摘 要

本文利用武汉某公司不同Mn含量的药芯焊丝制备堆焊件，以气体保护焊的焊接方式把Mn元素过渡到熔敷金属中，在完成试样制备后分别进行金相实验和冲击韧性试验，分析合金元素Mn的含量对药芯焊丝熔敷金属的组织和冲击韧性的所产生的影响，为药芯焊丝的配方提供可行性意见。

实验结果表明：Mn元素的存在，对于焊丝熔敷金属的影响显著。以冲击韧性实验的实验数据作为依托，4个试样的冲击功数值，随着Mn含量的提高，呈逐渐减小趋势。冲击功是衡量材料韧性的重要指标，冲击功越小，说明材料越脆，这说明Mn含量提高会导致熔敷金属脆性变大，容易发生脆断。Mn含量对熔敷金属组织的影响，从金相图中可以发现，随着试样Mn含量的增多，晶粒变粗，白色铁素体减少，珠光体含量增加。固溶强化作用使熔敷金属强度、硬度提高，过多的Mn则降低了组织的韧性。

关键词：药芯焊丝；冲击韧性；锰；熔敷金属；冲击

Abstract

In this paper, we use different Mn content of flux cored wire to prepare surfacing　sample，the Mn element to the deposited metal transition is accomplished by using a gas shielded welding method，finally we complete the preparation of metallographic samples and impact toughness samples．We carried out metallographic experiments and impact toughness experiments,The effect of Mn content on the microstructure and impact toughness of flux-cored wire was analyzed according to the experimental results, and the feasibility was provided for the formulation of flux-cored wire.According to the metallographic organization and the impact of energy data, we can draw such a conclusion：The presence of Mn elements has a significant effect on the deposited metal.From the impact toughness, the experimental data of the impact toughness experiment as a basis, we found that with the increase in Mn content, the impact of the sample strength value gradually smaller.Impact energy is an important indicator of material toughness, the impact of the smaller power, indicating the more brittle materials.Mn content will lead to increased fusibility of deposited metal, prone to brittle fracture;Mn content on the deposited metal structure, it can be found from the metallographic diagram that with the increase of Mn content, the microstructure becomes more dense, and a lot of acicular ferrite appears. The solid solution is The hardness of the metal structure increases, but too much Mn reduces the toughness of the tissue.

Key Words：flux cored wire；Impact toughness；Mn；deposited metal;impact energy

目 录

第1章 绪论 .......1

1.1 引言 ...1

1.2 药芯焊丝 ...1

1.2.1 药芯焊丝的分类 .1

1.2.2 药芯焊丝的截面形状.................................................................................................2

1.2.3 药芯焊丝的特性.........................................................................................................3

1.3 药芯焊丝的现状及其发展................................................................................................3

1.3.1 国外药芯焊丝的发展现状.........................................................................................3

1.3.2 国内药芯焊丝的发展现状.........................................................................................4

1.4 熔敷金属和冲击韧性的研究............................................................................................4

1.4.1 熔敷金属.....................................................................................................................4

1.4.2 冲击韧性.....................................................................................................................5

1.5 选题的目的和意义............................................................................................................5

第2章 实验方案和技术路线 ................6

2.1 实验材料 6

2.2 焊前准备及焊接工艺 6

2.3 熔敷金属冲击性能实验 7

2.4 试样的断口形貌观察 8

2.5 金相试样的制备................................................................................................................9

2.6 金相组织观察....................................................................................................................9

1. 实验结果分析............................................................................................................... 11

3.1 熔敷金属金相组织分析...................................................................................................11

3.2 金属冲击性能分析...........................................................................................................14

3.3 熔敷金属的冲击断口分析...............................................................................................14

3.3.1断裂与断口.................................................................................................................................14

3.3.2 断口形貌分析...........................................................................................................................15

1. 结论与展望....................................................................................................................19

4.1 结论...................................................................................................................................19

4.2 展望...................................................................................................................................19

参考文献 20

致谢 21

第1章 绪论

1.1 引言

制造业，作为一个国家的国民经济支柱，直接体现了一个国家的生产力发展水平。每一次工业革命带来的的革新，都为制造业的发展注入了新鲜的血液。20世纪早期，爆发了第一次世界大战和第二次世界大战，军工装备的生产与制造需求缺口巨大，世界各国急需一种廉价可靠的金属连接工艺来掌握更多的资源，焊接应运而生。伴随着世界制造业的快速发展，与制造业密切相关的焊接工艺和焊接材料迎来了一个高速发展的黄金期。

药芯焊丝出现于20世纪50年代，并在60-70年代得到了广泛的关注和发展。世界强国美国和处在经济复苏阶段的日本在本国内率先推广制造了药芯焊丝，根据文献了解到^[1]，20世纪70年代美国生产的药芯焊丝的占焊接原料总产量的15%，药芯焊丝的总产量为接近5万吨，到80年代药芯焊丝的年产量高达8万吨；与美国不同，药芯焊丝在日本发展迅速，20世纪80年代日本的药芯焊丝总产量仅占焊接材料总产量的4%，从90年代开始，药芯焊丝产量的占比愈来愈高，在日本药芯焊丝的生产占据主导地位。而日本实芯焊丝年生产量占焊接材料总生产量由32%逐步提高到了50%。查阅最近的资料显示，日本1998年药芯焊丝年产总量在12万吨左右，占焊接材料总产量的28%。以上数据表明，药芯焊丝在日本发展神速。中国药芯焊丝从20世纪90年代才开始起步，国家的改革开放注重发展生产力，药芯焊丝发展顺势而行。目前国内药芯每年以20%-30%的速度迅猛发展。药芯焊丝有着焊接过程中烟尘量小，工艺性能优良，熔敷金属化学成分可调而且熔敷率高，自身焊接生产率高的优点，加之药芯焊丝使用成本低廉，因此成为目前焊接方法中最经济、最实用的绿色焊接技术^[2]。药芯焊丝的研究顺应了时代发展的需求，正有取代实心焊丝和手工电焊条的趋势^[3]。