[发明专利]确定16Mn钢焊接工艺参数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定16Mn钢焊接工艺参数的方法。

背景技术

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2.1 16Mn钢的化学成分(wt.％)

表2.2 16Mn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。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明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。

本发明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；