5Ni-Cr-Mo鋼配套焊條藥皮堿度研究

焊縫金屬中可擴(kuò)散氫含量對焊接金屬冷脆有著重要影響,為避開產(chǎn)生焊接冷裂紋,焊接高強(qiáng)度鋼時應(yīng)采用超低氫焊條.本文主要論述通過對藥皮組成物進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗涂刂破浜?以及具體介紹如何運(yùn)用采用物理方法和化學(xué)方法調(diào)整焊縫組織,致使改進(jìn)焊接工藝.因此,為了更進(jìn)一步提高高強(qiáng)鋼的抗裂能力及降低預(yù)熱溫度,研制超低氫焊條是一種有效的途徑,這也是我國焊條科研的重要項(xiàng)目之一.

低氫型焊條藥皮抗吸潮性研究——從低氫型焊條藥皮易吸潮原因出發(fā)，提出了提高低氫型焊條藥皮抗吸潮能力的解決途徑，并用相關(guān)試驗(yàn)論證了其使用的可行性。

運(yùn)用均勻設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)了12種堿性低氫焊條藥皮配方,通過數(shù)學(xué)建模得出交流穩(wěn)弧性的主要影響因素,并通過單因素及交互作用試驗(yàn),得出主要影響因素與交流穩(wěn)弧性的關(guān)系曲線,提出用"穩(wěn)弧度"來評價(jià)交流穩(wěn)弧性的新方法。結(jié)果表明:碳酸鹽、螢石及石英對斷弧長度有顯著影響,碳酸鹽、螢石及鐵合金對滅弧次數(shù)有顯著影響;用"穩(wěn)弧度"評價(jià)焊條穩(wěn)弧性的方法可行;螢石含量增加,穩(wěn)弧度降低且質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制為18%~20%;石英與螢石比值增大,穩(wěn)弧度降低且比值應(yīng)控制在0.15~0.3,碳酸鹽與螢石比值增大,穩(wěn)弧度先增大后減小,比值為2.0~2.2,穩(wěn)弧度較好。

焊條藥皮起泡是影響焊條驗(yàn)收的外觀缺陷之一。本文以堿性焊條為例,分析了堿性焊條生產(chǎn)過程中藥皮的起泡原因,通過對起泡原因分析,找出了預(yù)防焊條藥皮起泡的方法,避免了因藥皮起泡而造成焊條的報(bào)廢。

堆焊焊條藥皮合金劑的組分優(yōu)化——根據(jù)用二次旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計(jì)方法建立的合金劑與硬度、磨損體積之間的回歸方程，利用遺傳算法對其進(jìn)行了最優(yōu)解尋優(yōu)，并對尋優(yōu)結(jié)果作了分析比較。ga優(yōu)化得到了合金劑最佳配比，且相同約束條件下，其優(yōu)化結(jié)果優(yōu)于混合罰函數(shù)法。

根據(jù)用二次旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計(jì)方法建立的合金劑與硬度、磨損體積之間的回歸方程,利用遺傳算法對其進(jìn)行了最優(yōu)解尋優(yōu),并對尋優(yōu)結(jié)果作了分析比較。ga優(yōu)化得到了合金劑最佳配比,且相同約束條件下,其優(yōu)化結(jié)果優(yōu)于混合罰函數(shù)法。

酸性碳鋼焊條藥皮開裂的研究

本文參照《全國電焊條質(zhì)量評比細(xì)則》對焊條工藝性進(jìn)行評定，同時采用高速攝影、波形分析、光學(xué)金相、掃描電鏡能譜分析等測試方法，對雙層藥皮不銹鋼焊條的工藝特性、焊接冶金過程特點(diǎn)、焊接熔渣的顯微組織等進(jìn)行了測試分析。研制的雙層藥皮不銹鋼焊條主要性能指標(biāo)達(dá)到了國際名牌產(chǎn)品水平。

為使1ni9鋼焊條藥皮輔料對焊條脫渣性的影響規(guī)律得到量化,按照均勻設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)了藥皮配方,并采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件sas建模,對焊條的脫渣性進(jìn)行量化分析。以藥皮鋪料中的碳酸鹽等8種成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為自變量,長石和云母的含量為定值,進(jìn)行二次回歸分析。結(jié)果表明:在試驗(yàn)所確定的成分范圍內(nèi),大多數(shù)藥皮輔料對焊條脫渣性的影響以交互作用的形式表現(xiàn)出來,增加硅鐵、鈦鐵的含量對改善焊條的脫渣率有利;碳酸鹽或金紅石的含量越多,越不利于焊后脫渣;隨著螢石或鈦白粉含量增加,焊條的脫渣率呈先增后降的趨勢;其它組分對焊條脫渣性無明顯的影響。

根據(jù)多股絞合鋼絲繩生產(chǎn)原理和焊條涂敷原理研制出藥皮涂層連續(xù)電焊條(continuouscoatedelectrode,縮寫cce)。cce能夠替代短電焊條和氣體保護(hù)焊絲,實(shí)現(xiàn)焊條焊接的自動化、半自動化生產(chǎn)。

藥皮涂層連續(xù)電焊條的研制——根據(jù)多股絞合鋼絲繩生產(chǎn)原理和焊條涂敷原理研制出藥皮涂層連續(xù)電焊條(continuouscoatedelectrode，縮寫cce)。cce能夠替代短電焊條和氣體保護(hù)焊絲，實(shí)現(xiàn)焊條焊接的自動化、半自動化生產(chǎn)。

