能好，不仅可以提高工作效率，还可以改善工作环境。因此对药芯焊丝工艺性能的研究具有重大的意义。药芯焊丝的焊接工艺性能主要取决于药芯的成分，组成药芯的各种物质通过其粒度和百分含量的变化对工艺性能产生不同的影响。通过控制变量研究某种成分的影响，是科研实验中最常用的一种。本课题将通过控制配方中中C锰铁的变化，致力于研究中C锰铁对药芯焊丝埋弧焊工艺性能的影响[3]。1.2、埋弧堆焊的原理及特点堆焊是一个普遍使用的方法来改善表面性质的工具，获得均匀的合金表面的焊接，以期提高硬度和耐磨性的目的无延展性和韧性的重大损失基材。是在金属表面熔敷一层特殊金属层,修补已磨损和腐蚀破坏的零件,是为了增大或恢复焊件尺寸，或使焊件表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接。这种简捷而又行之有效的方法,在我国应用十分广泛。堆焊是最有用和最经济的方法，以改善严重磨损条件提交给组件的性能之一的方法[4]。根据堆焊时熔池是否可见，堆焊可分为明弧堆焊和埋弧堆焊。其中埋弧堆焊是在焊接开始前在焊接线上堆积颗粒状焊剂，以自动方式向焊剂中送进焊丝，在焊剂覆盖状态下引燃电弧进行熔化焊接。焊剂受到电弧的加热而熔化、分解，对焊接区起到保护作用[5]。埋弧焊采用的焊剂因制造方法的不同而分为熔炼焊剂和粘结焊剂，焊剂的功能和成分类似于焊条电弧焊中的药皮。由于焊剂是分散的，从利用上考虑，只适用于平焊及横焊位置焊接，这是埋弧焊的一个不足点。然而，由于电弧被焊剂覆盖着，电弧光受到焊剂的遮挡，