确定16Mn钢焊接工艺参数的方法技术

本发明专利技术涉及一种16Mn钢焊接的工艺，所述的焊接工艺参数确定包括：准备若干16Mn钢基体、若干根焊丝；分别预设连续焊、脉冲焊的各5组不同工艺参数，分别进行16Mn钢基体和焊丝的焊接，所述的焊接工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度；分别对不同焊接参数焊接的16Mn钢基体进行焊缝大小分析、母材组织分析、焊缝组织分析、熔合区组织分析、热影响区宽度分析、硬度测试分析；根据上述分析结果确定CO2气体保护电弧焊的焊接方法为采用脉冲焊，焊接工艺参数为：焊接过程，在焊机上分别设定好连续焊焊接工艺参数，在焊丝与焊件之间产生电弧；焊丝被电弧融化形成熔滴并进入熔池；CO2气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起着隔离空气和保护焊接金属的作用。

Method for determining welding parameters of 16Mn steel

The invention relates to a process for 16Mn steel welding, the welding process parameters include determining: prepare several 16Mn steel substrate, a plurality of wires; each of the 5 groups of different process parameters are preset continuous welding, pulse welding, respectively 16Mn welding steel matrix and welding wire, welding parameters including the welding current, arc voltage and welding speed; according to different welding parameters for welding 16Mn steel for weld size analysis, microstructure analysis, base metal weld fusion zone microstructure analysis, microstructure analysis, heat affected zone width analysis, hardness testing and analysis; according to the above analysis results to determine the welding method of CO2 gas shielded arc welding with pulse welding and the welding process parameters: welding process, welding machine are respectively set in the continuous welding process parameters, with an arc between the wire and the welding wire is; The arc melts to form molten droplets and enters the molten pool. CO2 gas is ejected through the nozzle and surrounds the arc and molten pool. It acts as a function of isolating the air and protecting the welding metal.

