带极堆焊中的电弧磁控技术研究进展

带极堆焊包括埋弧焊和电渣焊两种焊接形式，已为广泛应用于改善设备的的耐腐蚀、耐磨蚀性能。为了提高生产效率，往往需要采用较大的焊接电流或较宽的带极。然而，这极易导致电弧偏吹、熔深加大及焊道成形不良等缺陷。国内外对带极堆焊中磁控技术的研究发现，利用外加磁场可以有效地减小熔深、改善焊道成形。分别对带极埋弧堆焊和电渣堆焊两种情况下外磁场对焊接质量的不同影响进行了讨论。并指出，带极埋孤堆焊时施加振荡磁场，通过电磁搅拌作用可以有效地成小焊缝金属的稀释率及腐蚀速率，并且这种磁控电弧在保征一定稀释率的前提下允许采用更大的焊接电流，以提高生产效率，且不影响焊接质量。在带极电渣堆焊时，则可利用外加磁场来改变溶池上的磁场分布和熔渣、熔池金属的流向，从而有效地抑制了堆焊中的咬边及焊道成形缺陷。     

带极堆焊中的电弧磁控技术研究进展

带极堆焊包括埋弧焊和电渣焊两种焊接形式,已为广泛应用于改善设备的的耐腐蚀、耐磨蚀性能。为了提高生产效率,往往需要采用较大的焊接电流或较宽的带极。然而,这极易导致电弧偏吹、熔深加大及焊道成形不良等缺陷。国内外对带极堆焊中磁控技术的研究发现,利用外加磁场可以有效地减小熔深、改善焊道成形。分别对带极埋弧堆焊和电渣堆焊两种情况下外磁场对焊接质量的不同影响进行了讨论。并指出,带极埋弧堆焊时施加振荡磁场,通过电磁搅拌作用可以有效地减小焊缝金属的稀释率及腐蚀速率,并且这种磁控电弧在保证一定稀释率的前提下允许采用更大的焊接电流,以提高生产效率,且不影响焊接质量。在带极电渣堆焊时,则可利用外加磁场来改变熔池上的磁场分布和熔渣、熔池金属的流向,从而有效地抑制了堆焊中的咬边及焊道成形缺陷。     

微机控制带极堆焊磁控装置的研制

介绍了新型磁极的原理和单片机控制系统的组成及其工作原理，对所研制的磁控装置进行了多项试验研究，结果表明，采用新型磁极不仅可使其位置调整方便，而且改善了磁控效果，采用较小的磁控电流就可获得过去磁极使用较大电流才能达到的焊道形状控制效果。对磁控电流进行微机数字控制，提出了磁控电流的控制精度和稳定性。     

75mm宽带极电渣堆焊工艺研究

利用微机控制的带极堆焊设备，进行了７５ｍｍ×０．４ｍｍ宽带极电渣堆焊（ＥＳＷ）工艺及焊道质量控制的研究。找到了影响焊道几何形状和稀释率的因素及其影响规律，得到了最佳工艺规范参数。利用这一最佳工艺规范参数进行了堆焊，并对焊道性能进行了测试，结果表明焊道性能满足ＥＳＷ法的要求，能够获得优质堆焊焊道。     

焊接规范参数对带极堆焊电弧发生率的影响

采用焊接电压波形分析法，对影响宽带极（７５ｍｍ）电渣堆焊和高速带极堆焊电弧发生率的因素及其变化规律进行研究。     

稀土元素对堆焊层组织与性能的影响

概述了稀土元素在焊接材料中的应用，并详细地讨论了稀土元素对堆焊层组织和性能的影响。稀土元素不但可以消除堆焊层中的有害杂质，净化堆焊层，细化堆焊层组织，改善堆焊焊缝韧性，减少堆焊层中的夹渣，而且可以改善焊接工艺性能，提高堆焊层的耐磨性和硬度以及其它性能，展望了稀土元素在堆焊焊条中的应用前景。     

调质态42Cr_2Mo钢堆焊特性研究

为了满足42Cr2Mo钢表面修复的需要,用贝氏体焊条堆焊调质态2Cr2Mo钢,研究了在不同的焊接电流和层间温度下焊缝的组织和性能。试验结果表明:贝氏体焊条的焊接性能好;焊接电流越大,组织越粗大;第一层熔敷金属的硬度比第二层的熔敷金属的硬度高。     

TiC型双熔敷极耐磨堆焊接头组织与性能研究

采用原位自生的方法制备了TiC增强型耐磨堆焊熔敷层,对比了双熔敷极焊条电弧焊、传统焊条电弧焊对熔敷层组织和显微硬度的影响。分别在150 A、180 A和210 A焊接电流下进行两种电弧焊焊接,分析表明:焊接接头各区域组织都随焊接电流的增大而粗化,双熔敷极焊条电弧焊所得熔敷层组织比传统焊条电弧焊细;显微硬度随着焊接电流的增加,都呈现先上升后下降的趋势,熔敷层硬度最大值都出现在焊接电流为180 A时。     

工艺参数对堆焊熔敷成形极限倾角的影响规律

为了研究堆焊熔敷成形的极限倾角及送丝速度和堆焊速度对其的影响规律,采用MIG堆焊熔敷工艺进行单道多层成形试验,从焊缝形状变化及熔滴过渡方式的角度研究分析了成形极限倾角与工艺参数之间的关系.结果表明：极限倾角的大小主要由堆焊电流的大小决定并与成形焊缝形状有关,工艺参数对极限倾角的影响主要是通过改变堆焊电流、进而改变熔滴悬空部分所受力的平衡来实现的;在沿焊道方向上成形极限倾角为45°,且不受送丝速度和堆焊速度变化的影响.在垂直于焊道方向上,极限倾角随送丝速度的增大总体上呈减小趋势,随堆焊速度的增大呈先增大后减小趋势,当堆焊速度在18~21 mm/s时有最大值50°     

