800-1000MPa高强板焊接工艺研究计划任务书.doc
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1、编号类别二 年 科 字 技 术 项 目计 划 任 务 书项目名称8001000MPa高强板焊接工艺研究负责单位枣矿集团第二机械厂起止年限2007年1月6月国内外概况、水平和发展趋势及专利情况:1、 国内外概况、水平:8001000MPa级高强度钢板的焊接,主要用来制造装甲车辆、重型机械、军舰船只等,可用的焊接方法一般有手工电弧焊、埋弧自动焊、电渣焊、双丝埋弧焊、双丝窄间隙埋弧自动焊、埋弧堆焊、等离子弧焊、气体保护焊等,此外,各国焊接学家还对高强钢电阻焊的焊接工艺进行了研究,主要研究各种高强钢的可焊性、焊接规范参数对焊点组织性能的影响、焊接程序和工艺优化等,如英国TWI材料连接技术全球中心的Sh
2、i、G等学者研究了高强钢点焊程序的修正以及母材强度和焊接淬火对焊点性能的影响;日本学者Otani、Tadayuki等对超细晶粒高强钢电阻点焊特性做了系统的研究,法国学者Mimer、M通过实验研究提出了通过焊后回火工艺来提高高强钢和超高强钢的电阻点焊性能的方法等等。使用钢种主要有低合金高强钢、合金钢、合金调质钢、低焊接裂纹敏感性高强钢、非调质低裂纹敏感性高强钢、高强度高韧性钢、锻钢等。焊接一般使用气体保护焊、混合气体保护焊为主。焊丝使用合金高强钢实芯焊丝、合金高强钢金属药芯焊丝。国内多手持焊枪焊接,国外多半自动、机械手、机器人全自动焊接,国内使用普通气体保护焊焊机多,国外使用龙门焊机多。2、 发
3、展趋势:高强钢钢板焊接在国外应用广泛,在国内应用不多,主要原因是国内8001000MPa级高强钢钢板合金配方冶炼轧制工艺还未完全掌握,钢种较少,冶炼较晚,相应的国家级科研机构少,国家机构设置不系统、资金投入少、高级焊接研究人员少等。近年来随着社会进步与发展,对高强钢应用越来越多,相应的研究与经验也越来越多,并已逐步应用于实践。焊接钢种向多合金、低合金、低焊接裂纹敏感性、高强度高韧性方向发展,抗拉强度、屈服强度越来越高,由800MPa向1600MPa方向发展,焊丝向以实芯焊丝为主向微烟、无烟低氢碱性金属药芯焊丝为主方向发展,焊机向半自动、全自动龙门焊机方向普及,保护气体由100%CO2向20%C
4、O2+80%Ar方向发展,送丝以单根送丝向双根送丝、三根送丝六根送丝、八根送丝、多根送丝方向发展,填充、盖面一次焊接成型。3、 专利情况:国内类似专利有(1)大线能量焊接高韧性抗锌液腐蚀用钢及其生产方法(2)大线能量焊接非调质高韧性低温钢及其生产方法(3)一种调质钢厚板焊接结构残余应力的消除方法(4)依据焊接坡口面的变化确定焊接填充面积的控制方法 国外类似专利有(1)气体保护电弧焊接时检测和跟踪角焊缝的方法和装置(德国)主要研究、实验内容、目标、技术关键及主要技术经济指标(目标要具体,包括阶段目标和最终目标):1、 研究、实验内容:对抗拉强度8001000MPa、屈服强度750950 MPa级
5、的钢种钢板进行合金成分化验,确定合金成分含量,计算碳当量,确定钢种类型,使用焊接设备、焊接材料类型,确定焊接实验式样,对焊接式样进行冷裂纹实验、热裂纹实验、焊缝外观检验、焊缝力学性能实验、脆性实验、使用性能实验,使用多组式样、多种坡口类型、多种高强度合金焊丝、多种类型的保护性气体、混合保护性气体进行焊接实验,使用多种预热温度进行焊前预热,焊后不热处理或热处理对焊缝力学性能的影响,编制焊接工艺流程、焊接工艺规范、焊接工艺指导书,搜集整理所有资料,实验完毕后,编制焊接工艺性评定报告2、 目标:阶段目标是根据所有的资料、实验的各组数据,确定目前8001000MPa高强度钢板适用于焊接的最佳钢种类型、
6、最佳焊接设备、最佳焊接材料、最佳混合保护性气体比例及最佳焊接电压电流等等其它所有的最佳焊接参数。最终目标是我厂最终掌握该技术,自行进行高强度长寿命液压支架的设计与制造。3、 技术关键:高强度钢板大都合金成份多,碳当量高,冷裂纹敏感性高,确定准确的预热温度,使用最佳的焊接设备、材料,确定最佳的焊接参数与施焊要点等等,都是该技术的关键。4、 主要技术经济指标:该实验需要资金50万,成功后,我厂可自行进行高强度长寿命液压支架的设计与制作,该支架技术含量高,使用前景广阔迫切,利润高,按利润30%计算,每台支架纯利润15万,我厂如果每年制作300架,利润450万,并且,对现在的和以后的各种类型的焊接参数
7、的确定,都具有重要的指导意义。 达到的技术水平、经济、社会效益及推广应用前景:1、达到的技术水平:确定最佳参数后,编制焊接工艺性评定报告,以使我厂最终掌握该技术,能对8001000MPa级高强度钢板进行批量焊接生产 。2、经济、社会效益及推广前景:高强度钢板我国实际应用较少,相关的研究也不多,科学研究的大环境条件不成熟,零星见于一些零散的企业与文章,主要是以前国内对资源的使用重视程度小,不注重产品的深层次研究与使用,结果造成产品强度低、寿命低、安全程度低,造成资源的严重浪费与科技的一度停滞不前,各种频繁报废产品层出不穷,疲劳断裂事故时有发生,给消费者造成巨大心理与经济损失。高强度钢板强度高,硬
8、度高,韧性好,抗疲劳性好,产品使用安全可靠,使用寿命长,资源循环利用周期长,同样是一张10mm厚的钢板,普板使用1年,高强板可使用30年,而成本却高出不多,性价比优势一目了然。实验一旦成功,不但可以在煤矿等重型机械企业使用,还可以在军事装甲、航海造船等各个领域普遍推广使用。能源紧缺,科技进步,各个领域对高度长寿命产品的需要越来越强烈,是一个不争的事实步,高强度钢板的焊接实验成功,对社会的巨大效益自然也是一目了然。 采用的研究、实验方法和技术路线(包括工艺流程):1、 焊接母材:WH802、 焊丝:WOJ900M 1.6mm3、 焊接设备:KH600 CO2气体保护焊焊机4、 保护气体:(1)1
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