环形钢基体tig堆焊铜工艺研究

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1、硕I：论文环形钢堆体TIG堆焊铜T艺研究摘要本文采用TIG焊方法在环形钢基体上堆焊纯铜层，要求铜．钢界面结合强度超过堆焊铜层自身强度，并控制铜层泛铁程度。针对铜层厚度要求，提出采用双层堆焊的方法进行铜层堆焊，其中，第一层称为基体层，第二层称为堆覆层，分析并总结了基体层及堆覆层的工艺研究重点。搭建了TIG堆焊系统，设计了专用气体保护装置，通过初步试验，确定了送丝位置，钨棒直径，钨棒距工件高度等非主要工艺参数。制定了成形质量评价标准，通过正交试验优化了基体层成形质量主要工艺参数，并得出电流和摆动速度是成形质量的最显著影响

2、参数。分析了泛铁产生机理，总结了泛铁特征，研究了主要工艺参数对基体层的泛铁程度影响，结果表明随着电流的增加，泛铁程度加大；而随着送丝速度，转动速度，摆动速度的增加，泛铁程度均减小。结合对基体层工艺参数的总结及大量的堆覆层焊接试验，获得了堆覆层成形良好的工艺参数。为检测铜．钢界面轴向整体抗剪性能，设计了专用的剪切夹具。对在最佳工艺参数下堆焊的多组试件的检测结果表明，采用TIG堆焊铜层，可以保证钢基体基本不熔化的基础上实现铜一钢的冶金结合。SEM分析表明，铜．钢界面平直，钢基体没有熔化，无气孔、未焊合、央渣等焊接缺陷，在

3、界面处存在1—21．tm的成分迅速变化区域及5—101．tm的过渡层，在过渡层外的铜层中不含铁。剪切结果显示，剪切断面均处在铜侧，表明界面抗剪强度大于堆焊纯铜层自身的强度。从硬度试验得出，堆焊铜层的硬度为55～60HB。关键词：TIG堆焊，泛铁，铜．钢界面，成形质量，基体层，堆覆层AbstractInthispaper,theTIGweldingmethodhadbeenusedtooverlaycooperonthesteelmatrix．Interfacebondstrengthofcopper—steelwas

4、requiredtosurpassweldingcopperlayerandcontroltheFecontentofcopperlayer．Basedonthethicknessrequirementsforcopper,themethodofdouble．surfacinghadbeenadopted．Thefirstlayerwascalledthematrixlayer,andmesecondwascalledcoatinglayer．Inaddition，theessenceofmatrixlayerpro

5、cessandcoatinglayerwasanalyzedandsummedup．Moreover,theTIGsurfacingsystemwassetup，aspecialgasprotectiondevicewasdesigned．andnon-essentialprocessparameters(thelocationofthewire，thediameteroftungstenrod，tungstenbarhighfromtheworkpiece)weredeterminedthroughprelimin

6、arytests．Tlle纠aluationcriterionofformingqualitywasmade．Inthemeanwhile，theorthogonaltestm咖dwasusedtooptimizethemainprocessparametersofthematrixlayerformingquality．Andtheresultsshowedthatthecurrentandswingspeedwerethetwomostsignificantimpactfactorsoftheformingqua

7、lity．ThemechanismofFepenetrationwasanalyzed；thecharacteristicsofFepenetrationWassummedup，andthemainprocessparametersimpactonthedegreeofFepenetrationofthematrixlayerwerestudied．TheresultsrcIVealedthatwiththeincreaseofcurrentandFepenetration，whilewiththeincreaseo

8、fwirefeedspeed，rotationalspeedandswingspeed，itdecreased．Withcombiningthesummaryofprocessparametersofthematrixlayerandalargenumberofcoatinglayer’Swelding,thegoodformingproces