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船体用TMCP高强度结构钢焊接工艺试验研究

作　者: 刘海斌
导　师: 任慧龙；李贤忠
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋工程
关键词: 船用高强度结构钢 TMCP钢焊接工艺激光焊接
分类号: U671.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

现代科技的不断进步和发展,使得船舶的建造越来越大型化,这类型船舶在整个船舶建造中所占的份额也随之不断增加。为了提高船舶建造质量,减轻船体结构的重量,提高载重量,造船用的低合金高强度钢使用面越来越大,数量也越来越多；高效、大线能量、自动化焊接技术的广泛使用,促进了船用高强度钢的发展,TMCP钢就是其中之一。首先,本文以厚度为25mm的中国船级社认EH36-TMCP高强度船体结构钢为研究对象,采取双面埋弧自动焊、垂直气垫焊、CO2衬垫单面焊、单面埋弧自动焊(FCB法)等不同的焊接工艺进行了试验与研究,制定不同的焊接工艺参数,以CCS船级社规定的金属焊接评定方法进行评定,完全符合要求。分别对不同工艺的焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击等力学性能试验,并利用光学显微镜分析焊缝、熔合区和热影响区的微观组织,研究了工艺因素、宏观和微观组织对接头强度、弯曲性能和热影响区冲击韧性的影响及该钢在实际生产条件下的焊接适应性。采用激光填丝焊工艺完成了12mm厚船用E级钢和EH36高强钢的焊接工艺试验,同时根据中国船级社的相关规定,对此项焊接工艺中的冲击韧性、接头的抗弯性能以及抗拉性能等方面做了相关的实验分析,并进行了焊接接头的宏观和微观组织、力学性能试验研究。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章船用TMCP高强度结构钢的现状与发展  9-15
  1.1 高强度船体结构钢  9-10
  1.2 高强度船体结构钢的特点及要求  10-11
  1.3 高强度船体结构钢发展趋势  11-12
  1.4 TMCP工艺简介  12
  1.5 TMCP工艺对高强度钢组织性能的影响  12-13
  1.6 高强度船体结构钢的TMCP工艺  13-14
  1.7 本章小结  14-15
第2章船用TMCP高强度结构钢的焊接工艺及特点  15-23
  2.1 船用钢材的焊接性能分析  15-16
  2.2 高强度钢的焊接工艺研究  16
  2.3 船用高强度结构钢焊接评定方法  16-18
  2.4 TMCP高强度钢焊接过程原则与要求  18-19
    2.4.1 材料的选择和使用  18
    2.4.2 焊接工艺的制定  18-19
  2.5 激光焊接技术  19-20
  2.6 激光填丝焊技术  20-21
    2.6.1 激光填丝焊特点  20
    2.6.2 激光与焊丝间的相互作用  20-21
  2.7 本论文的主要工作  21
  2.8 本章小结  21-23
第3章试验材料与试验方法  23-26
  3.1 试验材料  23-24
  3.2 试验方法  24-25
    3.2.1 焊接工艺与试板的制备  24
    3.2.2 焊接接头力学性能试验  24-25
    3.2.3 焊接接头宏观检查  25
    3.2.4 焊接接头微观组织分析  25
    3.2.5 显微硬度测定  25
    3.2.6 无损检测  25
  3.3 本章小结  25-26
第4章船用TMCP高强度结构钢的焊接试验  26-55
  4.1 TMCP高强度结构钢焊接工艺及组织性能分析  26-37
    4.1.1 TMCP钢双面埋弧自动焊  26-29
    4.1.2 垂直气垫焊  29-31
    4.1.3 CO2衬垫单面焊  31-34
    4.1.4 单面埋弧自动焊(FCB法)  34-37
  4.2 船用E级高强度结构钢激光填丝焊  37-47
    4.2.1 船用E级高强结构钢焊接性分析  37-38
    4.2.2 激光填丝焊接工艺试验  38-39
    4.2.3 焊接接头头力学性能分析  39-41
    4.2.4 接头组织特征分析  41-45
    4.2.5 分析与讨论  45-47
  4.3 船用EH36钢激光填丝焊  47-53
    4.3.1 焊接性分析  47
    4.3.2 激光焊接试验  47-48
    4.3.3 焊接接头力学性能  48-50
    4.3.4 焊接接头组织分析  50-52
    4.3.5 分析与讨论  52-53
  4.4 本章小结  53-55
结论  55-56
参考文献  56-59
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果  59-60
致谢  60-61
个人简历  61

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