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1、機電工程學院《專業(yè)課程設計》任務書課題名稱：EDMn－A－16焊條的配方設計學生姓名：葛進國學號：20090610226專業(yè)：材料成型及控制工程班級：09材控2班成績：指導教師：楊莉2013年1月7日2目錄1.0國內外焊條的現(xiàn)狀…………………………………………………011.1電弧焊在焊接生產中的應用………………………………………011.2國內外焊材…………………………………………………………012.0高錳鋼的性能…………………………………………………………033.0高錳鋼的焊接性………………………………………………………043.1熱裂紋的敏感性……………………………
2、……………………043.2氣孔敏感性………………………………………………………053.3熱影響區(qū)碳化物的分析…………………………………………053.4熔敷金屬與母材力學性能的差異………………………………054.0焊芯的選定……………………………………………………………065.0藥皮的類型……………………………………………………………086.0藥皮配方的設計………………………………………………………096.1焊條藥皮的作用…………………………………………………096.2藥皮配方中各組成成分的作用…………………………………096.3K值的確定……………………………………
3、…………………106.4藥皮組成物的配比的計算………………………………………106.5焊條藥皮的初步配方……………………………………………122一、國內外焊條的現(xiàn)狀1.1電弧焊的應用及特點電弧焊是手工操縱焊條進行焊接的一種電弧焊方法，俗稱手工電弧焊，屬于傳統(tǒng)的焊接工藝方法。電弧焊創(chuàng)始于1907年，至今已有100多年的發(fā)展歷史，在工業(yè)生產中仍占有較大的應用比率。其特點是電弧柱的溫度高于3000攝氏度，且熱量集中，與氣焊方法相比，熱效率較高。該方法所用的焊條均為優(yōu)質藥皮焊條，品種規(guī)格齊全，其中絕大部分已能進行標準化生產，且供應量充足。特別是所焊接頭的質量和理化性能，可滿
4、足現(xiàn)代焊接工程較高的技術要求。此外，焊條電弧焊還具有所需焊接設備簡單、易于操作、靈活性好、工藝適應性強等優(yōu)點。但電弧焊也有下列不可忽視的缺點：焊接效率不高、焊接利用率低、焊工勞動強度大、焊接過程難以實現(xiàn)機械化和自動化、焊接環(huán)境污染較嚴重、焊工職業(yè)病發(fā)病率高。這些已成為焊條電弧焊擴大應用范圍的一大障礙。目前在工業(yè)發(fā)達國家，焊條電弧焊的應用比率已下降到20%左右。在我國，此比率仍高達75%。可以預期，在今后的十年內，焊條電弧焊仍將是工業(yè)生產中應用的最主要的焊接工藝方法之一。1.2國內外焊材12焊條、焊絲是焊接回路中的一個重要組成部分。在焊接過程中，它不僅可以傳導電流，而
5、且還可以作為與焊件產生電弧的一個電極。同時，焊條和焊絲還起著填充金屬的作用。在焊接熱源的作用下，焊條或焊絲受熱熔化，以熔滴的形式進入熔池，并與熔化了的母材共同組成焊縫。焊條藥皮、焊劑以及保護氣體，是進行必要的冶金反應和保證焊接質量所必需的重要材料。因此，焊接材料不僅影響焊接過程的穩(wěn)定性、焊接接頭的性能及質量，同時也影響著焊接生產率。目前許多工業(yè)發(fā)達國家焊接生產發(fā)展很快，焊接結構用鋼已達到鋼產量的50%左右，生產中每噸鋼材所需的焊接材料大體為3-5kg；在焊接材料中，焊條所占的比例約為50%-60%。隨著焊接過程機械化與自動化的發(fā)展，焊絲及保護氣體在焊接材料中所占的比
6、例迅速提高，而焊條所占比例則不斷降低。例如，1990年日本的焊接材料總產量為40.25萬噸，其中實心焊絲占47%，藥芯焊絲占16%，焊條占25%。然而1980年日本焊條產量占焊接材料總產量的58%。我國焊接材料產品的構成比例，目前還不盡合理。從1988年的生產水平來分析，焊條產量為47萬噸，占焊接材料總產量的90%以上。而焊絲產量只有1.8萬噸，占焊接材料總產量的5%以下。目前我國焊接材料的品種和數(shù)量均不能滿足生產建設的需要，所以在今后的焊接技術發(fā)展中應當重視焊接材料的生產與科學研究；對于手弧焊用的焊條應當不斷提高產品質量、增加焊條品種；同時還應迅速提高焊接機械化與
7、自動化水平，大力發(fā)展自動與半自動焊接用的焊接材料，逐步調整我國焊接材料的構成比例。二、高錳鋼的性能高錳鋼是指含碳量為0.9%～1.3%，含錳量為11.0%～14.0%的鑄鋼，即ZGMn13（化學成分如下表1所示）。材料在1000～1100℃12之間為單一奧氏體組織，為保持此組織，需高溫淬火，即在1100～1050℃間的溫度內立即水淬至常溫。經過熱處理后的高錳鋼，如果再加熱到250℃以上，就會有碳化物析出，其脆性增加，再加上此材料的線膨脹系數(shù)大，易出現(xiàn)較大內應力，如果采取常規(guī)焊接工藝焊接則會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，原因是焊后緩冷到950～250℃的溫度區(qū)間內，會有大量碳化物
