X70管线钢的瞬时液相扩散焊研究
发布时间：2020-12-07 03:16
管线管输送着工业的血液：石油和天然气。而油气管线的铺设需要进行大量的管道焊接,采用传统的熔融焊接技术,焊接温度高、残余应力大、焊接效率低,制约了管道的建设。瞬时液相扩散焊（TLP）以其焊接温度低、残余应力小、自动化程度高、成型效果好等优点,得到了人们的重视。将TLP技术应用于管线的建设,可以大大提高焊接效率,节约焊接成本,在油气管道的焊接中具有长远的意义。本文根据X70管线钢的特点,探讨了TLP的焊接工艺。在双温双压焊接工艺下,选用BNi2、FeCrNiB、Fe-Ni-B中间层,保温温度1160～1240℃,保温时间120-480s,压力载荷1-5MPa。通过正交试验,结果表明各影响因素的主次顺序为：保温温度-中间层-压力载荷-保温时间,得到最优化焊接参数：选用FeCrNiB中间层,压力载荷3MPa,温度1200℃下保持时长240s。通过对比试验获得管线钢焊接的优化参数范围（选用FeCrNiB、 Fe-Ni-B中间层；保温温度1200～1240℃；保温时间240-480s；焊接压力3-5MPa）。金相分析表明：随着保温温度、焊接压力、保温时间的增加,焊缝变窄,元素扩散能力增加,母材与焊...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 管道焊接方法
1.2.1 手工电弧焊
1.2.2 半自动焊
1.2.3 全自动焊
1.3 国内外管道焊接状况
1.4 TLP焊接技术
1.4.1 TLP焊接原理
1.4.2 TLP连接机理
1.4.3 TLP焊接的优点
1.4.4 TLP焊接和钎焊的区别
1.5 TLP的研究现状
1.5.1 工艺研究
1.5.2 数值理论研究
1.6 TLP焊接的无损检测技术
1.7 TLP的应用前景
1.8 论文的研究目的和研究内容
1.8.1 研究目的
1.8.2 研究内容
1.9 本章小结
第二章 中间层和焊接工艺
2.1 母材焊接性分析
2.2 焊接工艺分析
2.2.1 中间层的选择
2.2.2 焊接温度的选择
2.2.3 焊接压力的选择
2.2.4 保温时间的选择
2.2.5 保护氛围的选择
2.2.6 表面处理状态
2.3 本章小结
第三章 试验方法和正交试验
3.1 试验流程
3.2 试验设计
3.2.1 管道连接方法
3.2.2 中间层材料
3.3 焊接设备
3.4 焊接流程
3.5 工艺选择和正交方案
3.5.1 工艺选择
3.5.2 焊接工艺参数
3.5.3 正交试验表
3.6 性能测试和组织元素观察方法
3.7 本章小结
第四章 TLP焊缝的性能分析
4.1 焊缝的力学性能测试
4.1.1 焊接管道观察
4.1.2 管道取样
4.1.3 力学性能测试
4.2 试验结果分析
4.2.1 试验结果
4.2.2 工艺参数对抗拉强度的影响
4.2.3 拉伸强度与弯曲性能的关系
4.3 对比试验分析
4.3.1 采用FeCrNiB为中间层的试验结果
4.3.2 采用Fe-Ni-B为中间层的试验结果
4.4 TLP断口分析
4.5 TLP的腐蚀试验
4.5.1 食盐溶液周浸试验
4.5.2 盐酸溶液周浸试验
4.6 本章小结
第五章 接头组织和元素分析
5.1 热影响区组织
5.1.1 热影响区域划分
5.1.2 金相试样制备
5.1.3 热影响区组织分析
5.2 焊缝金相组织
5.2.1 BNi2中间层
5.2.2 FeCrNiB中间层
5.3.3 Fe-Si-B中间层
5.3 硬度分析
5.4 元素扩散分析
5.4.1 焊缝接头元素分布
5.4.2 元素扩散的理论研究
5.5 焊缝区脆性相分析
5.5.1 相图分析
5.5.2 焊缝XRD扫描分析
5.6 本章小结
第六章 有限元模拟
6.1 有限元模拟的意义
6.2 有限元软件的介绍
6.2.1 热传递理论模型
6.2.2 热应力理论模型
6.3 TLP仿真模拟
6.3.1 材料参数
6.3.2 有限元建模
6.3.3 数值模拟结果
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
附件
本文编号：2902514
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 管道焊接方法
1.2.1 手工电弧焊
1.2.2 半自动焊
1.2.3 全自动焊
1.3 国内外管道焊接状况
1.4 TLP焊接技术
1.4.1 TLP焊接原理
1.4.2 TLP连接机理
1.4.3 TLP焊接的优点
1.4.4 TLP焊接和钎焊的区别
1.5 TLP的研究现状
1.5.1 工艺研究
1.5.2 数值理论研究
1.6 TLP焊接的无损检测技术
1.7 TLP的应用前景
1.8 论文的研究目的和研究内容
1.8.1 研究目的
1.8.2 研究内容
1.9 本章小结
第二章 中间层和焊接工艺
2.1 母材焊接性分析
2.2 焊接工艺分析
2.2.1 中间层的选择
2.2.2 焊接温度的选择
2.2.3 焊接压力的选择
2.2.4 保温时间的选择
2.2.5 保护氛围的选择
2.2.6 表面处理状态
2.3 本章小结
第三章 试验方法和正交试验
3.1 试验流程
3.2 试验设计
3.2.1 管道连接方法
3.2.2 中间层材料
3.3 焊接设备
3.4 焊接流程
3.5 工艺选择和正交方案
3.5.1 工艺选择
3.5.2 焊接工艺参数
3.5.3 正交试验表
3.6 性能测试和组织元素观察方法
3.7 本章小结
第四章 TLP焊缝的性能分析
4.1 焊缝的力学性能测试
4.1.1 焊接管道观察
4.1.2 管道取样
4.1.3 力学性能测试
4.2 试验结果分析
4.2.1 试验结果
4.2.2 工艺参数对抗拉强度的影响
4.2.3 拉伸强度与弯曲性能的关系
4.3 对比试验分析
4.3.1 采用FeCrNiB为中间层的试验结果
4.3.2 采用Fe-Ni-B为中间层的试验结果
4.4 TLP断口分析
4.5 TLP的腐蚀试验
4.5.1 食盐溶液周浸试验
4.5.2 盐酸溶液周浸试验
4.6 本章小结
第五章 接头组织和元素分析
5.1 热影响区组织
5.1.1 热影响区域划分
5.1.2 金相试样制备
5.1.3 热影响区组织分析
5.2 焊缝金相组织
5.2.1 BNi2中间层
5.2.2 FeCrNiB中间层
5.3.3 Fe-Si-B中间层
5.3 硬度分析
5.4 元素扩散分析
5.4.1 焊缝接头元素分布
5.4.2 元素扩散的理论研究
5.5 焊缝区脆性相分析
5.5.1 相图分析
5.5.2 焊缝XRD扫描分析
5.6 本章小结
第六章 有限元模拟
6.1 有限元模拟的意义
6.2 有限元软件的介绍
6.2.1 热传递理论模型
6.2.2 热应力理论模型
6.3 TLP仿真模拟
6.3.1 材料参数
6.3.2 有限元建模
6.3.3 数值模拟结果
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
附件
本文编号：2902514
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