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雙相不銹鋼的焊接工藝研究畢業(yè)論文-閱讀頁(yè)

2024-07-31 15:58本頁(yè)面
  

【正文】 的降低。 一般用于奧氏體不銹鋼的焊接方法,如焊條電弧焊, TIG 焊和 MIG 焊等,都可用于雙相不銹鋼的焊接。 。焊接時(shí)一般不需要進(jìn)行預(yù)熱,但是有些時(shí)候的層間溫度要控制,如多層多道焊的焊接就需要控制層間溫度。 為提高焊縫的耐腐蝕性在進(jìn)行氣體保護(hù)焊時(shí)可以在保護(hù)氣體中加氮,而為了保證焊接質(zhì)量則必須進(jìn)行有效的背面保護(hù)措施。 。因此,采用定位焊時(shí),最好規(guī)定定位焊縫的最短長(zhǎng)度。 。應(yīng)全力避免這種對(duì)焊接裂紋和腐蝕很敏感的組織。現(xiàn)場(chǎng)焊接過(guò)程中材料的保護(hù)非常重要,應(yīng)避免碳鋼,銅,低熔點(diǎn)金屬或其他雜質(zhì)對(duì)不銹鋼的污染。焊接和切割過(guò)程中需要一直采取措施來(lái)防止飛濺、擊弧、滲碳、局部過(guò)熱等 [8]。用酸性焊條根部達(dá)不到設(shè)計(jì)對(duì)焊縫沖擊韌度的要求,用堿性焊條則勉強(qiáng)能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,鎢極氬弧焊 40℃焊縫沖擊值最高,達(dá)到 170J 以上,埋弧自動(dòng)焊 40℃沖擊值則在 100J 以上,也有相當(dāng)?shù)脑A浚窕∽詣?dòng)焊的效率與成本的優(yōu)點(diǎn)是鎢極氬弧焊無(wú)法比擬的。一般情況下焊 前不必預(yù)熱,焊后也不進(jìn)行熱處理。 。 。 。因?yàn)樵诤附訜嵫h(huán),該熱影響區(qū)中的非平衡狀態(tài),冷卻的冷卻速度快并總是 保留更多的鐵素體,相比單相奧氏體不銹鋼,敏感性較大和脆化腐蝕傾向比較敏感。 2205 雙相不銹鋼通常含有 50%左右的鐵素體,同樣也存在 475℃脆性,但相比鐵素體不銹鋼則不是那樣的敏感。 焊接材料 選用 AWS E2209 焊條,其化學(xué)成分及力學(xué)性能分別見表 34 和 35。 表 34 熔敷金屬化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 【 9】 C Si Mn S P Cr Ni Mo N 鐵素體含量 30 表 35 熔敷金屬力學(xué)性能 【 9】 (%) 溫度 0℃ 40℃ 700 850 33 55 40 接頭形式 接頭形式:對(duì)接;坡口形式: V 形 。;間隙 ~;錯(cuò)邊: 0~;余高: 2mm;蓋面焊 縫寬度:比坡口寬度每側(cè)增加 ~。 焊接接頭中鐵素體和奧氏體的平衡關(guān)系受到鋼中合金元素含量的影響,又受到填充金銅陵學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 15 屬、焊接熱循環(huán)、保護(hù)氣體的影響。 研究發(fā)現(xiàn),母材中含氮是很有用的。氮和鎳一樣是形成奧氏體和擴(kuò)大奧氏體的元素,但是,氮的能力遠(yuǎn)超鎳。 由于焊接熱循環(huán)的 作用,自熔焊或填充金屬成分與母材相同時(shí),焊縫金屬的鐵素體含量急劇增加,甚至出現(xiàn)純鐵素體組織。一般采取在焊接材料中提高鎳或是加氮這兩條途徑。用含氮的填充材料比只提高鎳的填充材料效果更好,兩種元素都可以增加奧氏體相比例并使其穩(wěn)定,但加氮不僅能減緩金屬間化合物相的析出,而且還可提高焊縫金屬的強(qiáng)度和耐腐蝕性能。對(duì)于雙相不銹鋼 2205,鎢極氬弧焊選用 ER2209 焊絲,焊焊條電弧焊選用 Avesta2205AC/DC 焊條是可以滿足對(duì)焊接材料要求的。 。因此,多層多道焊是有益的,后續(xù)焊道對(duì)前層焊道有熱處理作用,焊縫金屬中的鐵素體進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體,成為以?shī)W氏體占優(yōu)勢(shì)的兩相組 織;熱影響區(qū)過(guò)熱區(qū)中的奧氏體相也相應(yīng)增多,且能細(xì)化鐵素體晶粒,減少碳化物和氮化物從晶內(nèi)和晶界析出,從而使整個(gè)焊接接頭的組織和性能顯著改善。 表 37 焊條電弧焊焊接接頭鐵素體含量及性能 【 10】 鐵素體含量( %) σb/MPa 彎曲試驗(yàn) Akv/J HV 平均腐蝕速度/ 焊縫表層 焊縫內(nèi)部 HAZ 母材 771 180度不限 96 243 表 37 中的數(shù)據(jù)明顯的說(shuō)明了焊接熱循環(huán)的這種作用。同樣,由于焊接過(guò)程中熱循環(huán)的作用,也提高了奧氏體的含量。 焊接參數(shù)即焊接線能量對(duì)雙相組織的平衡也起著重要的作用。若線能量過(guò)大,冷卻速度太慢,盡管可以獲得足量 的奧氏體,但也會(huì)引起熱影響區(qū)得鐵素體晶粒長(zhǎng)大以及 σ 相等有害金屬間化合物相的析出,造成羅浩:雙相不銹鋼的焊接工藝研究 16 接頭脆化。 。 2205 雙相不銹鋼的埋弧焊 2205 雙相不銹鋼的埋弧焊的焊接材料。其熔敷金屬的化學(xué)成 分和力學(xué)性能見表 38 和表 39。 表 310 2205 雙相不銹鋼 SAW 焊焊接參數(shù) 【 11】 試樣編號(hào) 焊絲直徑 電源極性 焊接電流 /A 電弧電壓 /V 焊接速度 /( cm/min) 焊接線能量/( kJ/cm) A1 DECP 430~450 30~32 48~52 14~16 A2 DECP 350~380 26~28 52~55 9~11 A3 DECP 500~520 33~34 48~50 19~21 焊接工藝對(duì)接頭性能的影響 。 . 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 17 表 311 接線能量對(duì)焊接接頭性能的影響表 【 11】 試樣編號(hào) 沖擊吸收功 Ak40℃ /J 鐵素體含量 ((體積分?jǐn)?shù), %) FeCl3 溶液腐蝕速率 /( mg/cm2) 焊縫 HAZ 1 2 3 1 2 3 A1 97 119 133 139 151 162 177。 , A3 39 53 71 94 105 114 177。 2.稀釋率對(duì)焊接接頭性能的影響。焊接過(guò)程中 ,由于冷卻速度非常快,焊縫 金屬處于不平衡狀態(tài),若使用與母材化學(xué)成分相同的填充材料,焊縫金屬中就會(huì)鐵素體含量過(guò)高,這是不利的。而若稀釋率高,則焊縫金屬中 Ni 和N 含量就會(huì)偏低,從而組織中奧氏體組織過(guò)少,使得焊縫沖擊韌度差,耐腐蝕性能也相對(duì)下降。 。采用多層焊道時(shí),后續(xù)焊道對(duì)前層焊道有熱處理作用,焊縫金屬中的鐵素體組織進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成奧氏體,成為以?shī)W氏體占優(yōu)勢(shì)的兩相組織。 。但若層間溫度過(guò)高,會(huì)使焊縫組織和性能惡化。 2205 雙相不銹鋼的 TIG 焊 。 Avesta 公司建議線能量為10~25kJ/cm,層間溫度控制在 150℃以下。;間隙 ~;錯(cuò)邊: 0~;余高: 2mm;蓋面焊縫寬度:比坡口寬度每側(cè)增加 ~。與鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的韌性高,脆性轉(zhuǎn)變溫度低,耐腐蝕性和焊接性明顯提高,但依然保留著鐵素體不銹鋼 的 475℃脆性等特征。其良好的力學(xué)性能和耐蝕性能 ,應(yīng)用前景廣闊 [11],成為取代奧氏體不銹鋼的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。 羅浩:雙相不銹鋼的焊接工藝研究 20 參考文獻(xiàn) [1] 羅 鍵,劉德佳,趙國(guó)際等 .2205 不銹鋼雙面埋弧焊熔合區(qū)組織與性能的關(guān)系 [J].稀有金屬材料與工程, 20xx, 40 [2] 王治宇,許海剛,吳瑋巍等 .2205 雙相不銹鋼的激光 MIG 復(fù)合焊接頭性能 [J].焊接學(xué)報(bào),32( 2): 105108. [3] 張帥謀,張雪峰,王小平 .焊接方法對(duì) 2205 不銹鋼焊接接頭組織與力學(xué)性能的影響 [J].金屬鑄鍛焊技術(shù), 20xx, 40( 7): 130132. [4] 石巨巖,謝貴生,林會(huì)會(huì)等 .焊接工藝對(duì) 2205 雙相不銹鋼焊接接頭組織與性能的影響[J].金屬熱處理, 20xx, 34( 9): 4043. [5] 包曄峰,宋曉科,張孺洪等 .雙相不銹鋼鋼管埋弧焊焊接接頭微觀組 織及力學(xué)性能 [J].石油化工設(shè)備, 20xx, 37( 4): 47. [6] 張杰,宋文明 .SAF2205 雙相不銹鋼焊接工藝研究 [J].金屬鑄鍛焊技術(shù), 20xx, 38( 3):116118. [7] 石巨巖,昌敬源,謝貴生等 .固溶溫度對(duì) 2205 雙相不銹鋼焊縫組織與韌性的影響 [J].材料熱處理學(xué)報(bào), 20xx, 30( 4): 6972. [8] 申艷麗,孟慶森,張丙靜等 .焊接工藝對(duì) 2205 雙相不銹鋼焊接接頭綜合性能的影響 [J].生產(chǎn)應(yīng)用,焊接, 20xx, 6: 4751. [9] 李偉,栗卓新,李國(guó)棟等 .固溶 處理對(duì)雙相不銹鋼 FCAW 焊接接頭性能的影響 [J].電焊機(jī), 20xx, 38( 11): 2226. [10] Zoude Ning, Han Ying, Li Jiao, etc. of 2205 duplex stainless steel heat treatment affect the mechanical properties of welded joints [J]. Mechanical Engineering, 20xx,47 (2) :8689. [11] Zoude Ning, Han Ying etc. aging on 2205 duplex stainless steel welded joint tissue [J]. Welding Journal, 20xx,31 (11) :6972. [12] Li Jicheng, Zhu Lei, Liu Chang. Σ phase and the relative proportion of the impact on 2205 performance stainless steel welded joints [J]. Petrochemical equipment, 20xx,39 (4) :23. 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 21 致 謝 歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完,在論文的寫作過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙,都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。另外,在校圖書館查找資料的時(shí)候,圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。本文 引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn),如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā),我將很難完成本篇論文的寫作。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限,所寫論文難免有不足之處,懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友批評(píng)和指正!
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