本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)鋼厚板超窄間隙激光—電弧復(fù)合多層多道焊接工藝研究

  更多相關(guān)文章： 厚板 超窄間隙 激光-電弧復(fù)合焊 顯微組織 力學(xué)性能

【摘要】：目前,厚板的焊接已經(jīng)應(yīng)用于船舶、航空航天、汽車以及石油管道等工業(yè)領(lǐng)域,成為必不可少的關(guān)鍵工藝技術(shù)。本文提出的超窄間隙激光-電弧復(fù)合多道焊技術(shù)正是基于這個趨勢而發(fā)展起來的一種高效率厚板連接方法,相比較傳統(tǒng)弧焊、窄間隙焊以及電子束焊方法,具有巨大優(yōu)勢。在厚板焊接中,難點在于首道復(fù)合焊接過程中穩(wěn)定性的控制。因此,本課題對高強(qiáng)鋼E36厚板進(jìn)行超窄間隙激光-GMAW(熔化極氣體保護(hù)焊)復(fù)合多層多道焊工藝研究,并對焊接接頭的微觀組織成分分析和力學(xué)性能測試。首先簡要介紹本實驗中用到的材料特性,實驗裝置以及焊接后對試樣的處理方法。然后在16mm厚板上加工兩種不同的坡口尺寸,研究不同坡口間隙對于焊縫成形的影響。發(fā)現(xiàn)在合理的工藝參數(shù)下,更窄的坡口間隙能夠得到良好的焊縫成形,即單邊平臺為1mm,坡口角度為4°�？紤]到30mm厚板焊接道次較多,會產(chǎn)生較大的應(yīng)力變形,因此在后續(xù)實驗中將單邊平臺增加到2mm。隨后,在16mm厚板優(yōu)化的坡口形式下,確定單道復(fù)合焊合理的工藝窗口:電流和焊接速度是影響超窄間隙激光-電弧復(fù)合焊焊縫成形的最主要因素,光絲間距和離焦量對焊縫成形的影響不顯著,而激光功率維持在2.5kW可以改善焊縫的顯微組織,提高接頭的力學(xué)性能。最后,設(shè)計多道復(fù)合焊的焊接工藝參數(shù),完成30mm厚板的焊接。焊接完成后,制備金相試樣和拉伸試樣,觀察焊縫內(nèi)各區(qū)域的顯微組織以及檢測接頭的力學(xué)性能。復(fù)合焊焊縫中心顯微組織為鐵素體和珠光體,但是電弧區(qū)表現(xiàn)為粗大的呈帶狀分布的柱狀枝晶,而激光區(qū)為柱狀晶和等軸枝晶組成,后者晶粒相對細(xì)小。熱影響區(qū)顯微組織主要由針狀鐵素體、塊狀鐵素體和珠光體組成。兩道復(fù)合焊交界處的重熔區(qū)組織仍為鐵素體組織,晶粒有一定細(xì)化。接頭的最高硬度位于復(fù)合焊縫中心粗晶粒區(qū)域,而重熔區(qū)靠近母材的兩側(cè)硬度較低,會產(chǎn)生軟化區(qū)域,但從拉伸性能結(jié)果發(fā)現(xiàn),并沒有影響到焊接頭的力學(xué)性能,均達(dá)到焊縫的強(qiáng)度要求。從而驗證了多道復(fù)合焊實驗的可行性和正確性。
【關(guān)鍵詞】：厚板 超窄間隙 激光-電弧復(fù)合焊 顯微組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG457.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 課題來源及研究目的8
• 1.2 研究背景及意義8-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 2 實驗材料、設(shè)備及方法15-20
• 2.1 實驗材料15-16
• 2.2 實驗設(shè)備及復(fù)合焊裝置16-18
• 2.3 微觀組織分析18
• 2.4 接頭力學(xué)性能測試18-20
• 3 高強(qiáng)鋼厚板超窄間隙激光-電弧復(fù)合多層多道焊工藝研究20-46
• 3.1 首道激光-電弧復(fù)合焊接工藝參數(shù)對焊縫成形的影響20-41
• 3.2 30mm板對接接頭激光-電弧復(fù)合多層多道焊接41-44
• 3.3 本章小結(jié)44-46
• 4 復(fù)合焊接接頭的顯微組織與力學(xué)性能分析46-59
• 4.1 焊接接頭的顯微組織分析46-51
• 4.2 焊接接頭力學(xué)性能分析51-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 5 全文總結(jié)與展望59-61
• 5.1 全文總結(jié)59-60
• 5.2 展望60-61
• 致謝61-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67

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本文編號：1036025