銅-鋼異種材料焊接工藝及組織演變行為研究
發(fā)布時間：2021-11-15 04:17
隨著現(xiàn)代制造業(yè)的高速發(fā)展,單一材料已經很難滿足工業(yè)生產的需求,異種材料的復合結構應運而生并且廣泛應用于航空航天、電力企業(yè)、石油工程等現(xiàn)代化工業(yè)生產中。在我國油浸式特高壓電力變壓器的生產制造過程中,T2-Q345B的復合結構作為變壓器外部屏蔽層殼體,T2-SUS304的復合結構作為變壓器內部的箱式儲油柜。一方面利用Q345B、SUS304的低成本、高強度及高耐腐蝕性作為殼體及箱體的結構材料;另一方面利用T2紫銅的逆磁性及高導熱特性,將變壓器內部因磁場渦流效應產生的熱量及時導出,從而減少變壓器內部的雜散損耗,最終提高油浸式特高壓電力變壓器的服役壽命。針對變壓器外部大型屏蔽層殼體的復合結構,本文選用適用性最廣的熔化極氣體保護焊焊接方法進行T2-Q345B異種材料的焊接試驗,研究了不同焊接工藝對T2-Q345B異質焊接接頭組織性能的影響機制,旨在獲取一種最優(yōu)的焊接工藝:焊接電流220-235A,焊接電壓23-24V,焊接速度4.15cm/min,30%He+70%Ar混合氣體流量為15L/min。結果表明,T2-Q345B異質焊接接頭銅側熔合區(qū)由于外延生長形成了粗大的片狀晶粒,而鋼側熔合區(qū)由于...
【文章來源】：西安理工大學陜西省
【文章頁數】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Cu-Fe二元相圖
西安理工大學工程碩士專業(yè)學位論文表 2-3 S201 化學成分（質量分數%）Tab. 2-3 Chemical composition of S201 (wt.%)Sn Si Mn P Pb Al ≤1.0 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.155 ≤0.02 ≤0.01 表 2-4 Q345B，T2-Y 和 S201 力學性能Tab. 2-4 Mechanical properties of Q345B, T2-Y and S201 抗拉強度（MPa） 屈服強度（MPa） 硬度（H 510-600 345 140- 215-275 60-70 60- 220 - -紫銅和 Q345B 鋼板尺寸規(guī)格為 300×150×5mm（長×寬×厚）。T2-Y 與 Q線切割的方式加工成為 X 型坡口（正面 70°，反面 120°），考慮到焊接入，針對于 5mm 厚板，單道焊接可能出現(xiàn)未焊透等缺陷并且單道焊接理，因此設計了如圖 2-1 所示的非對稱型 X 型坡口進行焊接。
西安理工大學工程碩士專業(yè)學位論文2-2（a）所示。激光束可直接深入材料內部，形成深寬比大的焊縫[52]。激光發(fā)射器的原理示意如圖 2-2（b）所示。激光深熔焊模式焊接時，能量轉換通過熔池小孔完成。小孔周圍是熔融的液體金屬，由于壁聚焦效應，這個充滿蒸氣的小孔如同“黑體”，吸收激光能量，熱量通過激光與母材的直接作用，形成熔池完成焊接，而常規(guī)的焊接及熱導焊都是將熱量聚集于表面，經過熱傳導進入工件內部，這是其根本區(qū)別。（a）（b）
【參考文獻】：
期刊論文
[1]厚銅-鋼復合材料爆炸焊接試驗研究[J]. 劉金濤,陳斌,張麗華,李軍. 材料開發(fā)與應用. 2018(04)
[2]銅-鋼高頻感應釬焊工藝及其對接頭組織和導電性的影響[J]. 石玗,高海銘,李廣,李想. 材料導報. 2018(06)
[3]304不銹鋼/T2紫銅超薄板激光搭接焊[J]. 周學凱,米高陽,劉森,胡席遠,王春明. 中國激光. 2017(08)
[4]大直徑薄壁異種鋁合金結構件脈沖TIG焊[J]. 朱曉星,楊學勤,林濤,陳華斌. 電焊機. 2016(09)
[5]光纖激光水下切割1mm厚304不銹鋼的實驗研究[J]. 李倩,孫桂芳,盧軼,張永康. 中國激光. 2016(06)
[6]航空特種焊接技術的創(chuàng)新發(fā)展[J]. 關橋. 航空制造技術. 2014(20)
[7]NiTiNb激光焊接接頭退火前后的顯微組織和力學性能分析[J]. 陸巍巍,陳玉華,黃永德,付強. 中國激光. 2014(10)
[8]20Mn23Al與Q345厚鋼板的埋弧自動焊焊接技術[J]. 翟衛(wèi)東. 變壓器. 2013(02)
[9]異種材質堆焊滲透裂紋和氣孔形成機理[J]. 蘇允海,唐興濤,宋興奎,劉政軍. 焊接學報. 2011(06)
[10]20Mn23Al無磁鋼與Q235低碳鋼的埋弧焊焊接工藝[J]. 殷榮幸,瞿衛(wèi)東. 金屬加工(熱加工). 2011(10)
碩士論文
[1]大型電力變壓器雜散損耗的研究[D]. 田小靜.華北電力大學 2017
[2]Mn-Cu合金與不銹鋼釬焊工藝研究[D]. 李國超.西南交通大學 2017
