深熔TIG焊接430铁素体不锈钢接头性能强化及关键工艺研究

发布时间：2023-05-24 23:34

　　深熔TIG焊接工艺是一种采用大焊接电流、非约束电弧的新型穿孔焊接工艺,焊接过程不需要填充焊丝及制备坡口,单道焊接即可实现中厚板一次焊透、单面焊双面成型。且设备成本及生产成本较低,便于现场焊接,在中厚板材焊接中具有巨大的应用潜力。由于深熔TIG焊接热输入量较大,故应用于部分材料时,会使接头组织粗大,降低接头的性能,限制了深熔TIG焊的应用。探索了深熔TIG焊接8 mm厚AISI 430铁素体不锈钢的焊接工艺,分析了接头组织组成,测试了接头的力学性能及耐腐蚀性能。由于深熔TIG熔池体积较大,流动行为复杂,为了更深入理解熔池的稳定过程以及缺陷的形成原因,结合钛元素示踪及三维重构方法,从三维尺度研究了深熔TIG熔池的流动行为。并进行了改善焊接接头组织与性能的方法探索:结合高频脉冲焊接电流以降低热输入,结合添加304奥氏体不锈钢中间层的方法提高接头中的奥氏体含量,以及采用焊后热处理方法促进接头内元素均匀化。研究结果表明,深熔TIG工艺焊接430不锈钢的工艺参数中,较高的电流与较高的焊接速度相匹配,即使在较小的热输入下,较大的焊接电流也有助于实现更大的熔深。接头分为焊缝区、高温热影响区、低温热影响...

【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 引言
    1.2 传统中厚钢材焊接工艺
    1.3 深熔TIG焊接工艺简介
        1.3.1 深熔TIG焊接工艺发展与应用现状
        1.3.2 深熔TIG焊接存在的问题
        1.3.3 焊接热输入对接头的影响及计算方法
    1.4 铁素体不锈钢特性及焊接性概述
    1.5 熔池流动行为的研究方法发展
        1.5.1 传统二维观测方法
        1.5.2 基于连续切片技术的三维重构技术的发展与应用
        1.5.3 三维重构算法与计算工具
    1.6 接头强化方法的分类与应用
        1.6.1 采用脉冲焊接电流或高频脉冲焊接电流
        1.6.2 调整熔池化学成分
        1.6.3 焊前预热及焊后热处理
    1.7 本文的主要研究内容及技术路线图
第2章 试验材料与试验方法
    2.1 试验材料
    2.2 焊接设备
    2.3 表征手段
第3章 深熔TIG焊接430铁素体不锈钢的工艺研究及接头性能分析
    3.1 深熔TIG直流恒流焊接430不锈钢工艺窗口研究
    3.2 恒流电流焊接接头显微组织研究
    3.3 直流恒流电流焊接接头拉伸性能
    3.4 直流恒流接头冲击试验
    3.5 直流恒流焊接接头耐腐蚀性能
    3.6 本章小结
第4章 基于三维重构技术的熔池流动行为观测
    4.1 钛元素示踪金相观测
    4.2 熔池流动行为分析
    4.3 三维模型建立过程
    4.4 熔池流动稳定过程
    4.5 本章小结
第5章 深熔TIG焊接430铁素体不锈钢接头性能强化方法
    5.1 采用高频脉冲焊接电流
        5.1.1 高频脉冲电流焊接接头的工艺研究
        5.1.2 高频脉冲电流焊接接头的显微组织
        5.1.3 高频脉冲电流焊接接头的拉伸性能
        5.1.4 高频脉冲接头冲击试验
        5.1.5 高频脉冲接头的耐腐蚀性能
    5.2 添加奥氏体中间层
        5.2.1 奥氏体中间层焊接接头的工艺研究
        5.2.2 奥氏体中间层接头的显微组织
        5.2.3 奥氏体中间层焊接接头的拉伸性能
        5.2.4 奥氏体中间层焊接接头的冲击性能
        5.2.5 奥氏体中间层焊接接头的腐蚀行为
    5.3 焊后热处理工艺
        5.3.1 焊后热处理接头的显微组织分析
        5.3.2 焊后热处理接头的拉伸性能
        5.3.3 焊后热处理接头的冲击性能
        5.3.4 焊后热处理接头的腐蚀行为
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3822502