高锰铸钢MAG堆焊试验研究

介绍了采用大电流、高焊速的ＭＡＧ焊工艺在高锰铸钢上进行三种不同焊接材料的堆焊试验研究；分析了堆焊层的组织及性能，探讨了采用不同焊接材料进行高锰铸钢ＭＡＧ焊的可行性。     

堆焊工艺参数对焊缝质量和合金过渡的影响

在堆焊过程中,合金元素过渡的多少和焊缝质量的好坏是影响堆焊层的成分、组织结构和使用性能的主要因素,它直接决定着工件的使用寿命和贵重合金成分的利用率。本文主要阐述了焊缝成型和合金过渡的影响因素和控制措施。     

P11与TP304L异种钢管的焊接

采用镍基填充金属，手弧焊堆焊隔离层，氩弧焊打底，手弧焊填充盖面工艺，焊接Ｐ１１与ＴＰ３０４Ｌ无缝钢管试件。试件焊缝按照《ＡＳＭＥ锅炉及压力容器规范》第ＩＸ卷规定的拉力和导向弯曲试验进行焊接，工艺评定，工艺合格，现场正式施焊工件成功。     

镁合金双弧焊接过程研究与分析

研究了镁合金MIG-TIG双弧焊接方法,通过工艺实验获得了影响焊接过程的工艺参数(电流、弧长、焊丝末端与钨极末端的间距、焊接速度等)。在总电流为140 A,旁路电流为115 A,电弧电压为21 V,焊丝末端与钨极末端间距为3 mm时获得了成形较为美观的焊缝。分析了工艺参数对焊接过程及焊缝成形的影响,为进一步提高镁合金双弧焊接过程稳定性,获得质量高成形好的焊缝提供了一定的理论基础。     

单片机控制HSW—1500高速带极堆焊电源的研制

在带极堆焊电源模拟控制研究的基础上，开发了新型微机控制系统的研究，介绍了这种电源控制系统的电路组成和工作原理，研究结果表明：数控高速堆焊电源ＨＳＷ－１５００，输出电压稳定，调节范围广，网压波动补偿能力强，保护性能可靠，达到了ＨＳＷ法和ＥＳＷ法对电源提出的性能要求，能够获得高质量的焊道。     

低碳钢A—TIG焊活性剂的焊接性研究

利用自行研制的低碳钢A－TIG焊活性剂进行了各种焊接工艺试验。试验结果表明，使用本活性剂可使焊缝熔深比常规的TIG焊增加3倍，对12mm以下的低碳钢板对接无须开坡口，可一次焊接完成并能单面焊双面成型。焊缝表面成型良好，接头微观组织、焊缝的化学成分和接头力学性能均不受影响。焊接电流、弧长、焊接速度、涂层厚度和气体种类等均对焊接熔深的增加产生影响。     

渗硼板焊接工艺的研究

本文提出了采用６ＩＰ堆焊焊条焊接渗硼板的新工艺。试验表明：采用此工艺得到的焊缝具有良好的抗裂性能，且焊缝以ＨＶ７０４－７９２的硬度与渗硼板（ＨＶ１２９０－１５９０）一起构成了高硬度的耐磨整体。     

310S耐热不锈钢TIC焊接接头组织与力学性能研究

采用钨极氩弧焊焊接方法,以不同的焊接工艺方案对310S奥氏体耐热不锈钢进行焊接试验.焊接试验完成以后观察焊缝成形的外观质量,采用金相显微镜对焊接接头进行显微组织观察分析,并进行力学性能测试.结果表明:在焊接电流I=140 A、焊接速度V=0.32m/min的焊接工艺方案下,焊缝外观质量优良,焊接接头的组织和性能是最优的.在该焊接工艺方案下,焊缝区的晶粒组织细小均匀,拉伸试验的断裂位置在母材区域,并且焊接接头的抗拉强度为481MPa,能达到母材抗拉强度的91％以上.     

焊接线能量对熔敷金属组织形成的影响

采用堆焊焊条CHR322,在A3钢基体上以不同的焊接工艺进行手工电弧堆焊试验。分析了堆焊熔敷金属的显微组织,研究了焊接线能量对堆焊层金属显微组织形成的影响。分析研究表明：堆焊金属与基体金属具有良好的冶金结合,第一层堆焊金属受基体金属的稀释程度影响明显。堆焊金属的显微组织与输入的焊接线能量的大小有关。     

TA2钛合金熔丝钨极氩弧焊接头的组织性能

采用熔丝钨极氩弧焊方法应用于钛合金焊接领域,对优化工艺参数下的焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验。结果表明,熔丝钨极氩弧焊方法可实现5mm厚TA2板材单面焊双面成形,焊接接头内部无焊接缺陷,焊缝区显微组织由粗大的锯齿状晶粒组成使焊缝中心位置冲击功降低,拉伸试验断裂位置为热影响区,其断口为韧性断裂,焊缝中心维氏硬度高于母材,接头具有较好的塑性和韧性。     

基于超声波调控的残余应力分析

利用盲孔法测量不同焊接材料在有、无焊后消应力处理的表面堆焊焊缝残余应力,并对不同材料的堆焊试板进行焊后应力测试.结果表明:不锈钢堆焊试板的焊接残余应力大于碳钢堆焊试板的残余应力;不锈钢焊接材料堆焊试板经超声波消应力后残余应力有所下降;碳钢堆焊试板消应力效果更为突出,消应力后的平均最大残余主应力较消应力前下降了80％.