發(fā)布時(shí)間：2018-06-16 18:14

  本文選題：鎢極氬弧焊 + 444鐵素體不銹鋼　； 參考：《山東建筑大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：由于我國(guó)鎳金屬資源較匱乏以及國(guó)際上鎳金屬的價(jià)格波動(dòng)較大,導(dǎo)致含鎳不銹鋼成本較高。隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展,低鎳甚至不含有鎳的鐵素體不銹鋼得到迅速發(fā)展,由于其價(jià)格較低,具有良好的耐腐蝕能力,尤其是耐氯離子腐蝕能力強(qiáng),熱膨脹系數(shù)低,傳熱性能好等特點(diǎn),已成功用于換熱設(shè)備、家用電器、船舶、汽車等行業(yè)。但是鐵素體不銹鋼經(jīng)過(guò)焊接加工后容易出現(xiàn)較多問(wèn)題,例如接頭組織粗大,耐蝕性降低等問(wèn)題。本文以444鐵素體不銹鋼為母材,對(duì)不同焊接工藝形成的焊接接頭性能進(jìn)行研究,研究結(jié)果對(duì)推廣鐵素體不銹鋼的應(yīng)用具有重要現(xiàn)實(shí)意義。選用1.5mm厚的444鐵素體不銹鋼薄板,分別按不采用填充材料、填充材料為母材金屬以及填充材料為ER316L奧氏體焊絲進(jìn)行手工TIG焊對(duì)接實(shí)驗(yàn),制取接頭試樣進(jìn)行組織觀察實(shí)驗(yàn)、XRD實(shí)驗(yàn)、顯微硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)、拉伸實(shí)驗(yàn)、斷口掃描實(shí)驗(yàn)(SEM)、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)、浸泡實(shí)驗(yàn)。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析不同填充材料對(duì)焊接接頭性能的影響。通過(guò)焊接接頭的金相實(shí)驗(yàn)得出,焊接接頭包括熱影響區(qū)、熔合區(qū)、焊縫區(qū)三部分。不采用填充材料、填充材料為母材金屬的焊縫區(qū)沒(méi)有發(fā)生組織變化,為單一的鐵素體組織,并且鐵素體呈現(xiàn)柱狀晶分布;填充材料為ER316L焊絲的焊縫區(qū)組織為奧氏體和針狀鐵素體組織。顯微硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用ER316L不銹鋼焊絲作為填充材料得到的焊接接頭焊縫區(qū)硬度最高,為220HV,不采用填充材料的焊縫區(qū)硬度為172.5HV,填充材料為母材金屬的焊縫區(qū)硬度為179HV。通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)以及斷口掃描實(shí)驗(yàn)表明三組焊接接頭斷裂均為韌性斷裂,抗拉強(qiáng)度分別為430.54MPa、447.82MPa、476.87MPa,焊接接頭伸長(zhǎng)率分別為17.12%、22.38%、26.93%,三組接頭斷裂位置分別為焊縫區(qū)、熱影響區(qū)、母材區(qū)。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明在3.5%的氯化鈉溶液中,采用ER316L焊絲為填充材料的焊接接頭耐腐蝕能力最優(yōu)異,其次為采用母材金屬為填充材料的焊接接頭,最后為不采用填充材料的焊接接頭。在6%FeCl3溶液中的浸泡實(shí)驗(yàn)中,三組焊接接頭浸泡8h,腐蝕速率分別為3.152 g·m-2·h-1、1.243g·m-2·h-1、0.125g·m-2·h-1,通過(guò)對(duì)腐蝕試樣進(jìn)行觀察,三組浸泡試樣點(diǎn)蝕坑大小依次為:不采用填充材料的焊接試樣、采用母材材料為填充材料的焊接試樣、采用ER316L為填充材料的焊接試樣。本文在444不銹鋼角接實(shí)驗(yàn)中,選用ER316L不銹鋼焊絲為填充材料進(jìn)行角接角度分別為10°、16°、20°、28°、40°、50°的六組手工TIG焊接實(shí)驗(yàn)。通過(guò)焊接接頭宏觀結(jié)構(gòu)觀察,角接角度為10°、16°、20°的接頭成型性好,角接角度為28°、40°、50°的接頭成型性差,接頭出現(xiàn)未焊透以及焊接氧化皮嚴(yán)重等缺陷。角接接頭微觀組織由奧氏體和針狀鐵素體組成。在3.5%的氯化鈉溶液中進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明接頭耐腐蝕能力由強(qiáng)到弱的接頭角度依次為:20°、16°、10°、28°、40°、50°。針對(duì)焊縫內(nèi)表面出現(xiàn)氧化皮嚴(yán)重等問(wèn)題進(jìn)行焊接工藝改進(jìn),焊接過(guò)程中利用保護(hù)氣體進(jìn)行雙面保護(hù),結(jié)果表明角接接頭耐蝕性得到提高。
[Abstract]:Because of the lack of nickel metal resources in China and the high price fluctuation of nickel metal in the world, the cost of nickel containing stainless steel is higher. With the development of smelting technology, the low nickel or no nickel ferrite stainless steel has been developed rapidly. Because of its low price, it has good corrosion resistance, especially the corrosion resistance of chloride ion. The thermal expansion coefficient is low, the heat transfer performance is good and so on. It has been successfully used in heat exchange equipment, household appliances, ships, automobile and other industries. But after welding, the ferritic stainless steel is easy to have many problems, such as the large joint structure and the corrosion resistance. This paper takes 444 ferritic stainless steel as the parent material and forms the different welding process. The performance of the welded joint is studied. The results are of great practical significance for the application of the application of the ferritic stainless steel. The 1.5mm thick 444 ferritic stainless steel sheet is selected, and the joint test is made by manual TIG welding for the