發(fā)布時間：2020-05-26 23:32

【摘要】：12Cr1MoVG鋼管在我國在役、在建火力發(fā)電機組中廣泛使用,現(xiàn)行技術規(guī)范要求該鋼管焊后需進行焊后熱處理,工作量大,生產(chǎn)效率低,操作環(huán)境差。電建企業(yè)強烈要求取消熱處理操作,但因此對焊接接頭的結(jié)構、性能及安全可靠性的影響缺乏足夠的認識,有必要開展相應的研究,為技術人員制定新的焊接技術規(guī)范提供科學依據(jù)。本文針對有無焊后熱處理的12Cr1MoVG小徑中厚壁鋼管焊接接頭為研究對象,研究焊態(tài)及PWHT條件下焊接接頭顯微組織、室溫、高溫力學性能及殘余應力分布的不同特點;采用Goldenberg建立的模型,預測兩種12Cr1MoVG鋼管焊接接頭的持久強度,開展可靠性研究;采用MSC.Marc有限元模擬軟件及生死單元方法,模擬焊接接頭中的殘余應力場,并與該焊接接頭內(nèi)、外壁軸向的殘余應力分布的測試結(jié)果進行對比。焊后熱處理未導致12Cr1MoVG鋼管焊接接頭顯微組織發(fā)生明顯變化,但促使焊接接頭中粒狀珠光體的分解以及碳化物的析出長大,導致焊接接頭的屈服強度、抗拉強度及焊縫硬度的降低,沖擊韌性、延伸率及母材與熱影響區(qū)硬度的提高。熱處理導致焊縫及熱影響區(qū)的周向殘余應力由主體的拉應力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯顟B(tài),且應力水平明顯降低。有限元數(shù)值模擬結(jié)果表明,12Cr1MoVG鋼管焊接接頭外壁焊縫附近區(qū)域的殘余應力為壓應力且母材端殘余應力的變化幅度要比焊縫區(qū)小。12Cr1MoVG鋼管焊接接頭內(nèi)壁焊縫及熱影響區(qū)的殘余應力為壓應力,而母材承受拉應力。該模擬結(jié)果與12Cr1MoVG鋼管焊接接頭內(nèi)、外壁軸向殘余應力分布的測試結(jié)果高度吻合。隨測試溫度的升高,焊態(tài)及焊后熱處理態(tài)12Cr1MoVG焊接接頭高溫短時拉伸強度降低,而延伸率升高,焊態(tài)接頭的高溫短時拉伸性能均高于PWHT態(tài)接頭。同時,接頭的應力三軸度增大,兩種接頭的斷裂機制由剪切斷逐漸過渡到正斷。推算的510℃時焊態(tài)及焊后熱處理態(tài)12Cr1MoVG焊接接頭的持久強度下限分別為61MPa和86MPa,均大于某電站鍋爐的最大蒸氣工作壓力30.35 MPa,因此均具有較高的長期服役安全可靠性。
【圖文】：

道焊是由多個單道焊縫相互疊加而構成的。對于環(huán)焊縫焊道焊，其示意圖如圖 1-1 所示。對前一道焊縫而言，后續(xù)焊熱作用，即熱處理的作用；對后續(xù)焊縫而言，前一道焊縫于焊接參數(shù)不能保證完全相同，因此，，每一道焊縫都具有些熱循環(huán)曲線之間相互作用，共同對焊縫的性能產(chǎn)生影響。

圖 2. 1 12Cr1MoVG 鋼管對接接頭坡口示意圖（mm）.1 Schematic diagram showing the groove of the 12Cr1MoVG welded joint MoVG 鋼管焊接接頭的焊縫采用 V 型坡口，坡口參數(shù)如圖 2.1附近油污、鐵銹、雜質(zhì)等清理干凈，另外打底與中間焊道均
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM621;TG457.6

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 黃秀娟;付麗秋;陳桂梅;王剛;;焊接接頭常見外觀缺陷及防止措施[J];現(xiàn)代焊接;2011年07期

2 藺宏巖;胡星宇;李浩宇;;機械葉輪十字焊接接頭疲勞性能分析[J];大慶師范學院學報;2019年06期

3 路永新;李霄;荊洪陽;徐連勇;韓永典;;碳鋼焊接接頭腐蝕的有限元模擬[J];焊接學報;2018年05期

4 劉帥;吳冬冬;柴東升;周思雨;馬廣義;周平;吳東江;;Hastelloy C-276薄板激光焊接接頭疲勞性能[J];中國有色金屬學報;2016年12期

5 夏明生;張洪波;彭云;李桂蘭;;980MPa級雙相鋼激光焊焊接接頭的組織和性能特征[J];汽車工藝與材料;2016年12期

6 董亞飛;魏國前;漆金賢;余茜;何毅斌;;縱向受載T形焊接接頭結(jié)構應力構造方法分析[J];焊接學報;2017年05期

7 石銘霄;陳書錦;胡慶賢;周方明;王威林;趙健;;鋼/鈮焊接接頭金屬間化合物生長機制及調(diào)控研究現(xiàn)狀[J];電焊機;2017年05期

8 金輝;何柏林;;鋁合金焊接接頭超高周疲勞性能研究進展[J];輕金屬;2017年06期

9 李佳浩;張穎;王鑫;谷文;陳星;;外拘束對接管-安全端焊接接頭殘余應力和變形的影響[J];壓力容器;2017年09期

10 童壯根;劉文虎;陳藝;吳晨;;壓力管道焊接接頭無損檢測抽查組批的探討[J];金屬加工(熱加工);2017年18期

相關會議論文 前10條

1 劉志成;姜潮;王曉鋼;龍湘云;張哲;;一種基于結(jié)構應力與臨界面的焊接接頭疲勞壽命預測新方法[A];中國力學大會-2015論文摘要集[C];2015年

