P92耐熱鋼因具有優(yōu)良的熱強(qiáng)性已廣泛應(yīng)用于超超臨界發(fā)電機(jī)組主蒸汽管道,市場前景廣闊。激光電弧復(fù)合焊結(jié)合激光熱源與電弧熱源的優(yōu)勢,具有熱輸入小,焊接效率高等優(yōu)點(diǎn),具有很大潛力,而能夠獲得性能優(yōu)良的焊接接頭,將非常有利于P92耐熱鋼的進(jìn)一步應(yīng)用。綜合考慮了金屬基體對Nd:YAG激光的吸收機(jī)制,包括菲涅耳吸收和激光散射與吸收,利用光線追蹤法產(chǎn)生熱源,建立了激光電弧復(fù)合焊接過程中的氣、液、固三相統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型,模擬激光復(fù)合焊接過程中的熔池及匙孔動態(tài)過程。模擬結(jié)果顯示,匙孔內(nèi)部在力的綜合作用下持續(xù)波動,當(dāng)形成的匙孔深度在3 mm左右時(shí),熔池與匙孔間能形成穩(wěn)定的動態(tài)過程,匙孔不閉合,當(dāng)形成的匙孔深度達(dá)到6 mm左右時(shí),熔池與匙孔間不能形成穩(wěn)定的動態(tài)過程,熔池局部塌陷,匙孔底部閉合,形成的氣泡不能及時(shí)逸出,導(dǎo)致氣孔缺陷形成。采用激光電弧復(fù)合焊方法,針對厚度為8 mm的P92耐熱鋼板設(shè)計(jì)U型坡口,進(jìn)行不同預(yù)熱溫度的平板對焊試驗(yàn)。隨著預(yù)熱溫度的升高,焊縫區(qū)部分馬氏體板變寬,出現(xiàn)少量鐵素體;熱影響區(qū)部分晶粒粗化,馬氏體板條變寬;焊接接頭的顯微硬度降低。預(yù)熱溫度為200℃時(shí),能夠避免焊接裂紋出現(xiàn),能夠減小焊... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光焊接模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.2 激光電弧復(fù)合焊接研究現(xiàn)狀
        1.2.3 P92耐熱鋼的焊接現(xiàn)狀
        1.2.4 P92耐熱鋼焊接接頭組織與力學(xué)性能研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究內(nèi)容及意義
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究意義
        1.3.3 創(chuàng)新點(diǎn)
    1.4 本章小結(jié)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法
        2.2.1 激光電弧復(fù)合焊焊接設(shè)備
        2.2.2 微觀組織觀察設(shè)備
        2.2.3 力學(xué)性能測試設(shè)備
    2.3 本章小結(jié)
第三章 激光電弧復(fù)合焊接過程熔池流動的數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 激光電弧復(fù)合焊接數(shù)學(xué)模型建立
        3.2.1 定義材料屬性
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.3 模擬假設(shè)
        3.2.4 計(jì)算域初始化與邊界條件
        3.2.5 控制方程
        3.2.6 激光熱源模型建立
        3.2.7 電弧熱源模型建立
        3.2.8 激光熱源與電弧熱源的復(fù)合
    3.3 求解方案設(shè)定
    3.4 模擬結(jié)果分析及試驗(yàn)對比
        3.4.1 激光焊接匙孔的形成過程
        3.4.2 穩(wěn)定的熔池與匙孔動態(tài)過程
        3.4.3 不穩(wěn)定的熔池與匙孔動態(tài)過程
        3.4.4 試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 P92耐熱鋼激光電弧復(fù)合焊工藝、組織與性能研究
    4.1 引言
    4.2 焊接工藝及質(zhì)量評價(jià)
        4.2.1 焊接坡口設(shè)計(jì)
        4.2.2 焊前準(zhǔn)備
        4.2.3 焊接工藝參數(shù)優(yōu)化
        4.2.4 焊接接頭質(zhì)量評估
    4.3 不同預(yù)熱溫度對P92鋼焊接接頭微觀組織影響
        4.3.1 焊縫區(qū)微觀組織分析
        4.3.2 熱影響區(qū)微觀組織分析
    4.4 力學(xué)性能測試
        4.4.1 顯微硬度測試分析
        4.4.2 室溫拉伸性能試驗(yàn)分析
        4.4.3 高溫拉伸性能試驗(yàn)分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 高溫時(shí)效處理對P92鋼焊接接頭組織及性能影響
    5.1 引言
    5.2 高溫時(shí)效處理結(jié)果分析
        5.2.1 金相觀察分析
        5.2.2 掃描電鏡觀察分析
        5.2.3 透射電鏡觀察分析
        5.2.4 焊接接頭顯微硬度測試
        5.2.5 焊接接頭拉伸性能測試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光-GMAW復(fù)合焊接電弧熱源形式對焊接過程參數(shù)及焊縫形狀的影響[J]. 王傳剛.  電焊機(jī). 2017(08)
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[3]激光復(fù)合焊接頭工藝研究[J]. 張揚(yáng),王雪芳,孫洪雨.  技術(shù)與市場. 2017(08)
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[7]不銹鋼激光-MAG復(fù)合焊接頭成型規(guī)律及性能[J]. 韓曉輝,趙延強(qiáng),楊曉益,陳輝,茍國慶.  西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[8]P92鋼焊接及熱處理問題分析[J]. 黃瓊,曾小川,楊勇.  山東工業(yè)技術(shù). 2017(03)
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博士論文
[1]P92鋼焊接殘余應(yīng)力場及對高溫壽命的影響研究[D]. 姜運(yùn)建.天津大學(xué) 2011
[2]激光深熔焊接過程傳輸現(xiàn)象的數(shù)值模擬[D]. 汪任憑.北京工業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]高頻微振激光焊接工藝研究及數(shù)值模擬[D]. 彭必榮.上海工程技術(shù)大學(xué) 2016
[2]基于VOF方法激光深熔焊接小孔行為的數(shù)值分析[D]. 張健.蘭州理工大學(xué) 2014



本文編號：2926690