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埋弧焊药芯焊丝随着技术的提高和优良的特性,被越来越多的应用于大型船舶、管道对接和柱塞及轧辊的表面堆焊等领域。但是,目前埋弧焊药芯焊丝的焊接工艺性能研究及其研究方法却很少,这对埋弧焊药芯焊丝提高焊接工艺性能,快速设定合理焊接工艺参数和实际应用非常不利。因此,通过合适的分析手段研究埋弧焊药芯焊丝的焊接工艺性能非常重要。本文以2Cr13药芯焊丝为主要研究对象,选取同类型实芯焊丝进行对比,研究在不同焊接工艺参数下对埋弧焊堆焊层金属硬度、冲击韧性和金相组织性能的影响。采用汉诺威弧焊分析仪和高速摄影机判断埋弧焊药芯焊丝和实芯焊丝焊接过程中的熔滴过渡行为和电弧稳定性。在焊后对熔渣覆盖性观测后利用自制落球试验机测定药芯焊丝与实芯焊丝的熔渣脱渣性。最后采用布氏硬度计、夏比冲击试验机和金相显微镜,对不同焊接工艺参数下的埋弧焊堆焊层金属试块分组进行力学性能及组织性能研究。研究结果表明:药芯焊丝与实芯焊丝的埋弧焊熔滴过渡方式皆为渣壁过渡,在焊接工艺参数为45V/300A到31V/450A下药芯焊丝比实芯焊丝表现出更好的电弧稳定性和熔渣覆盖性及脱渣性。焊接工艺参数从45V/300A到42V/550A的变化过程中,药芯焊丝堆焊金属硬度和冲击韧度都呈先升高后降低的变化趋势,平均幅度分别为1.3%和45%;实芯焊丝堆焊金属硬度和冲击韧性都呈持续下降趋势,平均幅度分别为2.7%和77.8%;在30V/400A和41V/450A参数下,药芯焊丝与实芯焊丝的堆焊层金属都保持了相对较高的硬度和冲击韧度,分别为429HBW和70J以及400HBW和54J。药芯焊丝堆焊金属平均硬度和冲击韧度比实芯焊丝堆焊金属平均硬度和冲击韧度分别提高15.6%和49.2%,与汉诺威分析仪测试结果相吻合。最终得到直径为3.2mm的埋弧焊药芯焊丝最佳焊接工艺参数为焊速为35cm/min、干伸长为40mm、电弧电压和焊接电流为31V/450A。堆焊层金属基体金相组织为回火马氏体和少量屈氏体以及少量铁素体。