高氮钢机器人富氮双丝PMIG焊接工艺试验研究(3)

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另外高氮钢与无氮钢或相低氮钢比虽然有较高的强度和良好的塑韧性,但该钢种在焊接时可能会形成与母材不同的组织，从而产生一系列使其强度和韧性下降的问题。高的固溶氮使钢从热力学角度分析，只是一种不稳定状态, 存在氮化物析出的倾向并可能引发其它硬脆相的形成, 弱化了材料原本优良的性能。焊接加工时热影响区氮化物析出是固溶氮的一种主要损失方式[1]。高氮钢虽然在高压氮气氛中可以或得理想的焊接接头,但从实用化的角度来说,很多时候构件还是不可避免地要在大气环境中焊接。由于高氮钢中的氮过饱和,低压氮气氛中对其进行焊接时极易出现氮的释放现象,造成焊接部分出现气孔，裂纹以及氮化物析出等缺陷[6]。论文网

1.3 国内外有关高氮钢焊接过程氮行为的研究

1.3.1 氮的析出

氮气孔

1.3.2 氮的溶入

1.4 双丝PMIG焊的优点

双丝PMIG焊接是一种高效的焊接方法，可同时实现高速和高熔敷率焊接,具备这样的优点，使得双丝PMIG既可以在薄板结构,也可以在厚大结构的焊接方面发挥作用。细双丝自动焊比细单丝自动焊能更大幅度提高生产率,尤以细双丝三弧焊为最[23]。双丝焊除了高效和节能外还可以较大幅度调整焊缝的熔合比和宽深比,以改变焊缝的成分和结晶状况来减少焊接高强钢和堆焊高合金层时极易产生的裂纹倾向,同时也可减少焊接时的气孔和夹渣倾向。由以上分析可以看出双丝焊的特点有:焊接速度高;对于厚板可以提高焊丝熔敷率;焊接质量好,焊接碳钢和不锈钢时可以减少裂纹倾向;可以双焊丝掺合金调整焊缝性能;焊缝成形美观、平坦。

1.5 双丝焊的研究及其应用

双丝PMIG焊是一种高效的焊接方法，很多国家和机构都在研究。对于多丝MIG焊的研究国内外都是从双丝埋弧焊开始的[18]。目前,特别是采用单电源的双丝窄间隙埋弧焊解决了两侧未熔合问题,并且提高了生产效率[18]。但是由于埋弧焊熔池不可见,加之只适于平焊位置,因此这种方法有较多限制。随着熔化极气体保护焊的应用普及,对熔化极气体保护双弧焊的研究也比较多,其最早应用是在1955年[19]。国内研制了双焊丝的CO2气体保护焊新工艺,用于电机机座的焊接[20] ,实际应用证明,它可以减小焊接变形,提高焊接质量和生产效率,改善劳动条件,节约焊接材料。

加拿大焊接研究所也研制了脉冲双焊丝GMAW焊接设备,用于窄间隙的高强钢焊接,它的两电弧分别采用不同的电源供电,利用两电源脉冲峰值的相移来控制双丝的焊接,解决电磁场的相互干扰问题,成功地解决了窄间隙侧壁熔合问题[21]。为了提高我国工业企业的焊接生产效率和焊接生产水平,珠海雅各臣有限公司从世界著名的德国克鲁斯(Cloos)公司引进了Tandem 高速高效MIG/MAG双丝焊接技术,并在国内大力推广应用[22]。

1.6 其他高氮钢焊接方法

1.6.1 焊条手工电弧焊

高氮钢是奥氏体不锈钢的一种，焊条电弧焊适用于所有的奥氏体不锈钢的焊接，几乎所有种类的奥氏体不锈钢都有可与之匹配的焊条供应，其焊接工艺也已足够成熟。尽管生产率低，劳动强度大，经济效益差，但其方便、灵活、可全位置焊，配套焊条品种全等优点。所焊板厚>1.5mm，薄板焊条电弧焊不易焊透，焊缝余高大，并且由于生产率低等原因不适合于工业日常大规模生产中。

1.6.2 钨极氩弧焊

钨极氩弧焊是奥氏体不锈钢薄板焊接的首选方法，适合焊接板厚0.5-3.0mm的薄板，与焊条电弧焊相比各有优缺点。但对薄壁构件（如厚度<2mm的结构件），焊条电弧焊很难保证焊接质量；厚度<1.5mm的板或管子的对接焊，焊条电弧焊基本无能为力。而氩弧焊的另一优势是可以进行不填丝自熔焊，甚至厚度小到0.5mm的对接接头采用PTIG以及不留间隙的I形坡口自熔焊，仍能得到优质焊缝。必要时还可以采用卷边接头以减少装配难度，而这是焊条电弧焊可望而不可及的。氩弧焊的低热输入有利于奥氏体不锈钢的焊接，尤其是薄板焊接时和用于厚板打底焊时，电弧十分稳定，TIG焊甚至可不受熔滴过渡的影响，可视熔池情况填丝。但由于钨电极承受电流有限，焊前表面清理工作严格等缺点，不适合厚板等的焊接。文献综述