水轮机用0Cr13Ni5Mo不锈钢焊接工艺研究

发布时间：2022-04-28 23:41

　　某水电站水轮机过流部件（转轮、顶盖、底环和导叶）采用0Cr13Ni5Mo国产超级不锈钢制造,其在服役期间受到水流、泥沙等的冲刷作用,流道、止漏环及叶片出现了磨损。针对过流件磨损处,主要采用堆焊的方法进行修复,但在修复过程中屡次出现焊接裂纹。如何能得到良好的熔敷金属层是亟待解决的问题。本文针对国产新型0Cr13Ni5Mo不锈钢常见的接头形式——对焊、平板堆焊、角堆焊,进行了一系列研究。采用两种焊条、三种线能量及四种预热温度的正交工艺进行焊接,对得到的接头进行熔合比测算、力学性能试验及金相试验,分析裂纹产生原因以及防止裂纹的方法。对多层多道焊中相邻的焊道进行分析,找出各焊道的组织构成,分析焊道过渡带的性能,研究热效应对各焊道和过渡带组织及性能的影响。最终,各种工艺条件下得到的接头,各种指标均符合GB/T 50766-2012《水利水电工程压力钢管制作安装及验收规范》的要求。综合各项参数考虑,较优的焊接参数为:焊条烘培温度为300℃,烘培时间为1.5h;焊件预热100~250℃,焊接线能量控制在10~15KJ/cm;焊后放入保温炉内,在300℃条件下保温4h。 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.0 引言
    1.1 水轮机叶片的破坏理论
        1.1.1 冲刷磨蚀
        1.1.2 空蚀
        1.1.3 点蚀
    1.2 堆焊概述
        1.2.1 堆焊的特点
        1.2.2 我国堆焊技术的发展
        1.2.3 国外堆焊发展现状
        1.2.4 堆焊层耐磨性的影响因素
    1.3 不锈钢概述
        1.3.1 不锈钢的概念
        1.3.2 马氏体不锈钢的概念
        1.3.3 0Cr13Ni5Mo不锈钢中合金元素的作用
        1.3.4 0Cr13Ni5Mo不锈钢的焊接性
        1.3.5 0Cr13Ni5Mo不锈钢的焊接工艺
        1.3.6 0Cr13Ni5Mo不锈钢的焊后热处理机制
            1.3.6.1 传统的Q&T热处理工艺
            1.3.6.2 改进的Q&P热处理工艺
        1.3.7 0Cr13Ni5Mo不锈钢HAZ组织与性能
    1.4 焊条性能研究
    1.5 本课题研究内容和意义
第2章 焊接工艺试验方案
    2.1 基体材料
    2.2 焊接材料
    2.3 焊接方案制定
        2.3.1 确定工艺参数
        2.3.2 坡口准备
        2.3.3 焊接过程
        2.3.4 无损探伤
    2.4 0Cr13Ni5Mo钢平板堆焊的
    2.5 0Cr13Ni5Mo钢角立堆焊的
    2.6 0Cr13Ni5Mo钢平板对焊
    2.7 试验研究方法
        2.7.1 拉伸试验
        2.7.2 弯曲试验
        2.7.3 硬度试验
        2.7.4 冲击试验
        2.7.5 微观金相
第3章 焊接试验结果与分析处理
    3.1 熔合比测算
    3.2 0Cr13Ni5Mo平板堆焊
        3.2.1 CHS307焊条平板堆焊研究
        3.2.2 0Cr13Ni5MoRe焊条平板堆焊研究
    3.3 0Cr13Ni5Mo角堆焊
    3.4 0Cr13Ni5Mo平板对焊
        3.4.1 宏观观察
        3.4.2 力学性能试验结果
        3.4.3 微观组织观察及硬度试验
    3.5 本章小结
第4章 综合分析
    4.1 不同线能量的影响
        4.1.1 不同线能量对平板堆焊接头的影响
        4.1.2 不同线能量对对接接头的影响
    4.2 不同预热温度的影响
        4.2.1 不同预热温度对平板堆焊接头的影响
        4.2.2 不同预热温度对接头耐磨性能的影响
        4.2.3 不同预热温度对角堆焊接头的影响
    4.3 不同类别焊条对接头的影响
    4.4 多层多道焊分析
    4.5 焊接裂纹分析
    4.6 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
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[3]稀土元素Y对0Cr13不锈钢组织及腐蚀性能的影响[J]. 赵莉萍,王锦飞,麻永林,赵勇桃.  钢铁. 2010(04)
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硕士论文
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[5]万向接轴叉头激光堆焊修复技术的基础研究[D]. 彭行金.上海交通大学 2007
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[7]等离子弧粉末堆焊在石油钻杆接头修复中的应用研究[D]. 赵书远.天津大学 2005
[8]不锈钢亚快速凝固组织转变及控制研究[D]. 王成全.大连理工大学 2005



本文编号：3649768