带水焊接电弧及焊接工艺研究

发布时间：2017-07-29 21:14

  本文关键词：带水焊接电弧及焊接工艺研究

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【摘要】：供水管道老化、水锤冲击等诸多因素,会造成供水管道泄漏甚至爆裂,严重影响人民的生活和企业的生产。供水管道泄漏造成水资源的浪费,给社会带来较大的经济损失。采用焊接在线修复技术能够快速有效地修复漏水管道,降低管道泄漏带来的损失。本文采用焊条电弧焊方法,对低碳钢在带水环境下进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、扩散氢测定仪、万能力学试验机、显微硬度计、高速摄像机等测试设备,对不同焊接条件下的焊接电弧和焊接工艺进行研究。本文系统研究了不同焊接环境对电弧稳定性的影响。结果表明,流水低压时焊接电弧的稳定性优于静水焊接和流水高压焊接。当水压升高时,流水焊接电弧的稳定性变差；静水焊接电弧气泡周期性地长大-破裂-再生长,导致电弧稳定性下降。带水焊接条件下,焊接工艺和焊接环境对焊缝成形有较大影响。相对于无水焊接,带水焊接时焊缝成形变差,焊接熔深较浅。流水低压条件下,熔宽、熔深和余高随着焊接电流的增加而增大；带水高压焊接时,焊缝成形困难,使用断弧点焊法应对较小的漏缝及漏点,使用堆焊覆盖法应对较高水压的漏点,能够快速有效地封堵漏点；采用连续施焊、断弧点焊和缩缝焊接法,可有效修复较宽的高压漏缝。带水焊接条件下焊缝组织与性能的研究结果表明,带水焊接接头的冷却速度远高于无水焊接,焊件表面的吸水物质及水环境的影响会造成焊缝金属扩散氢含量升高。带水焊接接头的组织明显细化,焊接热影响区粗晶区形成板条马氏体等淬硬组织,焊缝金属组织主要由铁素体组成。带水焊接接头最高显微硬度位于焊接热影响区粗晶区,流水焊接接头热影响区和焊缝的硬度高于无水焊接。带水焊接接头难以焊透,承载能力较低,其拉伸断口位于焊缝,断口形式为韧性断裂和脆性断裂混合断口。
【关键词】：带水焊接 电弧稳定性 焊接工艺 微观组织 力学性能
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.61
【目录】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 绪论13-27
• 1.1 课题研究背景及意义13-14
• 1.2 带水焊接技术研究现状14-20
• 1.2.1 管道漏水原因及防治措施14-15
• 1.2.2 水下焊接简介15-19
• 1.2.3 带水焊接常见缺陷19-20
• 1.3 漏水管道焊接修复工艺20-24
• 1.3.1 常用供水管道修复方法20
• 1.3.2 带水焊接技术20-22
• 1.3.3 供水管道带水补焊方法22-24
• 1.4 研究目的和研究内容24-27
• 1.4.1 研究目的24
• 1.4.2 研究内容24-27
• 第2章 试验材料与方法27-37
• 2.1 试验材料27-28
• 2.1.1 母材27
• 2.1.2 焊接材料27-28
• 2.2 试验方法与设备28-37
• 2.2.1 焊接工艺试验28-31
• 2.2.2 焊接电弧稳定性测试31-32
• 2.2.3 焊接接头组织和硬度测试32-33
• 2.2.4 焊缝扩散氢测试33-34
• 2.2.5 抗拉试验与断口检测34-35
• 2.2.6 热循环曲线测试35-37
• 第3章 带水焊接电弧研究37-49
• 3.1 带水条件下的焊接电弧特点37-39
• 3.2 焊接电弧稳定性分析评定方法39-41
• 3.3 焊接电流对电弧稳定性的影响41-45
• 3.4 焊接环境对电弧稳定性的影响45-46
• 3.5 本章小结46-49
• 第4章 带水焊接工艺研究49-63
• 4.1 焊接工艺性49-53
• 4.1.1 带水焊接的特点49-50
• 4.1.2 带水焊接工艺性研究50-53
• 4.2 焊接工艺参数对焊缝成形的影响53-58
• 4.2.1 焊接电流的影响54-56
• 4.2.2 试板厚度的影响56-57
• 4.2.3 焊条直径和环境的影响57-58
• 4.3 带水高压焊接工艺58-62
• 4.3.1 带水高压焊接特点58-59
• 4.3.2 带水高压焊接方法59-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第5章 带水焊接接头的组织与性能63-79
• 5.1 带水焊接热循环与焊缝扩散氢63-67
• 5.1.1 带水焊接热循环63-64
• 5.1.2 材料状态对焊缝扩散氢的影响64-65
• 5.1.3 焊接环境对焊缝扩散氢的影响65-67
• 5.2 带水焊接接头的显微组织67-70
• 5.2.1 焊缝金属组织67-68
• 5.2.2 焊接热影响区组织68-70
• 5.3 焊接接头硬度分布70-71
• 5.4 带水焊接缺陷分析71-73
• 5.5 焊接接头拉伸试验分析73-78
• 5.5.1 焊接接头的承载能力73-76
• 5.5.2 拉伸断口分析76-78
• 5.6 本章小结78-79
• 第6章 结论79-81
• 参考文献81-87
• 致谢87-88
• 学位论文评阅及答辩情况表88

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本文编号：591126