發(fā)布時(shí)間：2017-08-28 14:21

  本文關(guān)鍵詞：HG785D鋼焊接接頭的疲勞性能研究

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【摘要】：作為一種有效的零件連接方法,焊接技術(shù)可對(duì)工件進(jìn)行加熱或加壓,使其材料達(dá)到永久性的冶金結(jié)合。通常,常規(guī)的焊接方法都是以母材的強(qiáng)度為參考,選取一種與母材強(qiáng)度相當(dāng)或稍低的焊材來(lái)進(jìn)行焊接,這種焊接方法稱之為等強(qiáng)或低強(qiáng)匹配原則,但這對(duì)高強(qiáng)度鋼焊接通常會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題,比如焊縫易產(chǎn)生裂紋及強(qiáng)韌性無(wú)法良好配合,或熔合區(qū)及熱影響區(qū)性能不理想等。本文以HG785D高強(qiáng)度低合金鋼為研究對(duì)象,對(duì)其焊接工藝提出新的方案,針對(duì)高強(qiáng)度低合金鋼經(jīng)常出現(xiàn)的力學(xué)性能下降問(wèn)題,提出用兩種強(qiáng)度不同的焊材疊加起來(lái)進(jìn)行焊接,形成“軟+硬+軟”的復(fù)合焊接結(jié)構(gòu),在兩個(gè)軟層之間加入一個(gè)強(qiáng)度高的緩沖層,以改善焊接接頭的力學(xué)性能。對(duì)HG785D鋼在常規(guī)焊接和新工藝下的焊接接頭進(jìn)行了一系列的對(duì)比試驗(yàn)和分析,以獲得其性能參數(shù),為其工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)對(duì)HG785D鋼的焊接過(guò)程進(jìn)行了熱循環(huán)模擬,模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值吻合度比較高,對(duì)實(shí)際焊接工藝和規(guī)范的制定具有指導(dǎo)意義。(2)對(duì)HG785D鋼在兩種焊接工藝下的接頭進(jìn)行了韌性沖擊試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種焊接接頭熱影響區(qū)的吸收功相差很小,而新工藝比傳統(tǒng)工藝在焊接接頭的焊縫區(qū)的吸收功要大,證實(shí)在焊縫中加入一個(gè)緩沖層可以有效地改善焊縫的韌性。(3)對(duì)HG785D鋼的兩種焊接接頭以及母材進(jìn)行了疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn),其中裂紋擴(kuò)展的速率從快到慢依次是常規(guī)焊接熱影響區(qū)試樣、復(fù)合焊接熱影響區(qū)試樣、母材試樣、常規(guī)焊接焊縫區(qū)試樣和復(fù)合焊接焊縫區(qū)試樣。復(fù)合焊接焊縫區(qū)的疲勞壽命得到了明顯延長(zhǎng)。(4)對(duì)HG785D鋼的疲勞斷口進(jìn)行了電鏡掃描分析,證實(shí)裂紋以疲勞條紋方式進(jìn)行擴(kuò)展,母材、常規(guī)焊接焊縫區(qū)、復(fù)合焊接焊縫區(qū)的最后斷裂階段是以韌性斷裂為主,常規(guī)焊接熱影響區(qū)、復(fù)合焊接熱影響區(qū)的最后斷裂階段是從韌性斷裂過(guò)渡到解理斷裂。(5)探討了焊接接頭疲勞擴(kuò)展性能與顯微組織和硬度的關(guān)系,表現(xiàn)為珠光體含量越多、晶粒越細(xì)小、組織越均勻、硬度越高則疲勞擴(kuò)展速率越慢,反之,鐵素體含量越多、晶粒越粗大、組織分布不均、硬度越低則疲勞擴(kuò)展速率越快。
【關(guān)鍵詞】：低合金高強(qiáng)鋼焊接 熱循環(huán) 焊縫區(qū) 熱影響區(qū) 裂紋擴(kuò)展
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG407
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 高強(qiáng)度低合金鋼焊接的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國(guó)外高強(qiáng)度低合金鋼焊接的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)高強(qiáng)度低合金鋼焊接的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 HG785D鋼簡(jiǎn)介12-13
• 1.3.1 HG785D鋼的特點(diǎn)及用途12-13
• 1.3.2 HG785D鋼焊接性能的研究現(xiàn)狀13
• 1.4 本論文研究目的及其理論意義13-14
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容14
• 1.6 研究思路14-15
• 第二章 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)過(guò)程15-33
• 2.1 材料的準(zhǔn)備15-20
• 2.1.1 HG785D鋼的規(guī)格15
• 2.1.2 焊材的選取15-17
• 2.1.3 焊接工藝的制定17-19
• 2.1.4 冷卻速度的測(cè)量19-20
• 2.2 焊接接頭沖擊韌性試驗(yàn)20-21
• 2.2.1 試驗(yàn)原理20
• 2.2.2 試樣形狀及尺寸20
• 2.2.3 試驗(yàn)設(shè)備20-21
• 2.3 疲勞裂紋擴(kuò)展速率測(cè)試21-27
• 2.3.1 測(cè)試原理21-23
• 2.3.2 試樣類型與幾何尺寸23-24
• 2.3.3 試驗(yàn)設(shè)備24-26
• 2.3.4 試驗(yàn)方法26-27
• 2.4 焊接接頭的硬度測(cè)試27-30
• 2.4.1 測(cè)試原理27-28
• 2.4.2 試樣類型與幾何尺寸28-29
• 2.4.3 試驗(yàn)設(shè)備29-30
• 2.5 焊接接頭顯微組織觀察30-32
• 2.5.1 試驗(yàn)原理30
• 2.5.2 試驗(yàn)設(shè)備30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第三章 HG785D鋼焊接過(guò)程的熱循環(huán)模擬33-43
• 3.1 焊縫物理模型的建立及試驗(yàn)參數(shù)測(cè)量33-34
• 3.1.1 焊縫的物理模型33
• 3.1.2 冷卻時(shí)間的理論計(jì)算33-34
• 3.2 HG785D鋼焊接過(guò)程的熱循環(huán)模擬34-42
• 3.2.1 建立有限元模型模35-37
• 3.2.2 仿真計(jì)算37-38
• 3.2.3 計(jì)算的結(jié)果及分析38-40
• 3.2.4 模擬的冷卻時(shí)間40-42
• 3.3 模擬值、實(shí)測(cè)值、理論計(jì)算值的比較與分析42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 HG785D鋼焊接接頭的裂紋擴(kuò)展速率分析43-62
• 4.1 HG785D鋼焊接接頭的沖擊韌性試驗(yàn)分析43
• 4.2 HG785D鋼焊接接頭的疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)43-60
• 4.2.1 裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)數(shù)據(jù)43-46
• 4.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析46-57
• 4.2.3 疲勞裂紋擴(kuò)展斷.分析57-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 第五章 焊接接頭疲勞擴(kuò)展性能與微觀組織和硬度的關(guān)系62-74
• 5.1 引言62
• 5.2 焊接接頭的顯微組織觀察62-66
• 5.3 顯微硬度的測(cè)試與分析66-70
• 5.3.1 顯微硬度測(cè)試數(shù)據(jù)66-68
• 5.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析68-70
• 5.4 疲勞擴(kuò)展性能與顯微組織及顯微硬度的關(guān)系分析70-72
• 5.4.1 疲勞擴(kuò)展性能與顯微組織的分析70-72
• 5.4.2 疲勞擴(kuò)展性能與顯微硬度的分析72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論與展望74-76
• 結(jié)論74-75
• 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 附錄79-81
• 攻取學(xué)位期間取得的研究成果81-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：748063