[3]銅鋼異種金屬CMT焊接工藝及溫度場模擬[D]. 蔡玉博.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[4]純銅激光—電弧復合焊接工藝研究[D]. 陳玉龍.華中科技大學 2016
[5]雙脈沖激光聯(lián)合打孔中熱學和力學效應的數值研究[D]. 李川.南京理工大學 2016
[6]SUS304不銹鋼薄板激光焊接工藝及接頭性能研究[D]. 李慶.華中科技大學 2014
[7]基于溫度履歷的銅管釬焊接頭爆破壓力研究[D]. 戴佶.上海交通大學 2010
[8]黃銅與紫銅及黃銅與低碳鋼異種金屬的激光焊接[D]. 皮友東.北京工業(yè)大學 2007
本文編號：3496012
【文章來源】：西安理工大學陜西省
【文章頁數】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Cu-Fe二元相圖
西安理工大學工程碩士專業(yè)學位論文表 2-3 S201 化學成分（質量分數%）Tab. 2-3 Chemical composition of S201 (wt.%)Sn Si Mn P Pb Al ≤1.0 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.155 ≤0.02 ≤0.01 表 2-4 Q345B，T2-Y 和 S201 力學性能Tab. 2-4 Mechanical properties of Q345B, T2-Y and S201 抗拉強度（MPa） 屈服強度（MPa） 硬度（H 510-600 345 140- 215-275 60-70 60- 220 - -紫銅和 Q345B 鋼板尺寸規(guī)格為 300×150×5mm（長×寬×厚）。T2-Y 與 Q線切割的方式加工成為 X 型坡口（正面 70°，反面 120°），考慮到焊接入，針對于 5mm 厚板，單道焊接可能出現(xiàn)未焊透等缺陷并且單道焊接理，因此設計了如圖 2-1 所示的非對稱型 X 型坡口進行焊接。
西安理工大學工程碩士專業(yè)學位論文2-2（a）所示。激光束可直接深入材料內部，形成深寬比大的焊縫[52]。激光發(fā)射器的原理示意如圖 2-2（b）所示。激光深熔焊模式焊接時，能量轉換通過熔池小孔完成。小孔周圍是熔融的液體金屬，由于壁聚焦效應，這個充滿蒸氣的小孔如同“黑體”，吸收激光能量，熱量通過激光與母材的直接作用，形成熔池完成焊接，而常規(guī)的焊接及熱導焊都是將熱量聚集于表面，經過熱傳導進入工件內部，這是其根本區(qū)別。（a）（b）
【參考文獻】：
期刊論文
[1]厚銅-鋼復合材料爆炸焊接試驗研究[J]. 劉金濤,陳斌,張麗華,李軍. 材料開發(fā)與應用. 2018(04)
[2]銅-鋼高頻感應釬焊工藝及其對接頭組織和導電性的影響[J]. 石玗,高海銘,李廣,李想. 材料導報. 2018(06)
[3]304不銹鋼/T2紫銅超薄板激光搭接焊[J]. 周學凱,米高陽,劉森,胡席遠,王春明. 中國激光. 2017(08)
[4]大直徑薄壁異種鋁合金結構件脈沖TIG焊[J]. 朱曉星,楊學勤,林濤,陳華斌. 電焊機. 2016(09)
[5]光纖激光水下切割1mm厚304不銹鋼的實驗研究[J]. 李倩,孫桂芳,盧軼,張永康. 中國激光. 2016(06)
[6]航空特種焊接技術的創(chuàng)新發(fā)展[J]. 關橋. 航空制造技術. 2014(20)
[7]NiTiNb激光焊接接頭退火前后的顯微組織和力學性能分析[J]. 陸巍巍,陳玉華,黃永德,付強. 中國激光. 2014(10)
[8]20Mn23Al與Q345厚鋼板的埋弧自動焊焊接技術[J]. 翟衛(wèi)東. 變壓器. 2013(02)
[9]異種材質堆焊滲透裂紋和氣孔形成機理[J]. 蘇允海,唐興濤,宋興奎,劉政軍. 焊接學報. 2011(06)
[10]20Mn23Al無磁鋼與Q235低碳鋼的埋弧焊焊接工藝[J]. 殷榮幸,瞿衛(wèi)東. 金屬加工(熱加工). 2011(10)
碩士論文
[1]大型電力變壓器雜散損耗的研究[D]. 田小靜.華北電力大學 2017
[2]Mn-Cu合金與不銹鋼釬焊工藝研究[D]. 李國超.西南交通大學 2017
[3]銅鋼異種金屬CMT焊接工藝及溫度場模擬[D]. 蔡玉博.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[4]純銅激光—電弧復合焊接工藝研究[D]. 陳玉龍.華中科技大學 2016
[5]雙脈沖激光聯(lián)合打孔中熱學和力學效應的數值研究[D]. 李川.南京理工大學 2016
[6]SUS304不銹鋼薄板激光焊接工藝及接頭性能研究[D]. 李慶.華中科技大學 2014
[7]基于溫度履歷的銅管釬焊接頭爆破壓力研究[D]. 戴佶.上海交通大學 2010
[8]黃銅與紫銅及黃銅與低碳鋼異種金屬的激光焊接[D]. 皮友東.北京工業(yè)大學 2007
本文編號：3496012
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