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船用E级钢三丝GMAW对接焊工艺研究

作　者: 吕艳丽
导　师: 石忠贤；华学明
学　校: 上海交通大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 三丝高速GMAW焊 船用E级钢 微观组织 力学性能
分类号: TG457.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


船舶工业是为国防建设、航运交通和海洋开发提供主要装备的战略性产业,焊接技术是船舶生产的关键技术之一。而高速、高效的多丝焊(双丝焊和三丝焊)是当前国内外焊接领域所关注的研究课题。本文开展了多丝GMAW对船用E级钢焊接接头性能和质量的影响研究。研究成果将为船舶制造企业采用高效、高速、优质的多电极弧焊技术,提高其制造技术水平提供技术支持。本文构建了三丝对接焊焊接试验平台。开展了单丝焊、双丝焊及三丝焊焊接工艺参数对焊缝成形的影响研究,同时进行了工艺参数对船用E级钢焊接接头微观组织演变规律的研究;基于焊接接头拉伸强度和-40℃的夏氏V型缺口冲击试验及硬度测定,研究了微观组织与接头性能之间的影射关系。试验结果表明:(1)以堆焊作为切入点,发现单丝焊/双丝焊/三丝焊的焊接效率近似满足1:2:3;三丝焊的两相区为细小P及块状F组织;细晶区以B粒为主并包含少量块状F组织;粗晶区以B粒为主并含有极少量B上;焊缝为柱状F先、B粒和少量F针。另外,当线能量分别为42500J/cm,34000J/cm,28333J/cm时,三丝焊堆焊组织和硬度并没有明显变化。(2)在文中焊接参数下,对接焊焊缝成形良好,且单丝焊/双丝焊/三丝焊的对接焊速度近似满足2:5:8。(3)三丝对接焊微观组织分别为焊缝区F先+P+粒状B+针状F;粗晶区和细晶区同为P+F,但细晶区晶粒细小;两相区为细小P+块状F。组织对比可见,单丝焊/双丝焊/三丝焊的微观组织分布基本相同,但单丝焊和双丝焊的焊缝区出现B上。(4)参考NB/T 47014-2011焊接工艺评定标准,三丝焊对接接头抗拉强度为560MPa,断裂发生在母材;焊缝-40℃的冲击功为44J;冲击断口形貌以准解理断裂为主,并包含少量解理断裂和韧窝断裂。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-29
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 船舶焊接技术概况  10-12
  1.3 多丝气体保护焊技术及其应用  12-20
    1.3.1 双丝气体保护焊技术  12-16
    1.3.2 三丝气体保护焊技术  16-20
  1.4 船用钢 E36 及其焊接特点  20-26
    1.4.1 船用钢介绍  20-22
    1.4.2 E36 高强钢的化学成分及力学性能  22-23
    1.4.3 E36 高强钢的焊接特点  23-24
    1.4.4 E36 高强钢焊接的研究现状  24-26
  1.5 本文研究内容  26-29
第二章 三丝高速 GMAW 焊接试验及研究方法  29-39
  2.1 三丝高速GMAW 试验平台  29-32
    2.1.1 三丝GMAW 焊自动焊接系统  30-31
    2.1.2 数据采集分析系统  31-32
  2.2 实验材料  32-33
  2.3 试验结果分析方法  33-39
    2.3.1 SH-CCT 曲线  33
    2.3.2 组织分析方法  33-34
    2.3.3 力学性能分析方法  34-39
第三章 船用 E36 单丝/双丝/三丝堆焊对比  39-59
  3.1 三丝高速GMAW 焊缝成形机理  39-42
  3.2 单丝/双丝/三丝堆焊工艺对比  42-52
    3.2.1 焊接效率对比  42-43
    3.2.2 焊接接头宏观形貌对比  43-44
    3.2.3 焊接接头微观组织对比  44-49
    3.2.4 焊接接头显微硬度分布  49-52
  3.3 不同线能量下E36 三丝堆焊组织及性能  52-58
    3.3.1 组织对比  52-56
    3.3.2 焊接接头硬度分布  56-58
  3.4 本章小结  58-59
第四章 船用 E36 单丝/双丝/三丝对接焊对比  59-89
  4.1 E36 高强钢单丝/双丝/三丝对接焊工艺对比  59-64
    4.1.1 E36 高强钢单丝焊/双丝焊/三丝焊工艺  59-63
    4.1.2 焊接效率对比  63-64
  4.2 E36 船用钢板单丝/双丝/三丝焊组织对比  64-72
    4.2.1 SH-CCT 曲线及分析  64-66
    4.2.2 组织对比  66-72
  4.3 E36 高强钢单丝/双丝/三丝焊力学性能对比  72-88
    4.3.1 焊接接头硬度分布  72-74
    4.3.2 拉伸试验结果  74-78
    4.3.3 冲击韧性  78-81
    4.3.4 冲击断口形貌  81-88
  4.4 本章小结  88-89
第五章 结论  89-91
参考文献  91-95
致谢  95-97
攻读硕士学位期间已发表或录用论文  97-99

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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 > 各种金属材料和构件的焊接 > 金属材料的焊接 > 钢
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