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《高效低碳钢芯_h08a_奥氏体不锈钢焊条优化及研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、高效低碳钢芯(H08A)奥氏体不锈钢焊条优化及研制刘政军1,傅迎庆1,郝雪枫2,莉3,牟力军1马(1.沈阳工业大学,沈阳110023;2.沈阳市锅炉压力容器监督检验所,沈阳110000;3.沈阳煤气工程股份有限公司,沈阳110000)摘要:采用H08A焊芯通过药皮过渡合金元素,成功地研制出了高效低碳钢芯(H08A)奥氏体不锈钢焊条,可代替A102焊条,分析了不锈钢焊条药皮中影响焊缝气孔生成率的因素及各因素对气孔率的影响规律,研究表明焊条药皮中加入氧化铁红(Fe2O3)增加焊缝气孔率,随焊条药皮中大理石、萤石含量的增加,焊缝金属气
2、孔率随之降低。利用计算机辅助设计的方法对焊条药皮配方进行了一次回归正交设计,设计及计算出了最优的焊条配方。试验证明,该焊条的各项指标均满足了GB983-95标准,焊条的焊接工艺性优良。关键词:气孔;不锈钢焊条;计算机辅助设计文章编号:0253-360X(2002)05-85-04刘政军中图分类号:TG422文献标识码:A表1焊条药皮初步配方(质量分数,%)Table1Initialprescriptionofcoating0序言CrMnNi我国生产的钛钙型药皮的不锈钢焊条普遍存在着综合工艺性能差的缺点,其最突出的问题是药皮易发红
3、开裂1,这经常使焊条末端1/4～1/5长度由于药皮脱落而报废,造成了焊接材料的浪费。不锈钢焊条药皮之所以易发红开裂是因为不锈钢的电阻率比低碳钢大得多,如18-8型不锈钢比低碳钢电阻率大3.8倍,同时不锈钢的线膨胀系数又大,焊接时焊条通过很大的电流,焊芯产生大量的电阻热而导致药皮发红开裂。解决不锈钢药皮发红问题的方法之一是实现渣璧过渡,提高焊条的名义电压,但有时效果并不十分明显2,3。最有效的解决方案是使用低碳钢焊芯代替不锈钢焊芯并通过药皮来过渡合金,从根本上消除了药皮发红的原因。当采用药皮过渡合金时,药皮中达50%为合金成分,使
4、药皮的还原性很强,氧化性不足,焊缝易产生氢气孔,这是要急待解决的问题。30～383.0～9.010～14RutileMarbleFeldsparLeucite20～254～107～91～2Cr2O3SodaashTiO2Mica0.5～10.5～11～20.3～1Fe&SiAlloyRougeElse1～20～66要调整药皮中氧化物、脱氧剂及氟化物的数量和种类,所以先固定其它组分不变来调整药皮中大理石、长石、氟化钙及氧化铁红的含量,以达到去氢的目的。这是一个多因子试验设计问题,且因子间存在复杂的交互作用,采用经验法或单因子轮换法
5、已不能满足需要,为此研究出一种“焊条计算机辅助设计(ECAD)”系统,在该系统的支持下,来解决该焊条的气孔问题。ECAD系统所采用的试验优化技术方法是回归正交设计,它是将回归技术和正交技术相结合而发展起来的一种新型设计技术,使用少量的试验点即可获取丰富的信息,它是由以下几部分组成:(1)试验方案设计;(2)试验数据分析;(3)求解回归方程;(4)计算最优配方。1试验设计方法根据相关资料和试验,确定这种焊条药皮的初步配方见表1。根据焊接冶金学理论,要抑制氢气孔的产生,就收稿日期:2002-03-2786焊接学报第23卷表4直观分析
6、表Table4Directvisualanalysistable2试验方案设计ABABCACBCD考查四个因子,为了减少试验次数实施1/2全因子试验计划,即在交互作用列上安放一个因子所ⅠⅡⅰⅱR11.2514.7515.2510.0015.5013.0024.502318.5015.0014.5019.7514.2516.756.25需进行的试验次数N==8,所以选择L8(27)正交表安排试验,各因子上下水平见表2。表2各因子水平Table2Levelofeveryfactor2.813.693.812.503.883.255.
7、884.621.813.750.063.620.194.942.443.560.314.690.941.564.31Main→subordinatefactor:B→AB→AC→BC→A→C→DA(g)B(g)C(g)D(g)Ⅰ:Factor’ssumofhighleveldataⅰ:Factor’saverageofhighleveldataⅡ:Factor’ssumoflowleveldataⅱ:Factor’saverageoflowleveldataR:Factor’sdifferenceofaveragesoftwol
8、evelsdataHighlevelY110946LowlevelY24700ZerolevelY07823Variablerange6243表5方差分析表Square2erroranalysistable运行ECAD软件,通过主菜单进入试验设计模块,输入待考查
