高强钢复合热源螺柱焊螺柱焊接头冷裂纹影响因素试验研究(2)

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3.2.1 16mmQ235螺柱在616板上的焊接试验方案 13

3.2.2 16mmQ235螺柱在616板上的焊接试验结果分析 14

3.3 声发射 17

3.3.1 SAEU2S声发射系统及其原理 17

3.3.2 声发射实验结果 18

3.4 本章小结 20

4 填加奥氏体不锈钢材料的螺柱焊试验研究 20

6.1 加入奥氏体不锈钢焊丝的16mmQ235螺柱在616板上的焊接 20

6.2 加入奥氏体不锈钢套环的16mmQ235螺柱在616板上的焊接 23

6.3 加入奥氏体不锈钢凸台的16mmQ235螺柱在616板上的焊接 26

6.4 本章小结 28

结论 29

致谢 31

参考文献 32

1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

螺柱焊接技术自20世纪上半叶产生以来，由于这种焊接新技术具有快速、可靠、简化工序、降低成本等一系列优点，可替代铆接、钻孔、手工电弧焊、电阻焊和钎焊等螺柱的连接工艺[1]，因而引起了世界各国的普遍重视。螺柱焊是钢结构工程中广泛应用的一种焊接技术，现已广泛应用到桥梁、建筑、能源化工设备、造船工业、汽车工业、航天工业、医疗和试验设备、五金制品、装饰业等[2]。可焊接低碳钢、不锈钢、低合会钢，铜、铝及其合金材质的螺柱、销钉及栓钉等。我国对螺柱焊接技术的研究相对较晚，近十年才开始商业化生产，随着我国制造业日趋旺盛，螺柱焊接技术被越

来越多的国内企业推广使用[3]。

普通电弧螺柱焊时除了要求工件焊接处洁净、工件焊接性良好外，焊接处工件厚度应达到焊钉直径的1/3以上，这样可以保证焊缝抗拉强度高于焊钉自身的抗拉强度[4]。在强度不作主要指标的部位，工件厚度可减小到焊钉直径的l/5。但当工件是一个厚大件时，虽然能满足厚度要求，但也给焊接带来了问题：工件大，螺柱小，焊接时瞬间加热，易造成未熔合、成形不良等缺陷，且易出现脆性组织，产生焊接冷裂纹缺陷。故试验设计采用复合热源螺柱焊工艺方法进行焊接试验，试图通过感应加热的方法实现焊前预热，克服传统焊接方法焊接过程中存在的焊接缺陷，避免或尽量减小焊后焊接接头的冷裂，同时依靠机器人编程自动化焊接解决定位困难等问题，并提高焊接生产效率。

1.2 螺柱焊接技术的发展与应用

电弧螺柱焊电弧螺柱焊技术诞生于1918年[5]，1939年开始应用于造船行业[6]，50到60年代发达国家在钢结构工程中开始应用[7]，我国在20 世纪80 年代中期从国外引进此项技术，现已在建筑、桥梁、造船、汽车制造、锅炉等行业得到了较为广泛的应用[8~10]。

螺柱焊接技术在建筑工程中的应用是伴随着钢-混凝土组合结构的发展而发展的，在建筑钢结构中，螺柱焊接技术主要用于焊接固定圆柱头建筑栓钉．在这一特定场合，我们又将螺柱焊接技术称为栓钉焊接技术或简称栓钉焊[8]。

螺柱焊技术的一重要环节是焊钉。焊钉用于固定（紧固）附着在母材上的，附加层，因此有人称焊钉为，铆固件，附加层，可用于保温、防腐蚀、装饰或增加强度。焊钉的材质和形状根据其不同用途也有所不同，在桥梁上，焊钉被用来，铆固，桥面上的混凝土层，使混凝土层与钢结构桥面形成一个整体，在一般情况下焊钉主要承受剪应力，在桥梁上焊钉受力情况较复杂，既受拉应力又受剪应力，但以受剪应力为主[9]。