【技术实现步骤摘要】
确定16Mn钢焊接工艺参数的方法
本专利技术涉及一种确定16Mn钢焊接工艺参数的方法。
技术介绍
16Mn钢焊接性：材料焊接性的概念有两个方面的含义：一是材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷；二是焊接完成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。低合金钢的化学成分和力学性能如下表2.1和表2.2所示，而16Mn钢的焊接性则主要表现为裂纹和接头脆化问题。表2.116Mn钢的化学成分(wt.％)表2.216Mn钢的力学性能冷裂纹及影响因素16Mn钢含有少量的合金元素，碳当量比较低，一般情况下(除环境温度很低或钢板厚度很大时)冷裂倾向不大。结合碳当量的计算公式：上述碳当量公式用得相当普遍，一般认为CE≤0.4％是，钢材在焊接过程中基本无淬硬倾向，冷裂敏感性小。屈服强度为294～392MPa热轧钢碳当量一般都小于0.4％，焊接性良好，除钢板厚度很大和环境温度很低等情况外，一般不需要预热和严格控制焊接热输入。热裂纹、消除应力裂纹及影响因素：从表2.1可以看出，16Mn钢的含碳量较低，而Mn含量较高，因此wMn/wS能达到要求，具有较好的抗热裂性能，焊接过程中的热裂纹倾向较小，正常情况下焊缝中不会出现热裂纹。热影响区脆化：16Mn钢焊接的主要问题还是热影响区脆化，其中包括了粗晶区脆化和热应变脆化。粗晶区脆化是由于钢材被加热到1200℃以上，热影响区过热区的温度很高接近于熔点，因此产生了奥氏体晶粒的显著长大和一些难溶质点的溶入等过程，这些过程直接影响到过热区性能的变化。CO2气体保护电弧焊应用十分广泛，采用不同的焊接参数对16Mn钢焊接热影响区尺寸及其性能有重大意义。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种确定16Mn钢焊接工艺参数的方法，并根据确定的焊接工艺参数进行16Mn钢焊接，提高生产率，降低成本。本专利技术16Mn钢焊接的工艺，包括：钢焊工艺参数的确定以及CO2气体保护电弧焊；所述的焊接工艺参数确定包括：准备若干16Mn钢基体、若干根焊丝；分别预设连续焊、脉冲焊的各5组不同工艺参数，分别进行16Mn钢基体和焊丝的焊接，所述的焊接工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度；其中，连续焊：5组不同的工艺参数分别为：第一组：焊接电流100A、电弧电压24.5V、焊接速度40cm·min-1；第二组：焊接电流130A、电弧电压25.6V、焊接速度40cm·min-1；第三组：焊接电流160A、电弧电压27.0V、焊接速度40cm·min-1；第四组：焊接电流160A、电弧电压27.0V、焊接速度30cm·min-1；第五组：焊接电流160A、电弧电压27.0V、焊接速度50cm·min-1；脉冲焊：5组不同的工艺参数分别为：第一组：焊接电流125A、电弧电压25.4V、焊接速度40cm·min-1；第二组：焊接电流163A、电弧电压27.4V、焊接速度40cm·min-1；第三组：焊接电流200A、电弧电压29.5V、焊接速度40cm·min-1；第四组：焊接电流200A、电弧电压29.5V、焊接速度30cm·min-1；第五组：焊接电流200A、电弧电压29.5V、焊接速度50cm·min-1；其中，所述脉冲焊焊接电流为峰值电流，基值电流为峰值电流的60％；脉冲焊的上升段时间为0.1S，加载段时间为0.2S，下降段时间0.1S，维弧段时间为0.3S；分别对不同焊接参数焊接的16Mn钢基体进行焊缝大小分析、母材组织分析、焊缝组织分析、熔合区组织分析、热影响区宽度分析、硬度测试分析；根据上述分析结果确定CO2气体保护电弧焊的焊接方法为采用脉冲焊，焊接工艺参数为：焊接电流200A、电弧电压29.5V、焊接速度40cm·min-1；所述脉冲焊焊接电流为峰值电流，基值电流为峰值电流的60％；脉冲焊的上升段时间为0.1S，加载段时间为0.2S，下降段时间0.1S，维弧段时间为0.3S；所述的CO2气体保护电弧焊包括：焊接过程，在焊机上分别设定好连续焊焊接工艺参数，在焊丝与焊件之间产生电弧；焊丝被电弧融化形成熔滴并进入熔池；CO2气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起着隔离空气和保护焊接金属的作用。进一步地，所述的16Mn钢基体为是长×宽×高＝200mm×20mm×4mm的钢板。进一步地，所述的焊丝为H08Mn2Si，焊丝直径为1mm的焊丝，焊嘴直径1.2mm。进一步地，焊前采用角向磨光机将16Mn钢基体表面的氧化物、油污杂质清除干净直至露出金属光泽。进一步地，所述的焊接工艺参数确定中，分别进行16Mn钢基体和焊丝的焊接时，焊丝伸长度均为10mm，CO2气体流量均为15L·mm-1。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：1、焊接热影响区尺寸主要受焊接电流和焊接速度的影响。随着焊接电流的增大、焊接速度的减小，焊接热影响区尺寸逐渐增大。2、试样焊接接头的焊缝金属硬度略高于母材，在热影响区的硬度值最高。靠近母材的硬度值有所下降。3、等效电流强度下，连续焊焊接接头显微硬度值大于脉冲焊时的相应值；4、与连续焊接电流的比较，采用脉冲电流CO2气体保护电弧焊焊接16Mn，得到的焊接接头焊缝形状更合理，焊接热影响区尺寸更小，显微硬度更低。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术焊接接头显微硬度曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术16Mn钢焊接的工艺，包括：钢焊工艺参数的确定以及CO2气体保护电弧焊；所述的焊接工艺参数确定包括：准备若干16Mn钢基体、若干根焊丝；分别预设连续焊、脉冲焊的各5组不同工艺参数，分别进行16Mn钢基体和焊丝的焊接，所述的焊接工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度；其中，连续焊：5组不同的工艺参数分别为：表2.4CO2气体保护电弧焊工艺参数(连续焊)脉冲焊：5组不同的工艺参数分别为：表2.5CO2气体保护电弧焊工艺参数(脉冲焊)(注,表中所示脉冲焊焊接电流为峰值电流，基值电流为峰值电流的60％)用粗砂纸将焊好的式样表面的杂物打理干净，然后对焊缝外观形貌进行观察分析。相比较之下，连续焊的焊缝比脉冲焊的焊缝粗大，焊缝更加光滑。分析认为，CO2为多原子气体，熔滴过渡受到的阻力大于熔滴重力，熔滴在脱离焊丝之前就发生了偏离甚至上翘。熔滴脱离焊丝之后，一般不能沿焊丝轴向过渡，形成非轴向过渡。动特性不佳时，短路过渡将伴随大量的金属飞溅，过渡过程的稳定性被破坏，影响焊接质量，浪费焊接材料，恶化劳动条件。金相分析:制备好金相试样后用OLYMPUS-TOKYO型金相显微镜进行观察。(1)母材组织分析:热轧状态下的16Mn钢为典型的白色铁素体+黑色珠光体的带状组织。这种带状组织是在热加工时沿着变形方向形成的。(2)焊缝组织分析：试样A1焊缝中含有有晶界铁素体，针状铁素体，珠光体，侧板条铁素体。试样A2含有珠光体、侧板条状铁素体、大量的晶界铁素体及少量的针状铁素体。试样A3含有大量的晶界先共析铁素体、侧板条铁素体及魏氏组织。(3)熔合区组织分析：熔合区是焊缝区和热影响区之间的过度区域。试样B1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种16Mn钢焊接的工艺，其特征在于，包括：钢焊工艺参数的确定以及CO2气体保护电弧焊；所述的焊接工艺参数确定包括：准备若干16Mn钢基体、若干根焊丝；分别预设连续焊、脉冲焊的各5组不同工艺参数，分别进行16Mn钢基体和焊丝的焊接，所述的焊接工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度；其中，连续焊：5组不同的工艺参数分别为：第一组：焊接电流100A、电弧电压24.5V、焊接速度40cm·min

