Ni丝填充的Q245R与SUS304埋弧焊接头组织和性能分析

【摘要】异种结构材料制造的零部件能够充分发挥各自优异的材料物理性能,在船舶、化工、核能、车辆制造等行业中,满足极限条件下服役,或实现节能、低成本运行,是装备制造业中主要采用的实施方案。不锈钢具有耐腐蚀、耐氧化等优良性能,在压力容器等制造中常需要不锈钢与碳钢焊接成部件。然而,由于异种金属的化学成分和物理、化学性能等存在较大差异,使得异种材料的焊接较为困难。目前,低碳钢与奥氏体不锈钢主要采用焊条电弧焊或钨极氩弧焊焊接,但因在焊接过程中母材对焊缝金属的稀释率较大,易在接头低碳钢侧熔合区产生凝固过渡层、碳迁移等问题,致使焊缝中产生气孔和微裂纹等焊接缺陷,严重降低接头的使用性能。为此,采用Ni丝填充埋弧焊的方法,针对不锈钢与低合金钢焊接工艺实现,接头的组织及性能保证等方面,开展了以下研究工作：(1)搭建了实现冷丝填充埋弧焊试验系统及测温平台。该实验系统由普通埋弧焊机及送丝机构组成,可以实现冷丝填充埋弧焊工艺过程；测温平台主要由小铂铑-B型热电偶及MCGS组态软件组成。对不同冷丝填充速度下,熔池温度场进行三维测定,获得了其热循环曲线。探究了冷丝填充过程与焊缝成形参数的相关性。(2)通过拉伸试验、弯曲试验、冲击试验以及显微硬度试验对四类异质接头进行了工艺评定。结果分析表明,在一定范围内,随着Ni丝填充速度的增大,接头的抗拉强度及韧性得到提高,接头的显微硬度突变范围减小。通过提高焊缝金属中Ni元素的含量,可以使奥氏体相明显增多,从而减少脆性氮化物相的析出,使接头的塑韧性和抗裂能力显著提升。(3)利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)对焊接接头的形成机理进行显微分析。结果分析表明,通过控制Ni丝填充量,可以控制熔池峰值温度和高温停留时间,为焊缝及热影响区提供合理的温度分布,从而可以使焊缝及热影响区的组织得到控制。Ni丝填充补偿由于低碳钢的稀释而造成的合金成分的不足,从而使低碳钢侧熔合区的过渡宽度减小。综上所述,采用Ni丝填充埋弧焊焊接Q245R低碳钢和SUS304奥氏体不锈钢,通过调整Ni丝填充速度,可以获得令人满意的接头微观组织和力学性能。
【作者】赵朋；
【导师】张鹏贤；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】异质接头；Ni丝填充埋弧焊；过渡宽度；峰值温度；高温停留时间；

【参考文献】
[1]李治娟.商业银行提升对公业务营销能力研究[D].兰州大学,金融,2014,硕士.
[2]刘春和,陆祖建,袁玉华.武器系统可靠性指标的模糊决策与分配[J].质量与可靠性.2004(04)
[3]焦湘恒,刘保华,王成礼,田召才.检验—VSP技术及其应用[J].石油地球物理勘探,1991,01:49-56+128.
[4]夏峰.二维六角晶格环形光子晶体负折射特性的研究[D].青岛大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[5]蒋枋栖.浅谈代词on在语用中的模糊性与复杂性[D].四川外国语大学,法语语言文学,2014,硕士.
[6]魏非.19～20世纪捷音乐家约瑟夫·苏克的音乐学研究[D].山东艺术学院,音乐学,2012,硕士.
[7]庞国仲,刘军,向有敏.一种多变量系统鲁棒设计方法[J].自动化学报,1994,02:196-201.
[8]陈铨.模拟石灰石—石膏环境的冲蚀磨损试验机设计制造及试验[D].哈尔滨理工大学,材料学,2012,硕士.
[9]张静.微小隐孢子虫部分含TSP1结构域蛋白对上皮细胞的粘附特性研究[D].吉林大学,预防兽医学,2013,硕士.
[10]朱璟.BPI基因对断奶仔猪F18大肠杆菌抗性的功能分析[D].扬州大学,动物遗传育种与繁殖,2012,硕士.
[11]薄莎.试论亚文化元素在当代欧美动漫影视中的呈现[D].重庆工商大学,传播学,2014,硕士.
[12]王祖钰.高抗冲高表面硬度聚合物合金的制备及性能研究[D].广东工业大学,化学工程,2013,硕士.
[13]薛倩.爆破对埋地管道的影响及风险管理[D].西北大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[14]赵悦.金湖凹陷古近系地下水特征与油气关系[D].浙江大学,水文学及水资源,2013,硕士.
[15]程铖.基于ERS和ENVISAT交叉干涉构建高精度冰架高程模型—研究样区：南极埃默里冰架[D].北京建筑大学,地图制图学与地理信息工程,2013,硕士.
