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单面焊是一种高效的焊接技术,广泛的应用于船舶、压力容器、桥梁和各种大型钢结构及设备的制造。单面焊双面成形工艺对比双面焊接工艺,它改善了焊接条件,节省了背面清根工序,降低了工人的劳动强度从而大大提高了焊接生产效率。从陶瓷衬垫单面焊基础理论出发,论述了单面焊衬垫材料的种类和特点,陶瓷衬垫的制作工艺和性能。结合焊接冶金理论基础知识,阐述了陶瓷衬垫单面焊独特的冶金理论,通过对陶瓷衬垫的成分及焊接冶金特点分析,制备出了不同的碱度的陶瓷衬垫。通过测定不同碱度衬垫作用下的焊缝金属成分,衬垫熔渣的成分,分析陶瓷衬垫碱度不同时,对焊缝金属合金元素Si、Mn含量及衬垫熔渣与熔池金属冶金行为的影响。对不同焊接工艺下的衬垫熔渣、焊渣及焊缝金属的成分进行测试,分析焊接工艺参数对焊缝金属成分及衬垫熔渣与熔池金属冶金反应程度的影响。陶瓷衬垫单面,影响焊缝金属Si、Mn含量的因素主要决定于以下三点：(1)陶瓷衬垫成分的影响,在研究的陶瓷衬垫的成分范围内,衬垫熔渣会向熔池金属过渡Si,并使得熔池金属Mn烧损,当碱度提高,衬垫中Si02含量减小,MgO、CaO含量加大,向焊缝金属过渡的Si减少,Mn向衬垫熔渣过渡烧损量减少,同时[Mn]/[Si]增加。(2)焊丝和母材中Si和Mn原始浓度的影响,焊缝金属Si和Mn含量与焊缝的熔合比有关,母材的金属Si和Mn含量低且[Mn]/[Si]小,当熔合比高时,焊缝Si和Mn含量减小,[Mn]/[Si]降低；当熔合比低时,焊缝的Si和Mn含量增加,[Mn]／[Si]增加。(3)焊接规范的影响,当电流增加时,焊丝中Si和Mn的过渡系数增加,且熔合比减小,焊缝金属Si和Mn的含量增大,[Mn]／[Si]增加。当焊接电压增大时,焊丝中Si和Mn的过渡系数减少,且熔合比增加,焊缝金属Si和Mn的含量减小,[Mn]／[Si]减小。当焊接速度增大时,焊缝熔合比增大,焊缝金属Si和Mn的含量降低,[Mn]／[Si]减小。