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1、目录摘要1前言21绪论31.1 焊缝成形及熔合比研究现状31.2 焊缝成分检测与预测方法研究71.3 研究内容和意义 112堆焊接头熔合比计算与焊缝成分预测122.1试验条件 122.2实验结论 183平板对焊接头熔合比计算与焊缝成分预测193.1 对接接头的特点193.2实验组一的相关计算203.3实验组二的相关计算234角接接头熔合比计算与焊缝成分预测264.1 角接接头的特点264.2角接接头熔合比和焊缝化学成分的计算275结论与展望 335.1结论335.2展望34致谢 35参考文献36熔焊接头熔合比计算和焊缝成分预测学生：钟成指导老师：王燕三峡大学机械与材料学院摘要: 本文主要研究在
2、不同焊接方法，不同的焊接材料，以及不同焊接工艺焊接参数下，通过实验确定熔合比，并由熔合比计算出焊缝的化学成分，这样就能到达预测焊缝质量，从而提高生产效率。课题的研究，旨在计算各种焊接接头中的焊缝熔合比及由熔合比推测焊缝中各化学元素的质量分数。研究对象为：CO2气体保护焊药芯焊丝和实芯焊丝堆焊接头、CO2气体保护焊实芯焊平板对接接头以及角接接头的焊缝熔合比和焊缝成预测。通过应用计算机绘图软件Photoshop CS4对焊缝金相图片进行染色，并应用该软件对染色面积进行计算，从而计算出熔合比和焊缝化学成分。关键字：熔焊接头；熔合比；焊缝成分；焊缝质量Abstract: This paper main
3、ly studies the different welding method for different material, welding, and welding process of welding parameters, determined by experimental fusion ratio, and the fusion ratio calculated from the chemical composition of the weld, such able to predict the weld quality, thereby improving the product
4、ion efficiency .The topic research, aims to calculate the welding in the weld fusion and fusion ratio of weld by speculation in the chemical element mass fraction. The experimental research object mainly is surfacing in CO2 gas shielded arc welding core electrode and solid core welding wire for weld
5、ing, butt joint in CO2 gas shielded arc welding welding process parameters under different welding and corner joints in CO2 gas shielded arc welding under different welding parameters of welding seam weld and weld after chemical element mass fraction. Through the application of computer drawing soft
6、ware Photoshop CS4on weld seam metallography dyeing, and the application of the software on the stained area were calculated, which calculated the fusion ratio and chemical composition of weld. This study hope from the weld fusion ratio and the chemical composition of weld angle, predict the weld qu
7、ality, thus in the production practice by changing the parameters of welding process to weld fusion ratio and weld chemical composition change, to improve the welding quality target.Keyword: Welded joint, The fusion ratio, Weld metal composition, Weld quality前言 焊接方法开展的历史可以追溯到几千年前，据考证，在所有的焊接方法中，钎焊和锻焊
