耐热钢与不锈钢电弧辅助活性TIG焊接头组织及性能研究

发布时间：2021-04-22 13:13

　　目前在压力容器的生产制造中,低合金耐热钢与奥氏体不锈钢的焊接可满足不同工作环境对焊接结构件的要求,降低生产成本,得到了广泛的应用。但低合金耐热钢与奥氏体不锈钢的组织和化学成分不同,焊接时易产生金属稀释、合金元素偏析、碳迁移等损害接头质量的问题。通常采用手工钨极氩弧焊或焊条电弧焊等传统焊接方法进行连接,效率较低、接头质量不高,难以满足现代工业高速发展的需求。电弧辅助活性TIG焊（AA-TIG）作为一种新型焊接方法,可对3-12 mm厚的材料实现不开坡口单面焊双面成形,焊接效率和自动化程度高。因此,研究将电弧辅助活性TIG焊应用于异种钢的焊接对提高焊接效率和焊接接头质量具有重要意义。本文针对8 mm厚的12Cr2Mo1R低合金耐热钢和06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢采用AA-TIG未堆焊过渡层的对接自熔焊,焊后整体进行690℃×8 h的热处理;以及采用ERNiCr-3、ER309L在12Cr2Mo1R预边堆焊过渡层后,进行690℃×8 h的热处理,再进行AA-TIG异种钢单面焊双面成形的高效焊接。对比分析异种钢自熔焊热处理前后以及12Cr2Mo1R预边堆焊过渡层进行热处理前后的接头显微... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 异种钢的焊接
        1.2.1 异种钢的焊接性
        1.2.2 异种钢焊接的主要难点
    1.3 异种钢焊接国内外研究现状
    1.4 本课题研究内容及技术路线
第2章 12Cr2Mo1R/06Cr18Ni11Ti异种钢AA-TIG焊试验方法
    2.1 试验材料及设备
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验设备
    2.2 电弧辅助活性TIG焊焊接过程
    2.3 接头微观组织分析
        2.3.1 光学金相显微镜分析
        2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）分析
        2.3.3 X射线衍射仪（XRD）分析
    2.4 接头性能测试分析
        2.4.1 硬度测试
        2.4.2 拉伸试验
        2.4.3 冲击性能测试
        2.4.4 晶间腐蚀、点蚀测试
        2.4.5 电化学腐蚀测试
第3章 12Cr2Mo1R/06Cr18Ni11Ti异种钢焊接接头组织分析
    3.1 引言
    3.2 焊接接头的宏观形貌
    3.3 焊缝微观组织分析
        3.3.1 自熔焊焊缝显微组织
        3.3.2 ERNiCr-3 预边堆焊工艺焊缝显微组织
        3.3.3 ER309L预边堆焊工艺焊缝显微组织
        3.3.4 焊缝金属物相分析
    3.4 12Cr2Mo1R/焊缝界面显微组织分析
        3.4.1 自熔焊12Cr2Mo1R/焊缝显微组织
        3.4.2 ERNiCr-3 预边堆焊工艺12Cr2Mo1R/焊缝显微组织
        3.4.3 ER309L预边堆焊工艺12Cr2Mo1R/焊缝显微组织
        3.4.4 12Cr2Mo1R/焊缝界面合金元素线扫描分析
    3.5 焊缝/06Cr18Ni11Ti界面显微组织分析
        3.5.1 自熔焊焊缝/06Cr18Ni11Ti界面显微组织
        3.5.2 预边堆焊工艺的焊缝/06Cr18Ni11Ti界面显微组织
        3.5.3 焊缝/06Cr18Ni11Ti界面合金元素线扫描分析
    3.6 异种钢焊接的碳迁移扩散
        3.6.1 异种钢焊接的碳迁移计算
        3.6.2 碳迁移动力学分析
    3.7 本章小结