【技术特征摘要】
1.一种16Mn钢焊接的工艺，其特征在于，包括：钢焊工艺参数的确定以及CO2气体保护电弧焊；所述的焊接工艺参数确定包括：准备若干16Mn钢基体、若干根焊丝；分别预设连续焊、脉冲焊的各5组不同工艺参数，分别进行16Mn钢基体和焊丝的焊接，所述的焊接工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度；其中，连续焊：5组不同的工艺参数分别为：第一组：焊接电流100A、电弧电压24.5V、焊接速度40cm·min-1；第二组：焊接电流130A、电弧电压25.6V、焊接速度40cm·min-1；第三组：焊接电流160A、电弧电压27.0V、焊接速度40cm·min-1；第四组：焊接电流160A、电弧电压27.0V、焊接速度30cm·min-1；第五组：焊接电流160A、电弧电压27.0V、焊接速度50cm·min-1；脉冲焊：5组不同的工艺参数分别为：第一组：焊接电流125A、电弧电压25.4V、焊接速度40cm·min-1；第二组：焊接电流163A、电弧电压27.4V、焊接速度40cm·min-1；第三组：焊接电流200A、电弧电压29.5V、焊接速度40cm·min-1；第四组：焊接电流200A、电弧电压29.5V、焊接速度30cm·min-1；第五组：焊接电流200A、电弧电压29.5V、焊接速度50cm·min-1；其中，所述脉冲焊焊接电流为峰值电流，基值电流为峰值电流的60％；脉冲焊的上升段时间为0.1S，加载段时间为0.2S，下降段时间0....

【专利技术属性】
技术研发人员：周培山，杨燕，夏敏敏，谢芋江，王良，王静，李晓旭，任强，上官昌淮，胡静，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51