【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，具体而言，涉及一种埋弧焊焊缝金属成分的预测方法及其应用。
技术介绍
1、埋弧焊是一种建立在熔化的焊丝与金属工件之间的电弧来加热并熔化金属工件的焊接方法。与其他电弧焊不同的是，埋弧焊的电弧在熔渣(熔化的焊剂)和颗粒状焊剂组成的保护层下燃烧。熔渣不仅用来保护熔池不受空气中的氧气和氮气等有害气体的影响，还能防止合金烧损，净化熔池(吸收夹杂物，脱磷和硫)，稳定电弧并使焊接过程稳定。熔渣的保护和净化作用有助于制备出无缺陷的焊缝金属。此外，由于熔渣、熔池和电弧等离子体三者之间的激烈化学反应，焊剂对焊缝金属的成分有明显的调控作用，并以此为基础进而影响焊缝金属的微观组织和力学性能。
2、埋弧焊缝金属成分受到焊剂组元的明显调控。其中，焊缝金属中的o含量应当控制在0.02wt.％～0.05wt.％，过高的o含量会使焊缝金属的硬度及低温冲击韧性下降，并增加焊缝金属中气孔的产生几率，影响力学性能；当o含量过低时，焊缝中则无法提供足够的夹杂物为针状铁素体的形成提供条件，从而导致焊缝金属的低温冲击韧性偏低。
3、si和mn是焊缝金属中的基本合金元素。研究表明，si的含量通常被控制在0.6wt.％以下，因为过高的si含量会导致焊缝金属低温冲击韧性和延展性下降。当mn含量处于0.6wt.％至1.8wt.％区间时，mn含量的增加会促进焊缝金属中针状铁素体形成，并降低多边形铁素体和侧板条铁素体的体积分数。因此，调控焊缝金属成分，对强化焊接接头组织与性能具有至关重要的意义。
4、在针对埋弧焊焊接接头的实际生产研
5、现有技术中，针对焊缝金属成分预测的方法，主要是基于焊接与炼钢数据库进行热力学计算实现的。但是普遍缺乏针对埋弧焊的数据，不能完全适配埋弧焊的特性，导致埋弧焊焊缝金属化学成分预测与实际化学成分偏差较大。
6、因此，提供一种埋弧焊焊缝金属成分预测的方法具有重要意义。
7、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，通过采集熔滴并获取焊缝成分预测的可靠基础数据，提高了焊缝成分预测的准确率与便捷性，并且有效降低了焊缝金属成分检测成本，避免了大量实际焊接实验与对应的成分检测工作，提高了生产研发效率。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种埋弧焊焊缝金属成分的预测方法在制备焊剂和焊件中的应用。
3、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
4、本专利技术首先提供了一种埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，包括如下步骤：
5、获得熔滴，并对所述熔滴进行化学成分分析，得到所述熔滴中待预测元素的质量百分含量mdroplet；其中，形成所述熔滴所用的焊剂包括按照质量百分比计的如下组分制成：cao 10wt.％～55wt.％，sio2 40wt.％和mno5wt.％～50wt.％；所述待预测元素包括o、mn和si元素中的至少一种；
6、计算焊剂中待预测元素向熔滴中过渡的程度δdroplet，δdroplet＝(mdroplet-mel)×(1-d)，其中，mel为焊丝中待预测元素的质量百分含量，d为稀释比；
7、计算所述焊剂中待预测元素向焊缝金属中过渡的程度δwm，δwm包括δwm-o、δwm-mn和δwm-si，其中，δwm-o＝0.61874×δdroplet+0.05013，δwm-mn＝1.0959×δdroplet-0.11298，δwm-si＝0.706×δdroplet-0.01031；
8、计算焊缝金属的名义成分mn，mn＝mbm×d+mel×(1-d)，其中，mbm为母材中待预测元素的质量百分含量；
9、计算所预测的埋弧焊焊缝金属元素的质量百分含量pwm，pwm＝δwm+mn；
10、其中，计算所述δdroplet、所述mn和所述pwm的过程中，分别代入相对应的待预测元素的质量百分含量。
11、进一步地，利用熔滴采集装置进行熔滴采集，获得冷却的所述熔滴。
12、进一步地，所述熔滴采集装置包括冷却构件和金属导电构件。
13、进一步地，所述d＝0.5～0.7。
14、进一步地，所述d＝被稀释的母材横截面积/焊缝金属横截面积。
15、进一步地，所述焊丝包括chw-s80焊丝、h10mn2焊丝、h10mn2q焊丝和h08mn2moa焊丝中的至少一种。
16、进一步地，所述母材包括钢。
17、进一步地，所述钢包括eh36钢、eh420钢、eh460钢和eh550钢中的至少一种。
18、进一步地，所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法的误差≤0.02wt.％。
19、本专利技术还提供了所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法在制备焊剂和焊件中的应用。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
21、(1)本专利技术提供的埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，埋弧焊焊缝金属化学成分的预测的准确率高。
22、(2)本专利技术提供的埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，步骤简单、便捷、效率高，可以提高生产及研发效率，并降低成本。
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1.一种埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，利用熔滴采集装置进行熔滴采集，获得冷却的所述熔滴。
3.根据权利要求2所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，所述熔滴采集装置包括冷却构件和金属导电构件。
4.根据权利要求1所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，所述d＝0.5～0.7。
5.根据权利要求1所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，所述d＝被稀释的母材横截面积/焊缝金属横截面积。
6.根据权利要求1所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，所述焊丝包括CHW-S80焊丝、H10Mn2焊丝、H10Mn2q焊丝和H08Mn2MoA焊丝中的至少一种。
7.根据权利要求1所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，所述母材包括钢。
8.根据权利要求7所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，所述钢包括EH36钢、EH420钢、EH460钢和EH550钢中的至少一种。
9.根
10.如权利要求1～9任一项所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法在制备焊剂和焊件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，利用熔滴采集装置进行熔滴采集，获得冷却的所述熔滴。
3.根据权利要求2所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，所述熔滴采集装置包括冷却构件和金属导电构件。
4.根据权利要求1所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，所述d＝0.5～0.7。
5.根据权利要求1所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法，其特征在于，所述d＝被稀释的母材横截面积/焊缝金属横截面积。
6.根据权利要求1所述埋弧焊焊缝金属成分的预测方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：王聪，王冠一，王占军，张燕云，钟明，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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