本文關鍵詞：大型汽輪機轉(zhuǎn)子窄間隙TIG橫焊工藝研究

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【摘要】：近年來,大型整鍛轉(zhuǎn)子鍛件供應問題一直是制約我國大型汽輪機發(fā)展的瓶頸,目前比較可行的技術手段是采用焊接轉(zhuǎn)子結構來實現(xiàn)。但在制造技術方面,國外有關公司將其作為Know-How,極大地限制了我國焊接轉(zhuǎn)子制造技術發(fā)展。本文針對大型汽輪機焊接轉(zhuǎn)子用鋼20Cr2NiMo,開展了根部焊道窄間隙TIG橫焊單面焊雙面成形、填充焊側壁熔合行為、焊道排布以及焊接接頭組織、常規(guī)力學性能和模擬件焊接研究。研究了脈沖TIG工藝參數(shù)對根部焊道窄間隙TIG橫焊單面焊雙面成形的影響規(guī)律,獲得了根部焊道厚度4.5mm的最佳工藝參數(shù)。焊接電流和電弧電壓對根部焊道的熔透性具有重要影響,送絲速度對于背面焊縫能否成形起著決定性的作用,脈沖頻率對于焊縫正面成形的影響較大,對抑制焊接熔池下淌傾向效果明顯。針對窄間隙TIG橫焊側壁熔合質(zhì)量穩(wěn)定性問題,研究了窄間隙坡口條件下脈沖TIG工藝參數(shù)對上側壁、下側壁熔合行為的影響規(guī)律,獲得了最佳的工藝窗口。研究結果表明,脈沖TIG工藝參數(shù)對側壁熔合行為具有復雜的交互作用,鎢極位置和電弧電壓對側壁熔合行為具有重要的影響,當鎢極處于-1.5mm至-2.5mm時下側壁焊縫成形比較穩(wěn)定,電弧電壓為14V~15V時上側壁焊縫成形穩(wěn)定。基值電流在150A~250A時側壁熔合良好,送絲速度和脈沖頻率對于焊縫表面成形影響較為明顯。鎢極位置對窄間隙TIG橫焊多層多道填充焊縫的成形質(zhì)量具有重要影響,試驗研究獲得了“一層四道”的焊道排布工藝參數(shù)。采用研發(fā)的成套焊接工藝,進行了典型焊接轉(zhuǎn)子材料25Cr2Ni4Mo V模擬件的焊接(外徑為1100mm、壁厚25mm),獲得了良好的根部焊道成形,焊縫一次性X射線探傷合格。典型汽輪機低壓焊接轉(zhuǎn)子20Cr2NiMo鍛件窄間隙TIG橫焊接頭組織和性能試驗研究結果表明,電弧形態(tài)對窄間隙TIG橫焊上側壁、下側壁熱影響區(qū)組織和常規(guī)力學性能沒有明顯的影響,根部焊道的組織和性能值得關注。填充焊縫熱影響區(qū)的組織為回火馬氏體,其沖擊吸收能量較高,達到了190J左右。
【關鍵詞】：焊接轉(zhuǎn)子 窄間隙焊 橫焊 單面焊雙面成形 側壁熔合
【學位授予單位】：機械科學研究總院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK266
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-15
• 第1章 引言15-29
• 1.1 論文研究目的及意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外焊接轉(zhuǎn)子研究情況16-22
• 1.2.1 汽輪機焊接轉(zhuǎn)子的優(yōu)越性19-20
• 1.2.2 汽輪機低壓轉(zhuǎn)子用鋼20-21
• 1.2.3 汽輪機焊接轉(zhuǎn)子工藝21-22
• 1.3 單面焊雙面成形技術22-26
• 1.3.1 單面焊雙面成形技術分類23
• 1.3.2 單面焊雙面成形技術的優(yōu)勢23-24
• 1.3.3 單面焊雙面成形技術的研究現(xiàn)狀及應用24-26
• 1.3.3.1 單面焊雙面成形技術在管件上的應用24-25
• 1.3.3.2 單面焊雙面成形技術在板材上的應用25-26
• 1.4 窄間隙橫焊技術26-28
• 1.5 主要研究內(nèi)容28-29
• 第2章 試驗條件及研究方法29-38
• 2.1 試驗母材及焊接材料29-30
• 2.1.1 母材29-30
• 2.1.2 焊接材料30
• 2.2 試驗設備30-32
• 2.3 試驗研究方法32-38
• 2.3.1 焊接裂紋敏感性試驗32-34
• 2.3.2 焊接接頭常規(guī)力學性能試驗34-37
• 2.3.3 焊接接頭組織及斷口形貌研究37
• 2.3.4 焊后熱處理37-38
• 第3章 窄間隙TIG橫焊單面焊雙面成形研究38-60