[16]付少龙.中国企业进入国际市场的动因及模式研究[D].华中科技大学,国际商务,2013,硕士.
[17]范楚蓉.湖南社会中介组织腐败及其治理研究[D].湖南大学,公共管理,2011,硕士.
[18]翟小晶.冷发射装置结构动力学试验平台重锤系统的设计与仿真研究[D].南京理工大学,机械电子工程,2013,硕士.
[19]拓中华,王连生,张文仁,韩鑫,刘明光,吕继光,耿庆凯,林凌,高妍,钟鋐州,刘铁.新型无线遥控开关站及其应用[J].电气化铁道,2014,04:46-50.
[20]王婷.营口高新技术产业开发区友好型土地利用结构研究[D].东北师范大学,土地资源管理,2012,硕士.
[21]杜会娇.论我国商业银行个人理财业务的风险防范对策[D].首都经济贸易大学,金融学,2013,硕士.
[22]杨文秀.酸性条件下羊毛（羊绒）H_2O_2漂白（脱色）活化剂的制备及应用[D].河北科技大学,纺织化学与染整工程,2012,硕士.
[23]付世昌,董一鸿,唐燕琳,陈华辉,钱江波.基于事件的位置不确定移动对象连续概率Skyline查询[J].自动化学报,2011,07:836-848.
[24]陈美容.业绩预告与前期准确性的市场反应研究[D].华侨大学,会计学,2014,硕士.
[25]袁菁菁.石墨烯基复合物水凝胶的制备及其电化学性能研究[D].南京理工大学,2013.
[26]陈小梅.一种利用壳聚糖酶和甲壳素脱乙酰酶制备高脱乙酰度壳寡糖的方法[D].湖北大学,生物化学与分子生物学,2011,硕士.
[27]张锦.基于EJB组件的代码自动生成平台的研究——代码生成器及模板库的设计[D].浙江工业大学,2004.
[28]韩曾晋,孙建华,陈剑,张乃尧.带知识库的高炉铁水含硅量的自适应预报系统[J].自动化学报,1989,02:128-135.
[29]周桃.变频器的集成故障诊断与容错控制[D].哈尔滨工业大学,电力电子与电力传动,2013,硕士.
[30]曹建成.中原城市群水资源承载能力调控效果评价研究[D].郑州大学,水文学及水资源,2013,硕士.
[31]高鹰.电沉积铜电极在吸附及手性识别中的应用研究[D].沈阳师范大学,分析化学,2014,硕士.
[32]郭峻,徐宏涛.龙滩水轮机顶盖的焊接工艺[J].一重技术.2007(04)
[33]张承福,赵刚.联想记忆神经网络的训练[J].自动化学报,1995,06:641-648.
[34]董晓臣,汪联辉,范曲立,黄维.基于石墨烯场效应晶体管的纳米电子生物传感器[A].中国化学会.中国化学会第28届学术年会“中国—新加坡青年化学家论坛”摘要集[C].中国化学会:,2012:1.
[35]孙小华.协同过滤系统的稀疏性与冷启动问题研究[D].浙江大学,2005.
[36]刘希闻.电动汽车锂离子电池模型仿真与SOH研究[D].吉林大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[37]A·M·爱尔马斯利,A·哈利斯.沉积岩中的地震面波分析[J].石油地球物理勘探,1976,S1:31.
[38]费舒澜,郭继强.户籍的作用还有多大——基于城乡劳动者收入差距分布分解的研究[J].浙江社会科学,2014,11:13-24+155.
[39]吕舒婷.中日小学写作教学比较研究[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[40]彭义刚,索津莉,戴琼海,徐文立.从压缩传感到低秩矩阵恢复:理论与应用[J].自动化学报,2013,07:981-994.
[41]翟小冰.模拟公司教学法在中职商务综合课程中的实践研究[D].广东技术师范学院,职业技术教育学,2014,硕士.
[42]茹雪.卵巢过度刺激综合征临床分析及姜黄素对模型大鼠的实验研究[D].湖北中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[43]常虹.论养老保险伦理分析[D].山西财经大学,社会保障,2014,硕士.
[44]熊玖林.新型富水热半导体材料耐久性与稳定性试验研究[D].中国矿业大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2014,硕士.
[45]周莉莎.新浪网博客不礼貌话语策略的语用学研究[D].湖南科技大学,外国语言文学,2013,硕士.
[46]王斌.网络互穿结构高温自润滑复合材料的熔渗复合动力学研究[D].济南大学,机械设计及理论,2012,硕士.
[47]史文鹏.陶瓷表面金属化工艺研究[D].长安大学,材料工程（专业学位）,2013,硕士.
[48]孙新生.超高压处理对低温火腿中单增李斯特菌钝化作用研究[D].南京农业大学,食品科学,2012,硕士.
[49]刘兵.论鲁迅作品中的教育思想[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[50]佟强,周园春,阎保平.关联规则挖掘算法[J].微电子学与计算机,2005,06:68-72.