8、是人类最早使用的方法。早在5000年前，古埃及就已经知道用银铜钎料钎焊管子，在4000年前，就知道用金钎料连接护符盒。我国在公元前5世纪的战国时期就已经知道使用锡铅合金作为钎料焊接铜器，从河南省辉县玻璃阁战国墓中出土的文物证实，其殉葬的本体，耳，足都是利用钎焊连接的。在明代科学家宋应星所著的天工开物一书中，对钎焊和锻焊技术做了详细的表达1。19世纪80年代，焊接只用于铁匠锻造上。工业化的开展和两次世界大战的爆发对现代焊接的快速开展产生了影响。根本焊接方法电阻焊、气焊和电弧焊都是在一战前创造的。但20世纪早期，气体焊接切割在制造和修理工作中占主导地位。过些年后，电焊得到了同样的认可。19世纪末，
9、一种氧乙炔火焰的气焊在法国出现了。大约在1900年,Edmund Fouche 和Charles Picard造出了第一支焊炬。实验证明焊炬发出的火焰炙热，大约在3100C以上。后来焊炬成为了焊接切割钢时的重要工具。1810年，Humphrey Davy在电路的两极造了一个稳定的电弧-电弧焊的根底。在1881年的巴黎“首届世界电器展上，俄罗斯人Nikolai Benardos展示了一种电弧焊的方法。他在碳极和工件间打出一个弧。填充金属棒或填充金属丝可以送进这个电弧并熔化。那时他是法国Cabot实验室的学生，和他的朋友Stanislav Olszewski一道于1885年至1887年间在几个国家
10、得到了专利权。该专利展示了早期电极夹，参见图2。到19世纪末和20世纪上半叶，碳弧焊越来越流行。此后，在20世纪30年代，又创造了不少新焊接法。直到那时，所有的金属电弧焊都是通过手工焊的方法完成的。人们不断尝试用连续丝让该工艺自动化。最成功的创造是埋弧焊，在这种焊接方法中，电弧埋在一层粒状熔剂里。19世纪末以前没有出现电焊的理由之一就是缺乏适宜的电源。18世纪末期，意大利人Volta 和Galvani成功发现了电流。1831年, Michael Faraday创立了变压器和电机原理，这是对电源的重要开展。直到20世纪50年代末，固体焊接整流器问世。最初使用的是硒整流器，接着很快出现了硅整流器。
11、此后，硅可控整流器的出现实现了电子控制焊接电流。这些整流器现在都普遍使用，尤其是用于大型焊接电源。等离子焊接出现时，实验证明它是更集中、更炙热的能源，利用它可以提高焊接速度，减少线能量。20世纪60年代出现的激光电子束焊接也与之有相似的好处。质量提高，容差减小，超过了以前可能到达的标准。对新材料和不同金属组合都能进行焊接。电子束狭窄，要求必需使用机械化设备。所以说自公元19世纪80年代开始，随着近代工业的兴起，焊接技术进入了飞速开展的时期，新的焊接方法伴随着新的焊接热源的出现竞相问世。如今焊接技术主要应用在金属母材上，常用的有电弧焊，氩弧焊，CO2保护焊，氧气-乙炔焊，激光焊接，电渣压力焊等多
12、种，塑料等非金属材料亦可进行焊接。金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。焊接作为先进制造技术的重要组成局部在国民经济的开展和国家建设中发挥了重要的作用。焊接技术的优秀成果在航空航天，核能，船舶，电力，电子，海洋钻探，高层建筑等领域得到广泛的应用2。随着科学的开展和技术的进步，焊接已经逐渐脱离了单纯工艺和技术的层面而走向科学的范畴，并且在与其他科学知识的不断碰撞和交融中，展现出来旺盛的生命力。新材料的不断生产，新能源的不断开发和新结构的不断涌现，对焊接技术提出了新的挑战。随着工业化进程的不断提速，时代对焊接质量也提出了新的要求，如何科学的得到优质的，可靠的，稳定的，经济的焊缝
13、，这是所有业内人士都在积极探索的。想解决这一难题，就需要我们深入的研究焊接熔合比，以及仔细分析焊缝成分才能得到，因为焊缝成分对焊缝质量有着决定性的作用。1绪论1.1 焊缝成形与熔合比研究现状 “熔焊时，被熔化的母材局部在焊道金属中所占的比例称为熔合比。在焊缝中，母材金属熔合比的增加，意味着熔池中母材金属所占的比例增大、填充金属元素被稀释， 从而改变焊缝的成分、组织性能以及形貌3。特别对于异种金属或复合板的焊接，由于母材与填充金属成分差异较大，母材的熔化对焊缝的成分、组织和性能的影响更大。为了获得适宜的焊缝成分、组织和性能， 需将母材的熔合比控制在特定的范围内。因而，测定对接焊缝熔合比的大小可以
14、为异种材料或复合板焊接时焊接工艺参数、焊接材料的选择提供一定的依据，具有重要的意义。焊缝熔合比主要影响焊缝的化学成分、金相组织和力学性能。这是因为当发生变化时，填充金属在整个焊缝金属中所占的比例发生了变化，这就导致焊缝成分与性能的变化。当熔合比小时，焊缝金属中填充金属量多，由填充金属带入焊缝金属中的合金元素或杂质元素就多，焊缝金属的成分和性能由填充金属材料起主导作用；相反，当熔合比大时，焊缝金属中母材的金属量多，由母材金属材料的熔化而进入焊缝中的合金元素或杂质元素就多，此时，焊缝金属的成分和性能由母材金属起主导作用。通过选择填充金属成分和控制熔合比，能在相当宽的范围内调整焊缝的成分及组织，改变接头的性能。在堆焊、异种金属的焊接时，通过选择填充金属材料成分和控制好熔合比的方法，使得焊缝金属组织、性能满足要求。在焊接中，焊接工艺参数和焊缝熔合比有着密不可分的关系，例如，埋弧自动焊焊接低碳钢、普通低合金钢时，常选用高锰高硅焊剂
