TP310H/T22异种钢焊接接头组织与性能的研究
发布时间：2021-03-03 16:46
近年来随着能源短缺和环境保护意识的增强,国内对电站锅炉技术提出了更高的标准、更严的要求。过热器是电站锅炉中的重要部件,由于受热面各区域蒸汽温度不同,需要分别使用不同化学成分和组织性能的钢材,因此从经济角度出发,尤其按ASME规范设计制造时,国内外电站锅炉的过热器、再热器出口过渡段出现了大量的TP310H/T22异种钢的焊接。由于TP310H钢和T22钢的的物理性能和化学成分相差较大,故焊接接头的组织和性能的变化很复杂,但当前对TP310H/T22异种钢焊接接头的组织与性能的研究还很少。因此研究TP310H/T22异种钢焊接接头在不同填充材料下的显微结构和性能不仅可以制定出合理的焊接工艺,为获得综合性能良好的焊接接头提供关键的基础数据和理论依据,而且能够对确保锅炉的安全运行具有重要的现实意义。针对TP310H奥氏体不锈钢与T22铁素体耐热钢异种金属的焊接特性,文中采用钨极氩弧焊,选用ER309L、ER309LMo、ER310三种奥氏体不锈钢焊丝及ERNiCr-3、ERNiCrMo-3两种镍基焊丝作为填充材料进行异种金属的焊接。在大量焊接模拟试验基础上,优化了焊接工艺参数。焊后综合应用金相...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１电站锅炉过热器管屏??Ｆｉｇ．?１－１?ｐｏｗｅｒ?Ｓｔａｔｉｏｎ?ｂｏｉｌｅｒ?ｓｕｐｅｒｈｅａｂｒ??
后者供货状态为固溶酸洗，二者均为美国ＡＳＴＭ材料Ｔ２２钢属于??低合金铁素体耐热钢，相当于国内牌号１２Ｃｒ２ＭｏＧｔ４８ｌ，其微观组织是铁素体＋珠??光体＋粒状贝氏体，组织均匀，如图２－１（ａ）所示。Ｔ２２钢因具有较高的热强性和??抗氧化性，对热处理不敏感，而被用于锅炉过热器、联箱和主蒸汽管道等ＷＷＷ。??ＴＰ３１０Ｈ钢属于奧氏体耐热钢，其微观组织为奥氏体＋非金属夹杂物＋细小的碳化??物，如图２－ｌ（ｂ）所示。ＴＰ３１０Ｈ钢具有足够的蠕变断裂强度和很好的耐氧化、耐??腐蚀和耐高温性能，常用在腐蚀性强、温度条件高的管道、阀体等零部件??黎鷄擎副５＾??图２－１母材微观组织形貌（ａ）Ｔ２２，（ｂ）ＴＰ３１０Ｈ??Ｆｉｇ．２－１?Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂａｓｅ?ｍｅｔａｌｓ?（ａ）Ｔ２２，?（ｂ）ＴＰ３１０Ｈ??Ｔ２２、ＴＰ３１０Ｈ钢的化学成分见表２－１?（实测值采用德国ＳＰＥＣＴＯＲＬＡＢ定量??光谱化测量），力学性能见表２－２?（实测值采用ＷＥ－６００型万能试验机测试）。??表２－１母材的化学成分（质量分数
２．２．１焊接准备??将Ｔ２２和ＴＰ３１０Ｈ钢管用带银切割成１５０ｍｍ的管段，然后再用车床加工坡口，??接头坡口型式如图２－２所示，其坡口角度为７０°，纯边０．５￣１．０?ｍｍ，对口间隙??２．５￣３．０?ｍｍ。装配前将试管的坡口及坡口内外侧２０？３０?ｍｍ范围内油、镑、污、??垢、表面氧化皮等其它污物清除干净，使之露出金属光泽。定位焊长度控制在??１０？１５ｍｍ，错边量应苗ｍｍ，Ｗ防止焊接变形。定位焊采用的焊接工艺应和打底??层相同。??ｒ／／厶?＾?Ｉ?／ｖＸｗｘｘｘｘｘｘＳＡ?｜?ＷＷｍ??＼?／?ｗｏｆ／／／／／／?窄??图２－２接头形式示意图?图２－３?ＷＳＭ－４００型氨弧焊机??Ｆｉ呂．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｗｅｌｄｅｄ?ｊｏｉｎｔ?ｆｏｒｍ?Ｆｉｇ．２－３?