海工高强钢激光电弧复合焊接工艺、性能及机理研究

发布时间：2022-11-10 18:07

　　高强钢作为海洋工程装备的关键结构材料,广泛应用于钻井平台、海底管道、风电安装船等。通常高强钢之间的连接采用电弧焊接,虽然传统的电弧焊接具有生产成本低、焊接工艺成熟等特点,但其也存在焊前准备时间长、焊接热输入量大、焊接变形大等缺点,这些缺点使电弧焊接难以满足当今对高强钢提出的焊接要求。激光-电弧复合焊接技术是一种高效、新型的焊接方法,它能够充分发挥两种焊接热源的优点,可以有效解决电弧焊接带来的问题,在中、厚板的焊接上具有更明显的优势,因此复合焊接技术在海工高强钢的焊接领域具有十分乐观的应用前景。本文采用激光-电弧复合焊接技术对15 mm厚海工高强钢（NV E690）板对接接头进行焊接,通过改变焊接层数、激光功率、电弧功率、焊接速度等参数研究其对焊缝成型和焊缝质量的影响,确定了合适的双道焊复合焊接工艺参数。如:第一道:激光功率4 k W,电弧电流250 A,电弧电压28.5 V,焊接速度0.6 m/min;第二道:激光功率1.5k W,电弧电流300 A,电弧电压31 V,焊接速度0.6 m/min。采用双道复合焊能够获得较为理想的焊接接头,没有咬边、表面裂纹、未焊透等宏观焊接缺陷。分析了... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及选题意义
    1.2 复合焊接概述
        1.2.1 复合焊接基本原理
        1.2.2 复合焊接特点
        1.2.3 复合焊接的组合形式及发展现状
        1.2.4 复合焊接应用现状
    1.3 超声冲击强化技术概述
        1.3.1 超声冲击强化概念
        1.3.2 超声冲击强化技术特点
        1.3.3 超声冲击强化国内外发展现状
    1.4 论文研究内容
    1.5 论文组织结构
    1.6 本章小结
第二章 激光-MIG复合焊接试验材料、设备及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备及试验过程
        2.2.1 复合焊接实验
        2.2.2 焊缝缺陷检查
        2.2.3 金相微观组织观察
        2.2.4 显微硬度测试
        2.2.5 拉伸、冲击和弯曲测试
    2.3 本章小结
第三章 激光-MIG复合焊接工艺研究
    3.1 激光-电弧复合单道焊
        3.1.1 单道焊焊接工艺参数
        3.1.2 宏观形貌分析
    3.2 激光-电弧复合双道焊
        3.2.1 双道焊焊接工艺参数
        3.2.2 宏观形貌分析
    3.3 内部缺陷分析
    3.4 本章小结
第四章 激光-MIG复合焊接接头微观组织分析
    4.1 复合焊接接头组织宏观特征
    4.2 复合焊接接头组织微观特征
    4.3 激光焊接接头组织宏观特征
    4.4 激光焊接接头组织微观特征
    4.5 本章小结
第五章 激光-MIG复合焊接接头力学性能试验
    5.1 复合焊接接头显微硬度分布
    5.2 复合焊接接头拉伸性能
    5.3 复合焊接接头冲击韧性
    5.4 复合焊接接头弯曲强度
    5.5 本章小结
第六章 超声冲击改善焊接接头性能
    6.1 超声冲击试验方案
        6.1.1 超声冲击处理工艺
        6.1.2 金相组织观察和显微硬度测量
        6.1.3 残余应力测量
        6.1.4 慢应变速率拉伸试验
    6.2 超声冲击对焊接头组织的影响
    6.3 超声冲击对焊接接头硬度的影响
    6.4 超声冲击对焊接接头残余应力的影响规律
    6.5 超声冲击对焊接接头慢应力腐蚀性能影响
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 本文总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]超声冲击处理对大厚度高强钢焊接接头抗拉强度的影响[J]. 黄廷尊,杨中娜,吴文烈,刘川.  机械工程材料. 2016(11)
[2]排布方式对铝合金激光-MIG复合横向焊接特性的影响[J]. 陈彦宾,雷正龙,杨雨禾,陈曦,李颖.  机械工程学报. 2016(10)
[3]实时超声冲击消减焊接残余应力[J]. 贺文雄,肖昌辉,史菲,赵洪运,李思昊,易传佩.  焊接学报. 2015(08)
[4]超声冲击细化FGH95镍基高温合金激光熔覆层组织[J]. 戚永爱,赵剑峰,谢德巧,李悦.  焊接学报. 2015(03)
[5]高功率光纤激光-TIG复合焊接实验研究[J]. 李飞,邹江林,孔晓芳,吴世凯,肖荣诗.  中国激光. 2014(05)
[6]中国海工起重设备行业市场面临巨大发展机遇[J]. 李晓斌.  机械制造. 2012(05)
[7]超声冲击处理改善22SiMn2TiB钢焊接接头的疲劳性能[J]. 叶雄林,朱有利,马丽丽,李占明.  机械工程学报. 2009(08)
[8]激光-TIG复合焊接热源机理研究现状与进展[J]. 夏源,宋永伦,胡坤平,杨晓红.  焊接. 2008(12)
[9]海洋平台用钢的生产现状及发展趋势[J]. 狄国标,刘振宇,郝利强,刘相华.  机械工程材料. 2008(08)
[10]铝合金激光-钨极氩弧双面焊的焊接特性[J]. 陈彦宾,苗玉刚,李俐群,吴林.  中国激光. 2007(12)

博士论文
[1]CO2激光—电弧复合焊接工艺、机理及质量控制规律研究[D]. 高明.华中科技大学 2007

硕士论文
[1]耐候钢SMA490BW激光-MAG电孤复合焊接工艺研究[D]. 荣豪.西南交通大学 2015
[2]激光—MIG电弧复合焊接基础研究及应用[D]. 王治宇.华中科技大学 2006



本文编号：3705060