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富氩气体保护焊在压力容器设备上的应用研究

作　者: 蒋俊
导　师: 徐越兰
学　校: 南京理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 电弧形态 富氩气体保护焊 焊接工艺 氧含量 压力容器
分类号: TG444.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 39次
引　用: 1次
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内容摘要


本文对富氩气体保护焊焊接Q345R,15CrMo和106Cr19Ni10(304)展开了全面和系统的研究,研究的是压力容器常用材料Q345R、15CrMo和06Cr19Ni10(304)的电弧形态、焊接工艺、机械性能以及宏微观组织分析。研究结果表明：焊接Q345R时,20%CO2+80%Ar的电弧面积为纯Ar的35%,100%C02的电弧面积为20%CO2+80%Ar的57%。20%C02+80%Ar的电弧是比100%Ar和100%CO2的稳定：240A的电弧比280A的稳定。保护气为100%CO2时,飞溅较大,焊缝不均匀,表面有氧化皮；保护气为100%Ar时,焊缝成形不均匀,焊缝高而窄；保护气为20%C02+80%Ar时,焊缝均匀,鱼鳞纹平滑。焊缝的冲击值与焊缝中的氧含量是呈负相关；富氩气体保护焊金属夹杂物评定在1.5级；保护气对焊缝的晶粒影响不明显。富氩气体焊接的试板达到了JB/T4730-2005的射线检测的二级标准,机械性能符合JB4744-2000《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》标准。焊接15CrMo时,保护气体中加入20%CO2后,电弧会收缩47%；坡口角度和焊接电流对电弧的影响不明显。保护气中加入CO2后,电弧比纯Ar的稳定；240A的电弧比280A稳定。保护气体为20%CO2+80%Ar的焊缝成形比纯Ar的好。两种保护气体下的焊接和热影响区组织都为珠光体+铁素体,没有出现淬硬组织。机械性能方面,纯Ar焊接的试板背弯出现了裂纹,20%CO2+80%Ar焊接的试板符合JB4744-2000《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》标准。焊接奥氏体不锈钢06Cr19Ni10(304)时,当焊接电流为240A时,保护气中O2的比例从2%到5%到8%,电弧分别收缩了38%和12.5%：当电流为280A时,电弧收缩了17%和20%。电弧稳定性：2%O2+98%Ar<5%O2+95%Ar<100%Ar<8%02+92%Ar; 240A的电弧比280A的稳定。保护气和电流对焊缝中Cr和Ni的影响不明显。保护气为5%O2+95%Ar焊缝的面弯和背弯都出现了裂纹。保护气为2%O2+98%Ar焊缝的晶间腐蚀和力学性能都符合JB4744-2000《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》标准。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题背景  9
  1.2 国内外发展现状  9-13
  1.3 课题的意义  13-14
  1.4 课题研究的主要内容  14-15
2. 富氩气体保护焊的试验设计  15-27
  2.1 富氩气体保护焊的试验方法  15
  2.2 富氩气体保护焊的试验材料  15
  2.3 富氩气体保护焊的设备  15-19
    2.3.1 试验工艺的设备  15-17
    2.3.2 电弧采集的设备  17-19
  2.4 试验内容  19-26
    2.4.1 电弧的采集  19-23
    2.4.2 工艺参数的调试  23
    2.4.3 机械性能  23-24
    2.4.4 宏微观组织分析  24-26
  2.5 本章小结  26-27
3. Q345R的富氩气体保护焊研究  27-44
  3.1 Q345R的电弧形态  27-33
    3.1.1 Q345R的不同保护气体的电弧形态研究  27-31
    3.1.2 Q345R的不同工艺参数的电弧形态的研究  31-32
    3.1.3 Q345R的电弧稳定性讨论  32-33
  3.2 Q345R的焊接工艺  33-35
  3.3 Q345R的机械性能  35-37
    3.3.1 试验过程  35-36
    3.3.2 焊接试验性能检测  36-37
  3.4 Q345R焊缝金属氧含量研究  37-39
  3.5 Q345R焊缝的宏观分析  39-41
  3.6 光学显微镜观察焊缝金属的氧化物夹杂  41-42
  3.7 本章小结  42-44
4. 15CrMo的富氩气体保护焊研究  44-58
  4.1 15CrMo的电弧形态  44-49
    4.1.1 15CrMo的不同保护气体的电弧形态研究  44-47
    4.1.2 15CrMo的不同坡口的电弧形态的研究  47-48
    4.1.3 15CrMo的不同工艺参数的电弧形态的研究  48-49
    4.1.4 15CrMo的电弧稳定性讨论  49
  4.2 15CrMo的焊接工艺  49-53
  4.3 15CrMo的机械性能  53-54
    4.3.1 试验过程  53-54
    4.3.2 焊接试验性能检测  54
  4.4 15CrMo的宏微观组织分析  54-57
    4.4.1 焊接接头横断面几何参数的提取  54-55
    4.4.2 微观组织  55-57
  4.5 本章小结  57-58
5. 奥氏体不锈钢06Cr19Ni10的富氩气体保护焊研究  58-73
  5.1 奥氏体不锈钢06Cr19Ni10的电弧形态  58-63
    5.1.1 奥氏体不锈钢06Cr19Ni10的不同保护气体的电弧形态研究  58-61
    5.1.2 奥氏体不锈钢06Cr19Ni10在不同工艺参数下的电弧形态研究  61-62
    5.1.3 奥氏体不锈钢06Cr19Ni10的电弧稳定性研究  62-63
  5.2 奥氏体不锈钢06Cr19Ni10的焊接工艺  63-66
  5.3 奥氏体不锈钢06Cr19Ni10的机械性能  66-67
    5.3.1 试验过程  66-67
    5.3.2 焊接试验性能检测  67
  5.4 奥氏体不锈钢06Cr19Ni10焊缝的宏观分析  67-70
  5.5 不同保护气体和不同焊接电流焊缝中合金含量变化分析  70-71
  5.6 本章小结  71-73
结论  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-77

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接工艺 > 电弧焊 > 金属极电弧焊 > 气体保护焊
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