2 張京海;方大鵬;;高強鋼低匹配焊接接頭實用性研究[A];第十五次全國焊接學術會議論文集[C];2010年

3 孔祥峰;鄒妍;王偉;張婧;;水下焊接接頭腐蝕行為研究[A];中國腐蝕電化學及測試方法專業(yè)委員會2012學術年會論文集[C];2012年

4 周繼云;桂春;唐毅;;非均質(zhì)焊接接頭中的斷裂力學參數(shù)計算研究[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

5 賀勇;賀運佳;;石油鉆鋌焊接接頭韌性及焊后熱處理制度的研究[A];中國電子學會焊接專業(yè)青年委員會第一屆學術會議論文集[C];1994年

6 劉俊;;焊接接頭微型剪切試驗[A];中國工程物理研究院科技年報（1998）[C];1998年

7 張建強;郭立峰;杜學銘;姜劍寧;王承權;;不同應力狀態(tài)下單面焊接接頭的斷裂特性研究[A];第九次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];1999年

8 董建令;類維生;王仲仁;;桔瓣式單曲率殼體角焊接接頭脹形研究[A];第四屆全國結(jié)構工程學術會議論文集（上）[C];1995年

9 王東坡;霍立興;張玉鳳;王文先;;超聲沖擊處理改善箱型焊接接頭的疲勞性能[A];第十次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];2001年

10 陳俊梅;陸?zhàn)?Yannick VINCENT;;焊接接頭冷卻組織模擬研究[A];第十一次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];2005年

相關重要報紙文章 前10條

1 高宏適;管線現(xiàn)場環(huán)向焊接接頭用數(shù)字化X射線檢查系統(tǒng)NSDART&reg[N];世界金屬導報;2017年

2 慧子;提高焊接接頭疲勞強度的方法和材料[N];世界金屬導報;2016年

3 田兆波;T92和Super304H鋼焊接接頭的高溫性能[N];世界金屬導報;2015年

4 高宏適;汽車底盤焊接新技術的開發(fā)[N];世界金屬導報;2019年

5 唐佩綿;住友金屬耐疲勞焊接結(jié)構鋼的開發(fā)[N];世界金屬導報;2011年

6 蔣善玉;高強度調(diào)質(zhì)鋼SA738Gr.B焊接性能研究[N];世界金屬導報;2016年

7 唐佩綿;厚鋼板特性對T型焊接接頭止裂性的影響[N];世界金屬導報;2014年

8 張青　記者 王蔚蔚;蕪湖北焊軌基地落戶我市[N];巢湖日報;2008年

9 張作貴 摘譯;優(yōu)化產(chǎn)品性能 更好滿足用戶要求[N];中國冶金報;2008年

10 慧子;充氫站用高強度不銹鋼的開發(fā)[N];世界金屬導報;2016年

相關博士學位論文 前10條

1 崔書婉;K-TIG焊接小孔行為及接頭組織與性能的研究[D];華南理工大學;2019年

2 范凱;核電異種金屬焊接接頭材料界面區(qū)的局部斷裂行為研究[D];華東理工大學;2018年

3 李毅豐;壓水堆安全端異種金屬焊接接頭鎳基焊縫材料應力腐蝕開裂敏感性研究[D];中國科學技術大學;2018年

4 孔貝貝;Ti-22Al-25Nb合金激光焊接接頭高溫變形及焊管脹形性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

5 鄒麗;焊接接頭疲勞壽命智能評價方法及其應用研究[D];大連交通大學;2017年

6 謝吉林;斜支板承力框架用高溫合金焊接接頭組織、力學性能與缺陷控制研究[D];中國科學技術大學;2019年

7 王德強;基于數(shù)字圖像相關法的NiCrMoV鋼焊接接頭原位疲勞實驗研究[D];華東理工大學;2018年

8 李建春;2707雙相不銹鋼攪拌摩擦焊焊接接頭微觀組織及性能研究[D];太原理工大學;2017年

9 路永新;碳鋼焊接接頭CO_2腐蝕行為及耐蝕焊材開發(fā)的研究[D];天津大學;2017年

10 苗張木;厚鋼板焊接接頭韌度CTOD評定研究[D];武漢理工大學;2005年

相關碩士學位論文 前10條

1 于京令;哈氏合金薄板激光填絲焊接接頭高周疲勞性能研究[D];大連理工大學;2019年

2 汪晶晶;有無焊后熱處理小徑中厚壁12Cr1MoVG鋼管焊接接頭結(jié)構與性能的對比研究[D];合肥工業(yè)大學;2018年

3 王猛;鎢和316L奧氏體不銹鋼連接工藝研究[D];合肥工業(yè)大學;2018年

4 李福貴;316L不銹鋼焊接接頭抗輻照損傷機制的研究[D];江蘇大學;2019年

5 李沖健;TA5鈦合金TIG焊接工藝及工藝優(yōu)化模型研究[D];大連理工大學;2019年

6 譚帥;鋁、鎂異種合金攪拌摩擦點焊的研究[D];上海交通大學;2017年

7 任曉磊;TIG補焊對5A06鋁合金焊接接頭微觀組織及性能影響研究[D];大連理工大學;2019年

8 方逸塵;304不銹鋼TIG焊接接頭的應力腐蝕性能研究[D];廣西大學;2019年

9 李男;7A52鋁合金焊接接頭超聲沖擊處理的工藝優(yōu)化及其疲勞性能[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學;2019年

10 樊元英;A6N01鋁合金焊接接頭軟化特征及數(shù)值建模[D];上海交通大學;2016年

本文編號：2682573