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针对造船工程中高强钢电弧焊用药芯焊丝和耐磨堆焊用药芯焊丝,本文开展了系列药芯焊丝的研制以及药芯焊丝焊接工艺的研究。本文首先简介了药芯焊丝的发展、生产制备以及气保护药芯焊丝和自保护药芯焊丝的研究,并详细分析了药芯组分对药芯焊丝焊接工艺的影响,最后介绍了耐磨堆焊合金和耐磨药芯焊丝的研究进展。本文先进行了包括药芯焊丝的生产工艺研究在内的一系列基础试验研究,包括药粉预处理工艺、药芯焊丝截面形状及药芯焊丝拉拔等成型工艺研究、药芯焊丝制备工艺优化以获得质量稳定的焊丝成品,为今后的生产提供一定理论基础和经验。研制了以TiO2-CaCO3-氟化物-MgO为主要渣系的600MPa高强钢电弧焊用气保护药芯焊丝,该焊丝拥有优良的焊接工艺性能和熔敷金属力学性能良好。研制了X70管线钢电弧焊用自保护药芯焊丝,其渣系为CaF2-Al-Mg,该焊丝焊接工艺性较好且抗拉强度优良。在主要渣系基础上开展了配方优化研究,分析了不同药芯组分对焊接性的影响,通过金相显微组织和扫描电镜分析,发现焊缝中含A1夹杂物会降低焊缝金属的冲击韧性。同时本文还研究了气保护焊接时的焊接热输入量对高强钢焊接接头性能影响。试验表明,在10kJ/cm、15kJ/cm、20kJ/cm三种不同的热输入状态下,焊接接头中粗晶区粒状贝氏体随热输入增加而增大；同时焊接热影响区发生软化,随着焊接热输入的增加,焊接热影响区软化区域的宽度和软化程度都将增加。基于Fe-Cr-Mn-C合金系和优化活性剂,本文还研制了系列堆焊用药芯焊丝,包括埋弧焊、气保护和白保护三种堆焊方法用药芯焊丝。针对自保护堆焊药芯焊丝,引入了CaF2-TiO2造渣体系。利用自制的三种堆焊药芯焊丝,进行了焊接试验,并测试了堆焊层金属的硬度和磨损性能,结果表明三种焊丝的焊接工艺性良好,堆焊层合金都具有较好冲击耐磨性。进一步分析表明,堆焊合金层具有加工硬化特性,介稳奥氏体易转变成变形马氏体,从而提高合金层的硬度和耐磨性。最后介绍了自制堆焊药芯焊丝在对碳钢耐磨零件进行修复的应用实例。