介紹了復(fù)合鐵合金在焊條生產(chǎn)中的應(yīng)用情況,闡明了復(fù)合鐵合金的應(yīng)用對于降低焊縫中金屬雜質(zhì)和非金屬夾雜的含量、復(fù)合脫氧以及對于改善焊縫金屬性能等方面的重要影響,指出了復(fù)合鐵合金在焊條生產(chǎn)中將具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。

電焊條藥皮耐吸潮性初探

鈦鐵礦型焊條替代鈦鈣型焊條的主要問題是鈦鐵礦型焊條熔敷金屬的氧含量較高，使熔敷金屬的低溫沖擊韌性低。添加ｔｉ、ｓｉ或ｍｎ等脫氧元素易產(chǎn)生焊縫氣孔，為此對在鈦鐵礦型焊條藥皮中添加ｃ的可能性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果和理論分析表明，ｃ的脫氧產(chǎn)物為氣體，進(jìn)入氣相能降低氣相中氫的分壓，防止氣孔的產(chǎn)生，克服了ｔｉ、ｓｉ、ｍｎ等脫氧劑所帶來的問題。在試驗(yàn)條件下，藥皮中加入小于１％的ｃ，熔敷金屬不產(chǎn)生氣孔及ｃ過渡，可提高熔敷金屬的低溫沖擊韌性，能達(dá)到與鈦鈣型焊條相當(dāng)?shù)乃?，并保持良好的工藝性?/p>

脫水云母在焊條藥皮中的應(yīng)用研究——對天然云母、脫水云母、合成云母進(jìn)行了化學(xué)成分、水分、能譜、焊接工藝試驗(yàn)多項(xiàng)分析對比。研究了它們的相同性及差異，介紹了脫水云母的優(yōu)點(diǎn)以度在不銹銅焊條藥皮配方和堿性焊條藥皮配方中應(yīng)用的可能性。

藥皮成分對電焊條能耗的影響規(guī)律研究

介紹了不銹鋼焊條的裂紋分類及開裂階段,全面分析了影響不銹鋼焊條藥皮開裂的因素,并詳細(xì)列出了預(yù)防不銹鋼焊條藥皮開裂的措施。

堿性焊條藥皮組分與熔敷金屬擴(kuò)散氫含量的關(guān)系——用回歸正交試驗(yàn)建立了堿性焊條藥皮組分與熔敷金屬擴(kuò)散氫含量之間的關(guān)系，分析了藥皮組分及其交互作用對焊縫熔敷金屬擴(kuò)散氫含量的影響，提出了根據(jù)藥皮配方預(yù)報(bào)熔敷金屬擴(kuò)散氫的方法。

分析了多種國內(nèi)外堿性焊條藥皮渣系,設(shè)計(jì)了cao-caf2-bao-tio2-sio2渣系.用均勻設(shè)計(jì)的思想方法和計(jì)算機(jī)軟件來安排試驗(yàn).選定9~11種藥皮組分作為自變量,并把每個自變量分成5個水平,共做了29個焊條小樣.把焊縫熔敷金屬5個化學(xué)元素作為目標(biāo)函數(shù),利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件分析指標(biāo)數(shù)據(jù).結(jié)果給出了多種藥皮組分對5個化學(xué)元素含量影響的趨勢圖;也給出了自變量與因變量之間關(guān)系的多項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型.借助趨勢圖和數(shù)學(xué)模型,可以探討調(diào)整焊條熔敷金屬化學(xué)成分的方向,也可以進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化搜索.

本文綜述了目前國內(nèi)天然硅酸鹽礦物在焊條藥皮中的應(yīng)用現(xiàn)狀,并介紹其化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、物理特性等,以及化學(xué)物理特性對焊條的影響。文中著重介紹了硅灰石、透輝石、葉蠟石、絹云母、千枚石、霞石正長巖、海泡石、硅泥粉等礦物在焊條藥皮中應(yīng)用,并展望了硅酸巖礦物在焊條藥皮中應(yīng)用前景。

建立了使用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(icp-aes)測定電焊條藥皮中錳、鉻、鐵、鈣、鉀、鈉元素的方法。樣品經(jīng)鹽酸-硝酸-氫氟酸溶解,高氯酸冒煙揮除硅,鹽酸溶解鹽類,以水定容,混勻;再分取體積1/10;于優(yōu)化選定的儀器條件下測定錳、鉻、鐵、鈣、鉀、鈉元素。測定回收率均在98.0%~101%,標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0.8%,該方法相較化學(xué)分析法和x射線熒光光譜法(x-ray)更為快速、準(zhǔn)確,為剖析未知電焊條藥皮組成成分提供了方法。

對鈦精礦碳熱還原制備焊條藥皮進(jìn)行研究,在氧化焙燒溫度850～900℃、復(fù)合添加劑配量3%～5%、還原焙燒溫度1100～1500℃、焙燒時間240～270min條件下獲得焊條藥皮原料——還原鈦鐵礦,其tio2大于52%、feo小于5%,c、s、p等有害元素含量小于0.03%。采用xrd、sem、eds及tga等表征方法對鈦鐵礦還原前后的物相、形貌、成分等變化進(jìn)行分析,結(jié)果表明:氧化焙燒及復(fù)合添加劑的配入改變了鈦鐵礦的晶體結(jié)構(gòu),使礦相結(jié)構(gòu)疏松,降低了還原溫度,提高了還原反應(yīng)速度;獲得的還原鈦鐵礦形貌較好,且基本不含有害元素。