艦船用高強鋼旁路分流雙面電弧焊接工藝機理研究.pdf

1、在艦船建造領(lǐng)域內(nèi)，高強鋼因其具有高屈服強度、高抗拉強度和優(yōu)良的韌性等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于潛艇耐壓殼體等的建造。然而，隨著鋼材強度的提高，其焊接穩(wěn)定性下降，焊接過程中易產(chǎn)生裂紋、強韌性匹配不易控制、熔合區(qū)及熱影響區(qū)性能惡化等問題。研究表明，合理地控制焊接熱輸入是改善高強鋼焊接問題的關(guān)鍵。本文針對我國潛艇建造常用的921A高強鋼，探索具有可控?zé)彷斎胄阅艿呐月贩至麟p面電弧焊接新工藝在實施的可能性，并對該工藝的焊接機理進行深入研究，為其具體實施提

2、供理論支持。
　　本文首先搭建旁路分流 MIG-TIG雙面電弧焊接試驗系統(tǒng)，進行高強鋼堆焊試驗，研究不同焊接工藝參數(shù)對焊接成形的影響；進行平板對接試驗，獲得2mm和6mm厚兩種規(guī)格的921A高強鋼平板對接工藝標(biāo)準(zhǔn)，并對接頭的微觀組織和力學(xué)性能進行研究；其次，借助自行研制的焊接檢測系統(tǒng)，監(jiān)測焊接過程中的電弧形態(tài)、電弧電流和電壓波動情況、熔滴過渡模式，并對 MIG-TIG耦合電弧的電弧壓力和電流密度分布進行測量，建立耦合電弧物理特性與

3、焊接效果之間的內(nèi)在聯(lián)系；最后，對比旁路分流雙面電弧焊接工藝與常規(guī)電弧焊接工藝的接頭效率和焊接熱輸入；借助理論公式推導(dǎo)，解釋該工藝具有低熱輸入和穩(wěn)定焊接過程的物理本質(zhì)，并對該工藝的實施提出建議。研究結(jié)果表明，旁路分流雙面電弧焊接工藝可以實現(xiàn)艦船用921A高強鋼薄板（2mm）和中厚板（6mm）高效、可靠的連接，其平板對接接頭的拉伸強度平均值為618MPa，可以達到或超過母材，斷裂形式為典型的韌性斷裂。旁路電流的引入極大地穩(wěn)定了焊接電弧，使其