第4章 12Cr2Mo1R/06Cr18Ni11Ti异种钢接头力学性能分析
    4.1 引言
    4.2 焊接接头显微硬度测试结果与分析
        4.2.1 自熔焊显微硬度分析
        4.2.2 ERNiCr-3 预边堆焊工艺显微硬度分析
        4.2.3 ER309L预边堆焊工艺显微硬度分析
    4.3 焊接接头拉伸试验结果与分析
        4.3.1 拉伸试验结果
        4.3.2 拉伸断口形貌分析
    4.4 焊接接头冲击试验结果与分析
        4.4.1 冲击试验结果
        4.4.2 冲击断口形貌分析
    4.5 本章小结
第5章 12Cr2Mo1R/06Cr18Ni11Ti焊接接头腐蚀试验
    5.1 引言
    5.2 异种钢焊接接头晶间腐蚀试验
        5.2.1 晶间腐蚀机理
        5.2.2 试验方法及过程
        5.2.3 晶间腐蚀试验结果及分析
    5.3 异种钢焊接接头点蚀试验
        5.3.1 点蚀形成机理
        5.3.2 试验方法及过程
        5.3.3 点蚀试验结果及分析
        5.3.4 点蚀形貌分析
    5.4 异种钢焊接接头电化学腐蚀试验
        5.4.1 电化学腐蚀理论
        5.4.2 动电位极化试验
        5.4.3 动电位极化试验结果及分析
        5.4.4 电化学交流阻抗试验
        5.4.5 电化学交流阻抗试验结果分析
    5.5 本章小结
结论与展望
    结论
    研究展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]单枪耦合电弧AA-TIG焊[J]. 张建晓,樊丁,黄勇.  焊接学报. 2017(10)
[2]P91耐热钢与316L不锈钢电子束焊接接头组织及力学性能研究[J]. 张凯峰,俞照辉,尹绪雨.  热加工工艺. 2016(21)
[3]异种钢窄间隙焊母材熔合比对碳迁移现象影响研究[J]. 郑云蔚,蔡志鹏,何雨晨,李克俭,潘际銮.  机械工程学报. 2016(12)
[4]合金元素对316LN不锈钢的力学性能和点蚀性能的影响[J]. 吴从风,王心禾,张海龙,王西涛.  工程科学学报. 2015(09)
[5]碳迁移对9%Cr和2.25%Cr异种钢焊接接头高温韧性的影响[J]. 李克俭,蔡志鹏,李轶非,孙林根,何雨晨,潘际銮.  机械工程学报. 2015(16)
[6]Q345/316L异种钢焊接接头组织与性能研究[J]. 黄本生,罗涛,卢东华,李杰,宋文丽.  热加工工艺. 2014(13)
[7]电弧辅助活性TIG焊焊缝组织及性能分析[J]. 樊丁,刘自刚,黄勇,王新鑫.  焊接学报. 2014(04)
[8]铁素体对奥氏体不锈钢性能的影响[J]. 张仁军,朱洪军,管晓光,谭延宏.  机械工程师. 2013(06)
[9]254SMO/Q235B异种钢焊接接头显微组织[J]. 王可,郑振太,薛海涛,宋红伟.  焊接学报. 2013(02)
[10]不锈钢与耐热钢焊接过渡区的碳迁移现象分析[J]. 李德元,娄建新,王晓宇,张晶,谢天男.  沈阳工业大学学报. 2012(05)

博士论文
[1]超超临界机组用T/P92异种钢焊接接头结构与性能的研究[D]. 曹建.复旦大学 2011

硕士论文
[1]异种钢激光焊接头组织性能及焊接温度场研究[D]. 彭磊.江苏科技大学 2019
[2]SAF2205和S30408异种钢焊接接头的应力腐蚀试验研究[D]. 金皋峰.浙江工业大学 2018
[3]CLAM/15-15Ti异种钢焊接接头微观组织与性能研究[D]. 安明明.哈尔滨理工大学 2018
[4]电弧辅助活性TIG焊焊枪设计及焊接工艺实验[D]. 包有宇.兰州理工大学 2014
[5]电弧辅助活性TIG焊工艺及接头性能研究[D]. 刘自刚.兰州理工大学 2013
[6]电弧辅助活性TIG焊接法研究[D]. 林涛.兰州理工大学 2008



本文编号：3153836