• 3.1 20Cr2NiMo鋼焊接裂紋敏感性試驗38-42
• 3.1.1 試驗結果38-40
• 3.1.2 裂紋擴展特征分析40-42
• 3.2 脈沖TIG工藝參數(shù)對焊道尺寸的影響42-50
• 3.2.1 基值電流對焊道尺寸的影響44-45
• 3.2.2 脈沖電流對焊道尺寸的影響45-46
• 3.2.3 脈沖頻率對焊道尺寸的影響46-47
• 3.2.4 焊接速度對焊道尺寸的影響47
• 3.2.5 送絲速度對焊道尺寸的影響47-48
• 3.2.6 電弧電壓對焊道尺寸的影響48-50
• 3.2.7 小結50
• 3.3 TIG橫焊單面焊雙面成形研究50-59
• 3.3.1 TIG橫焊單面焊雙面成形條件50-52
• 3.3.2 單面焊雙面成形影響因素研究52-59
• 3.3.2.1 電弧電壓對單面焊雙面成形的影響53-54
• 3.3.2.2 焊接電流對單面焊雙面成形的影響54-55
• 3.3.2.3 脈沖頻率對單面焊雙面成形的影響55-56
• 3.3.2.4 送絲速度對單面焊雙面成形的影響56-57
• 3.3.2.5 小結57-59
• 3.4 本章小結59-60
• 第4章 窄間隙TIG橫焊側壁熔合行為研究60-75
• 4.1 坡口下側壁熔合行為研究61-68
• 4.1.1 鎢極位置對下側壁熔合行為的影響62-64
• 4.1.2 送絲速度對下側壁熔合行為的影響64-65
• 4.1.3 焊接電流對下側壁熔合行為的影響65-66
• 4.1.4 脈沖頻率對下側壁熔合行為的影響66-67
• 4.1.5 焊接速度對下側壁熔合行為的影響67-68
• 4.2 坡口上側壁熔合行為研究68-74
• 4.2.1 鎢極位置對上側壁熔合行為的影響68-69
• 4.2.2 電弧電壓對上側壁熔合行為的影響69-71
• 4.2.3 送絲速度對上側壁熔合行為的影響71
• 4.2.4 脈沖頻率對上側壁熔合行為的影響71-72
• 4.2.5 焊接電流對上側壁熔合行為的影響72-73
• 4.2.6 焊接速度對上側壁熔合行為的影響73-74
• 4.3 本章小結74-75
• 第5章 窄間隙TIG橫焊填充焊焊道排布研究75-87
• 5.1 填充焊縫成形的影響因素研究75-83
• 5.1.1 電弧電壓對填充焊縫成形的影響75-77
• 5.1.2 送絲速度對填充焊縫成形的影響77-78
• 5.1.3 基值電流對填充焊縫成形的影響78-79
• 5.1.4 脈沖電流對填充焊縫成形的影響79-80
• 5.1.5 脈沖頻率對填充焊縫成形的影響80-81
• 5.1.6 焊接速度對填充焊縫成形的影響81-83
• 5.2 窄間隙TIG橫焊焊道排布研究83-86
• 5.2.1 一層兩道填充焊成形83
• 5.2.2 一層三道填充焊成形83-84
• 5.2.3 一層四道填充焊成形84-86
• 5.3 本章小結86-87
• 第6章 窄間隙TIG橫焊接頭組織、性能研究及模擬件焊接87-100
• 6.1 20Cr2NiMo鋼焊接接頭試驗研究87-97
• 6.1.1 根部焊道組織及力學性能研究88-92
• 6.1.1.1 根部焊道組織分析88-90
• 6.1.1.2 根部焊道顯微硬度90
• 6.1.1.3 根部焊道拉伸強度90-91
• 6.1.1.4 根部焊道沖擊性能91-92
• 6.1.2 填充焊道組織及力學性能研究92-96
• 6.1.2.1 填充焊道組織分析92-94
• 6.1.2.2 填充焊道顯微硬度94-95
• 6.1.2.3 焊接接頭拉伸強度95
• 6.1.2.4 填充焊道沖擊性能95-96
• 6.1.3 小結96-97
• 6.2 25Cr2Ni4Mo V鋼的模擬件焊接97-100
• 6.2.1 焊前準備97-98
• 6.2.2 窄間隙TIG橫焊98-100
• 第7章 結論100-101
• 參考文獻101-104
• 致謝104-105
• 在學期間發(fā)表的學術論文和參加科研情況105

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 高飛;王悅森;嚴鏗;;機器人MAG焊單面焊雙面成形技術[J];焊接技術;2011年06期

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本文編號：752594