穿水钢筋的焊接工艺及设备研发

论文摘要

利用20MnSi II级钢筋成分通过普通轧制和控冷生产余热处理钢筋,即穿水钢筋,在闪光对焊机改进的基础上,选用闪光对焊方法和连续闪光对焊工艺,配合合理焊接工艺参数能获得优质接头。变穿水钢筋机械连接为焊接连接,有利于穿水钢筋在国内外推广使用。穿水钢筋采用普通轧制和穿水冷却工艺生产,钢筋边部与中部的组织和硬度不同,经过焊接热循环的作用,边部热影响区发生软化,但高于钢筋中部母材的硬度,钢筋轴线部位则不发生软化。从总体上看,穿水钢筋焊接接头不存在软化问题。穿水钢筋在闪光对焊焊接热循环的作用下,接头晶粒长大是不可避免的。焊接接头热影响区奥氏体晶粒尺寸随着t8/5的增加而明显长大。但焊接热影响区的硬度和韧性并不取决于奥氏体晶粒尺寸的大小,而主要取决于所形成的不平衡组织的形态。穿水钢筋在闪光对焊焊接工艺的适应性良好。在选择焊接工艺时,首先要满足强度的要求,在焊接接头强度不低于母材的强度的前提下,可适用于很宽的焊接热输入范围。穿水钢筋经过闪光对焊焊接接头的拉伸性能:σ_b为635～645MPa,σ_s为480～490MPa。断裂位置都发生在母材,断口特征为延性,有颈缩,有明显屈服,比普通Ⅲ级钢筋的强度有大幅度提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 穿水冷却的发展概况
• 1.1.1 穿水冷却设备的最新进展
• 1.1.2 穿水钢筋的发展前景
• 1.1.3 强化冷却方法的发展
• 1.2 超细晶钢的焊接问题
• 1.2.1 超细晶钢的“三超”特征带来的焊接问题
• 1.2.2 曰本、韩国的研究工作
• 1.2.3 中国的研究工作
• 1.3 超细晶碳素钢的焊接
• 1.3.1 激光焊
• 1.3.2 脉冲MAG 焊
• 2 气体保护焊与手工焊'>1.3.3 CO₂气体保护焊与手工焊
• 1.4 超细晶碳素钢钢筋的焊接
• 1.4.1 超细晶碳素钢钢筋的闪光对焊
• 1.4.2 超细晶碳素钢钢筋的电渣压力焊
• 1.4.3 超细晶碳素钢钢筋的电弧焊
• 2 理论基础
• 2.1 穿水钢筋的普通轧制和控制冷却
• 2.1.1 穿水钢筋轧后控制冷却的特点及其基本原理
• 2.1.2 穿水钢筋轧后控制冷却的方法及类型
• 2.2 穿水钢筋闪光对焊的基本原理
• 2.2.1 闪光对焊的加热特点
• 2.2.2 闪光对焊的闪光阶段
• 2.2.3 闪光对焊的预热阶段
• 2.2.4 闪光对焊的顶锻阶段
• 3 穿水钢筋的焊接工艺
• 3.1 穿水钢筋的焊接性分析
• 3.1.1 穿水钢筋的成分及性能
• 3.1.2 穿水钢筋的焊接性
• 3.2 穿水钢筋的焊接工艺特点
• 3.2.1 焊接方法及材料的选择
• 3.2.2 焊接工艺参数的确定
• 3.2.3 穿水钢筋焊接工艺小结
• 3.3 穿水钢筋的焊接质量分析
• 3.3.1 外观检查
• 3.3.2 金相分析
• 3.3.3 性能分析
• 4 闪光对焊机的改进及效果
• 4.1 闪光对焊机的构造
• 4.2 闪光对焊机的改进及效果
• 4.2.1 送进机构的改进及效果
• 4.2.2 夹紧机构的改进及效果
• 4.2.3 防护面罩的改进及效果
• 4.2.4 冷却装置的改进及效果
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集