ＷＳＭ－４００?３巧〇口?ａｒｃ?ｗｅｌｄｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ??采用ＷＳＭ－４００型直流氣弧焊机，见图２－３。氨气纯度为９９．９９％，鹤极直径??为２．５ｍｍ，在使用前将鹤极端部磨成圆锥形。焊前检查焊机各处的接线是否正确、??牢固、可靠，Ｗ防擦伤管件表面。同时分别对氣弧焊系统中的水路、气路、电路??工作与否进行检查，而后进行试焊调试焊接工艺参数。??２．２．２焊接工艺方案??本课题采用手工鹤极氨弧焊（ＧＴＡＷ）水平固定位置焊接ＴＰ３１０Ｈ／Ｔ２２异种钢??管管对接接头，焊接Ｈ层。焊接时将试管内进行充氨保护，这不仅有利于防止背??面焊缝氧化
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接工艺对T92/S30432异种钢接头δ铁素体的影响[J]. 赵雷,杨超,乔汉文,梁军,钟群鹏,徐连勇,肖德铭. 材料热处理学报. 2014(11)
[2]T22/TP310H异种钢焊接接头的显微组织分析[J]. 王德伟,胡从荣,付志伟,陶锋. 热加工工艺. 2014(15)
[3]310不锈钢焊接接头组织及性能研究[J]. 张艳,杨志彬,张健,张静. 热加工工艺. 2014(15)
[4]间歇式电源并网环境下电能质量问题研究[J]. 董伟杰,白晓民,朱宁辉,周子冠,李慧玲. 电网技术. 2013(05)
[5]T92/Super304H异种钢焊接接头的组织结构和力学性能[J]. 张祺,王家庆,陈国宏,刘俊建,化建,余新海,张涛,张建华,汤文明. 中国有色金属学报. 2013(02)
[6]TP347H与P22异种钢焊接工艺的选择及应用[J]. 陈国喜,李永赞. 焊接技术. 2012(05)
[7]Influence of Heat Input on Martensite Formation and Impact Property of Ferritic-Austenitic Dissimilar Weld Metals[J]. M. Mukherjee,T.K. Pal. Journal of Materials Science & Technology. 2012(04)
[8]T92/HR3C异种钢焊接接头高温拉伸变形及断裂行为[J]. 宋有明,陈国宏,余新海,刘俊建,王家庆,化建,张涛,张建华,汤文明. 材料热处理学报. 2012(02)
[9]T92/Super304H异种钢焊接接头的性能研究[J]. 李新梅,张忠文,邹勇,杜宝帅,邹增大. 材料导报. 2011(18)
[10]T92/HR3C异种钢焊接接头的组织结构和力学性能[J]. 刘俊建,陈国宏,余新海,王家庆,化建,宋有明,张涛,汤文明. 材料热处理学报. 2011(02)
硕士论文
[1]铁素体/奥氏体不锈钢异种钢焊接接头的组织及性能研究[D]. 石青.太原理工大学 2014
[2]T92/Super304H异种钢焊接接头组织结构与力学性能的研究[D]. 张祺.合肥工业大学 2013
[3]T92/HR3C、T92/TP347H异种钢焊接接头的髙温组织结构与力学性能的研究[D]. 宋有明.合肥工业大学 2012
[4]奥氏体不锈钢扩散连接晶间腐蚀性能研究[D]. 李雷.兰州理工大学 2011
本文编号：3061590
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１电站锅炉过热器管屏??Ｆｉｇ．?１－１?ｐｏｗｅｒ?Ｓｔａｔｉｏｎ?ｂｏｉｌｅｒ?ｓｕｐｅｒｈｅａｂｒ??