ER316L austenitic welding wire without filling material, filling material and filler material for the austenitic welding wire. Organize observation experiment, XRD experiment, microhardness test, tensile test, fracture scanning experiment (SEM), electrochemistry experiment and soaking experiment. Through the above experimental results, the effects of different filler materials on the performance of welded joint are compared and analyzed. Through metallographic experiment of welding joint, the welding joints include heat affected zone, fusion zone and weld seam. The three part of the area. There is no tissue change in the weld zone without filling material and the filler material is metal metal. It is a single ferrite, and the ferrite presents columnar crystal distribution. The filler material is the weld zone of ER316L welding wire as austenite and acicular ferrite. The microhardness test results show that ER316L is not used. The hardness of weld zone in welded joint of rust steel wire as filling material is the highest, it is 220HV, the hardness of weld zone without filling material is 172.5HV. The hardness of weld zone of the filler metal is 179HV.. The tensile test and fracture scanning experiment show that the fracture of three groups of welded joints are ductile fracture and tensile strength is 4, respectively. 30.54MPa, 447.82MPa, 476.87MPa, the elongation at weld joint is 17.12%, 22.38%, 26.93%, respectively. The fracture location of the three joint is the weld zone, the heat affected zone and the base material area respectively. The electrochemical test results show that in 3.5% Sodium Chloride Solution, the welding joint with ER316L welding wire is the best corrosion resistance, followed by the parent metal gold. In the 6%FeCl3 solution, three groups of welded joints were soaked in 8h, and the corrosion rate was 3.152 G. M-2. H-1,1.243g. M-2. H-1,0.125g. M-2. H-1 respectively. By observing the corrosion specimens, the size of the pitting pit of the three groups of soaked samples was in turn: no The welded specimens with filler materials are used to weld samples with material material as filler materials and ER316L is used as filler. In the 444 stainless steel corner connection experiment, the ER316L stainless steel wire was selected as the filling material to carry out the manual TIG welding experiments of six groups of manual TIG welding with angle angle of 10 degrees, 16 degrees, 28 degrees, 40 degrees, 50 degrees respectively. The welding joint macroscopic structure observation, the angle joint angle is 10 degrees, 16 degrees, 20 degree joint forming good, the angle connection angle is 28 degrees, 40 degrees, 50 degree joint formability is poor, the joint appears not soldering and the welding oxide skin serious and so on. The angle joint microstructure is composed of austenite and acicular ferrite. In 3.5% Sodium Chloride Solution, the electrochemical solid is carried out. The results show that the joint angle of the joint corrosion resistance from strong to weak is 20, 16, 10, 28, 40, 50. The welding process is improved for the serious oxidation skin of the inner surface of the weld, and the protective gas is protected by two sides in the welding process. The results show that the corrosion resistance of the joint is improved.
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG407

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本文編號(hào)：2027653