2507超级双相不锈钢的激光焊接及耐蚀性研究

发布时间：2017-08-25 04:02

  本文关键词：2507超级双相不锈钢的激光焊接及耐蚀性研究

  更多相关文章： 2507超级双相不锈钢 激光自熔焊接 激光-MIG复合焊接 微观组织 耐腐蚀

【摘要】：由于兼具优异的力学性能和耐腐蚀性能,2507超级双相不锈钢被广泛的应用于石油化工、海洋工程和船舶制造等领域。传统的焊接方法往往会造成焊接接头两相比例失衡、铁素体晶粒粗化、脆性相析出、韧性以及耐腐蚀性能明显下降等问题。将高能量密度的激光自熔焊接和激光-MIG复合焊接技术应用于2507超级双相不锈钢的焊接将有利促进该新型双相不锈钢的进一步应用。本文首先尝试采用平板堆焊的方式研究离焦量对激光自熔焊焊接接头成型的影响、热源间距和热源相对位置对激光-MIG复合焊接过程中热源耦合效果和焊接质量的影响,在确定合适的离焦量和激光-MIG复合焊接参数的基础上,分别研究了激光功率、焊接速度以及激光功率和焊接电流对激光自熔焊接焊缝和激光-MIG复合焊接焊缝宏观成型、微观组织、成分以及两相比例的影响。通过对实验结果的分析,进行焊接参数的调节和相关辅助工作的进一步完善,分别获得了成型良好的焊接接头。并着重对两种焊接接头的宏观形貌、微观组织、力学性能和耐腐蚀性能进行分析和对比研究。研究结果表明:从焊缝成型和表面保护效果的角度确定了激光自熔焊接过程中的最佳离焦量、激光-MIG复合焊接过程中合适的热源间距和热源相对位置。同时实验结果显示激光自熔焊接过程中相对较低的热输入使焊缝中铁素体的含量明显升高,晶内奥氏体的析出受到较大限制,当焊缝成型良好的时候,焊缝中铁素体含量超过了70%。同时由于焊缝冷却速度过快,焊缝中主要合金元素的分布更加均匀。激光-MIG复合焊接过程中激光功率主要影响焊缝的熔深,电弧电流主要影响焊缝的熔宽,热输入量提高,焊缝中奥氏体的含量升高,铁素体内析出的奥氏体尺寸变大,晶界奥氏体以及魏氏奥氏体的数量增多。两种焊接接头的力学性能测试结果显示焊接接头的拉伸断裂位置均出现在母材区域,接头的拉伸强度、焊缝的硬度均高于母材,接头的韧性出现下降的现象。焊接接头耐点蚀性能测试结果显示激光自熔焊接接头的耐点蚀性能要优于激光-MIG复合焊接接头的耐点蚀性能,点蚀集中出现在热影响区熔合线附近。焊接接头耐晶间腐蚀性能测试结果显示两种焊接接头都没有发生晶间腐蚀,激光自熔焊接接头的晶间腐蚀倾向要小于激光-MIG复合焊接接头的晶间腐蚀倾向,焊接接头草酸刻蚀形貌显示相同的结论。
【关键词】：2507超级双相不锈钢 激光自熔焊接 激光-MIG复合焊接 微观组织 耐腐蚀
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG457.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 双相不锈钢概述11-12
• 1.1.1 分类及代表牌号11
• 1.1.2 性能特点及应用11-12
• 1.2 激光自熔焊接技术基本概述12-13
• 1.2.1 激光自熔焊接的分类12
• 1.2.2 激光自熔焊接的优势和不足12-13
• 1.3 激光-电弧复合焊接技术概述13-14
• 1.3.1 激光-电弧复合焊接的产生及分类13-14
• 1.3.2 激光-电弧复合焊接的优势14
• 1.4 双相不锈钢激光焊接国内外研究现状14-19
• 1.4.1 焊缝成型方面研究现状14-16
• 1.4.2 焊接工艺方面研究现状16-17
• 1.4.3 接头腐蚀方面研究现状17-19
• 1.5 本文主要研究内容和思路19-21
• 第2章 实验材料、设备及方法21-27
• 2.1 实验材料21-22
• 2.2 实验设备22
• 2.3 激光自熔焊接实验22-23
• 2.3.1 激光自熔焊接工艺参数设计22-23
• 2.4 激光-电弧复合焊接实验23-24
• 2.4.1 激光-电弧复合焊接工艺参数设计23-24
• 2.5 焊接接头微观组织观察24
• 2.6 焊接接头力学性能测试24
• 2.7 焊接接头耐蚀性能测试24-27
• 2.7.1 焊接接头耐点蚀性能测试25
• 2.7.2 焊接接头耐晶间腐蚀性能测试25-27
• 第3章 2507 超级双相不锈钢激光自熔焊接工艺研究27-45
• 3.1 离焦量对焊缝成型的影响规律27-29
• 3.2 工艺参数对焊缝成型的影响规律29-33
• 3.2.1 激光功率的影响29-31
• 3.2.2 焊接速度的影响31-33
• 3.3 工艺参数对焊缝微观组织的影响33-37
• 3.3.1 激光功率的影响33-35
• 3.3.2 焊接速度的影响35-37
• 3.4 焊接接头宏观成型及微观组织分析37-40
• 3.5 焊接接头力学性能分析40-43
• 3.6 本章小结43-45
• 第4章 2507 超级双相不锈钢激光-MIG复合焊接工艺研究45-64
• 4.1 热源间距对焊缝形貌的影响45-48
• 4.2 热源相互位置对焊缝形貌的影响48-49
• 4.3 激光功率对焊缝成型及微观组织的影响49-52
• 4.4 焊接电流对焊缝成形及微观组织的影响52-55
• 4.5 焊接接头宏观成型及微观组织分析55-60
• 4.6 焊接接头力学性能分析60-63
• 4.7 本章小结63-64
• 第5章 焊接接头耐蚀性能研究64-79
• 5.1 焊接接头微观组织对比研究64-66
• 5.2 工艺参数对接头耐点蚀性能的影响66-70
• 5.2.1 激光功率的影响67-68
• 5.2.2 焊接速度的影响68-70
• 5.3 焊接接头耐点蚀性能研究70-74
• 5.4 焊接接头耐晶间腐蚀性能研究74-77
• 5.5 焊接接头草酸刻蚀形貌分析77-78
• 5.6 本章小结78-79
• 全文总结79-80
• 参考文献80-85
• 硕士期间发表的学术论文85-86
• 致谢86-87
• 大摘要87-91

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