后者供货状态为固溶酸洗，二者均为美国ＡＳＴＭ材料Ｔ２２钢属于??低合金铁素体耐热钢，相当于国内牌号１２Ｃｒ２ＭｏＧｔ４８ｌ，其微观组织是铁素体＋珠??光体＋粒状贝氏体，组织均匀，如图２－１（ａ）所示。Ｔ２２钢因具有较高的热强性和??抗氧化性，对热处理不敏感，而被用于锅炉过热器、联箱和主蒸汽管道等ＷＷＷ。??ＴＰ３１０Ｈ钢属于奧氏体耐热钢，其微观组织为奥氏体＋非金属夹杂物＋细小的碳化??物，如图２－ｌ（ｂ）所示。ＴＰ３１０Ｈ钢具有足够的蠕变断裂强度和很好的耐氧化、耐??腐蚀和耐高温性能，常用在腐蚀性强、温度条件高的管道、阀体等零部件??黎鷄擎副５＾??图２－１母材微观组织形貌（ａ）Ｔ２２，（ｂ）ＴＰ３１０Ｈ??Ｆｉｇ．２－１?Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂａｓｅ?ｍｅｔａｌｓ?（ａ）Ｔ２２，?（ｂ）ＴＰ３１０Ｈ??Ｔ２２、ＴＰ３１０Ｈ钢的化学成分见表２－１?（实测值采用德国ＳＰＥＣＴＯＲＬＡＢ定量??光谱化测量），力学性能见表２－２?（实测值采用ＷＥ－６００型万能试验机测试）。??表２－１母材的化学成分（质量分数
２．２．１焊接准备??将Ｔ２２和ＴＰ３１０Ｈ钢管用带银切割成１５０ｍｍ的管段，然后再用车床加工坡口，??接头坡口型式如图２－２所示，其坡口角度为７０°，纯边０．５￣１．０?ｍｍ，对口间隙??２．５￣３．０?ｍｍ。装配前将试管的坡口及坡口内外侧２０？３０?ｍｍ范围内油、镑、污、??垢、表面氧化皮等其它污物清除干净，使之露出金属光泽。定位焊长度控制在??１０？１５ｍｍ，错边量应苗ｍｍ，Ｗ防止焊接变形。定位焊采用的焊接工艺应和打底??层相同。??ｒ／／厶?＾?Ｉ?／ｖＸｗｘｘｘｘｘｘＳＡ?｜?ＷＷｍ??＼?／?ｗｏｆ／／／／／／?窄??图２－２接头形式示意图?图２－３?ＷＳＭ－４００型氨弧焊机??Ｆｉ呂．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｗｅｌｄｅｄ?ｊｏｉｎｔ?ｆｏｒｍ?Ｆｉｇ．２－３?ＷＳＭ－４００?３巧〇口?ａｒｃ?ｗｅｌｄｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ??采用ＷＳＭ－４００型直流氣弧焊机，见图２－３。氨气纯度为９９．９９％，鹤极直径??为２．５ｍｍ，在使用前将鹤极端部磨成圆锥形。焊前检查焊机各处的接线是否正确、??牢固、可靠，Ｗ防擦伤管件表面。同时分别对氣弧焊系统中的水路、气路、电路??工作与否进行检查，而后进行试焊调试焊接工艺参数。??２．２．２焊接工艺方案??本课题采用手工鹤极氨弧焊（ＧＴＡＷ）水平固定位置焊接ＴＰ３１０Ｈ／Ｔ２２异种钢??管管对接接头，焊接Ｈ层。焊接时将试管内进行充氨保护，这不仅有利于防止背??面焊缝氧化
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接工艺对T92/S30432异种钢接头δ铁素体的影响[J]. 赵雷,杨超,乔汉文,梁军,钟群鹏,徐连勇,肖德铭. 材料热处理学报. 2014(11)
[2]T22/TP310H异种钢焊接接头的显微组织分析[J]. 王德伟,胡从荣,付志伟,陶锋. 热加工工艺. 2014(15)
[3]310不锈钢焊接接头组织及性能研究[J]. 张艳,杨志彬,张健,张静. 热加工工艺. 2014(15)
[4]间歇式电源并网环境下电能质量问题研究[J]. 董伟杰,白晓民,朱宁辉,周子冠,李慧玲. 电网技术. 2013(05)
[5]T92/Super304H异种钢焊接接头的组织结构和力学性能[J]. 张祺,王家庆,陈国宏,刘俊建,化建,余新海,张涛,张建华,汤文明. 中国有色金属学报. 2013(02)
[6]TP347H与P22异种钢焊接工艺的选择及应用[J]. 陈国喜,李永赞. 焊接技术. 2012(05)
[7]Influence of Heat Input on Martensite Formation and Impact Property of Ferritic-Austenitic Dissimilar Weld Metals[J]. M. Mukherjee,T.K. Pal. Journal of Materials Science & Technology. 2012(04)
[8]T92/HR3C异种钢焊接接头高温拉伸变形及断裂行为[J]. 宋有明,陈国宏,余新海,刘俊建,王家庆,化建,张涛,张建华,汤文明. 材料热处理学报. 2012(02)
[9]T92/Super304H异种钢焊接接头的性能研究[J]. 李新梅,张忠文,邹勇,杜宝帅,邹增大. 材料导报. 2011(18)
[10]T92/HR3C异种钢焊接接头的组织结构和力学性能[J]. 刘俊建,陈国宏,余新海,王家庆,化建,宋有明,张涛,汤文明. 材料热处理学报. 2011(02)
硕士论文
[1]铁素体/奥氏体不锈钢异种钢焊接接头的组织及性能研究[D]. 石青.太原理工大学 2014
[2]T92/Super304H异种钢焊接接头组织结构与力学性能的研究[D]. 张祺.合肥工业大学 2013
[3]T92/HR3C、T92/TP347H异种钢焊接接头的髙温组织结构与力学性能的研究[D]. 宋有明.合肥工业大学 2012
[4]奥氏体不锈钢扩散连接晶间腐蚀性能研究[D]. 李雷.兰州理工大学 2011
本文编号：3061590
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