tig焊对接实验学位论文.doc

前言Q345钢是一种低合金钢（W（C）<0.2%），具有较高屈服强度、韧性高、良好的焊接性与冷加工性能，在船舶、压力容器、建筑钢结构、石油天然气管道、航天航空等领域生产制造中得到了广泛应用。如下焊接方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、钨极氩弧焊等在生产制造中都可以焊接Q345钢。其中TIG焊焊缝比较干净、没有飞溅，但熔深较浅、效率比较低、工艺复杂。为了改善TIG焊的不足，焊接学者就研究出了A-TIG，研究A-TIG焊的活性剂及工艺对其影响具有重要意义。1.1研究背景Q345是一种低合金高强度钢，具有良好的焊接性，在热轧制状态下使用，其组织主要由铁素体加珠光体构成，其强度方式主要由Mn、Si等合金元素通过固溶强化作用而提高的。虽然Si的固溶强化效果比较好，但是当Si的质量分数超过1.6%时，冲击韧性会下降。Mn对是一种非常有利的元素，可以铁素体可以实现固溶强化，效果明显，同时还能提高钢的塑性和韧性，从而大大提高了钢机械加工性能。Q345在生产制造中，消耗和使用量是最大的，在各各生产制造行业都得到了广泛的应用，比如：矿山机械、轨道车辆、压力容器、起重机械、核电站等承受载荷的工程构件中。这些结构构件的工作特点是承受疲劳载荷，正因为它具有高的屈服强度；在使用温度中也有一定的要求，有的最高使用温度可达200℃以上，有的最低温度可在-40℃以下；通常在大气中或有水的地方使用，承受大气和环境各种的腐蚀。这就要求构件的耐腐蚀能了和屈服强度有较高的要求，则需要较高的刚度；不允许产生塑性变形和脆性断裂，我们需要一个更高的屈服强度和拉伸强度，塑性和韧性也要高;如果在低的温度和环境介质下承载，该材料应具有良好的耐腐蚀性和不易冷碎倾向。如果要将材料制成各种结构件和零部件，那么就要求钢材必须具有良好的冷冷加工性和较好焊接性。Q345钢的化学成分和力学性能，由于Q345中元素含量的多少不同，可分为A、B、C、D、E等，如表1-1和表1-2所示。表1-1Q345钢的化学成分（GB/T1591-2008）牌号质量等级化学成分（质量分数）（%）(不大于)CSiMnPSQ345A0.200.501.700.0350.035B0.200.0350.035C0.200.0300.030D0.180.0300.025E0.180.0250.020表1-2Q345钢的力学性能（GB/T1591-2008）牌号等级屈服强度Re/MPa（不小于）抗拉强度Rm/MPa伸长率A（%）（不小于）最低冲击吸收功Akv/J（不小于）Q345A345470~6302034B20C21D21zE21Q345钢中含Mn元素较高，Mn可以和S结合生成MnS，S是产生热裂纹的主要元素，所以Mn可以防止热裂纹倾向；因为不含有强碳性化合物形成元素，因而对再热裂倾向性不大；但由于含碳量，所以它淬硬倾向比低碳钢稍大，冷裂倾向也比低碳钢稍大。对于Q345钢来说，常用的焊接方法有：焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊、TIG焊等焊接方法。在相同的条件下，使用A-TIG焊可以使焊缝的熔深增加1～2倍，在常用的焊接方法中，A-TIG焊接效率的提高，焊接质量的稳定，会使其在与焊条电弧焊，埋弧焊，手工电弧焊的竞争中更有优势，与电子束焊，电阻焊和等离子焊相比，A-TIG焊接设备简单和便宜，焊接质量有保证，在一定的厚度范围内，用有限的资金设备前提下，采用A-TIG焊接方法将是一个非常不错的选择[1]。因为其含碳量有点偏高，所以焊接热输入可以适当增大，以防止冷裂纹的产生。焊接材料的选择，应综合考虑焊缝金属的力学性能和抗裂纹能力，保证焊缝金属的具有良好的强度和塑韧性等，由于Q345钢焊缝金属的热裂纹倾向比较小，而有一定的冷裂纹倾向，一般可按等强匹配原则进行选择，也就是根据母材强度等级和工作条件来选择焊接材料[2]。内容包括：问题的提出；研究对象的基本情况：化学成分、使用性能、工艺性能、典型用途及应用领域；常用的焊接方法及其优劣。1.2A-TIG焊技术1.2.1A-TIG焊的提出背景钨极氩弧焊是一种惰性气体保护的焊方法接，又称TIG焊，利用氩气作为保护气体，采用熔点比较高的钨极作电极，利用钨极和焊接母材产生的电弧热熔化母材和填充金属。TIG焊由于钨电极本身的载热能力有限，限制了电弧所传递的热量，从而导致焊缝熔池深度较浅，一般单层焊接中最多焊缝熔深可达5mm的熔深;在焊接大而且比较厚的板材、管材时需预先开坡口进行多层多道焊接，工艺很复杂，极大地限制了在生活中的使用[3]。TIG焊在现代焊接技术中应用非常广泛，焊接接头质量高，无飞溅，焊缝干净整洁，可以实现全位置，是焊接各种合金、有色金属和不锈钢等材料的理想方法。但是，TIG焊进行钢、铜、铝等热膨胀系数比较大材料的焊接时，钨电极的载热能力有限，电弧热量分散、线能量密度低、电弧力