油氣管線惡劣的服役環(huán)境驅使管線鋼朝著強韌性、高強度等方向發(fā)展。與管線鋼的快速發(fā)展相比,高強管線鋼的焊接技術發(fā)展相對滯后,在現(xiàn)有的焊接工藝下,高強管線鋼焊接接頭容易出現(xiàn)HAZ粗化和軟化、HAZ局部脆化、氣孔等焊接缺陷,限制了高強管線鋼的廣泛應用。超音頻直流脈沖TIG焊接電弧不僅挺度高、穿透力強,并且電弧超聲激發(fā)的洛倫茲力對焊接熔池具有攪拌、振動等作用,可改善焊縫成形質量、提高焊接速度、細化焊縫晶粒。因此,本文開展了一種適用于X80高強管線鋼的超音頻直流脈沖TIG焊工藝的研究工作。利用電信號采集系統(tǒng)分析脈沖電流頻率在20kHz和40kHz對電流波形的影響,研究發(fā)現(xiàn):兩個脈沖頻率下的電流波形都為矩形方波,電弧可以穩(wěn)定燃燒,并且脈沖電流變化率大于等于50A/μs,表明自主研發(fā)的超音頻直流脈沖TIG電源可以滿足大電流焊接的需求;利用高速攝像采集系統(tǒng),并借助圖像處理技術分析脈沖電流頻率對超音頻直流脈沖TIG焊焊接X80管線鋼電弧形態(tài)的影響,結果表明:隨著脈沖直流頻率的增加,電弧發(fā)生徑向收縮,20kHz和40kHz相比,電弧徑向收縮在0.65mm左右。以10mm厚X80高強管線鋼為研究對象,通過平板... 

【文章來源】：北京石油化工學院北京市

【文章頁數】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 X80 管線鋼的發(fā)展與研究概況
        1.2.1 X80 管線鋼的開發(fā)與應用
        1.2.2 X80 管線鋼冶金特征
        1.2.3 X80 管線鋼焊縫區(qū)性能研究
    1.3 X80 管線鋼焊接工藝的國內外研究現(xiàn)狀
    1.4 超音頻直流脈沖TIG焊接技術的國內外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 超音頻直流脈沖TIG焊電弧特性國內外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 超音頻直流脈沖TIG焊細化焊縫晶粒研究
    1.5 課題研究的內容
第二章 超音頻直流脈沖TIG焊接試驗系統(tǒng)和方案設計
    2.1 引言
    2.2 焊接試驗設備
        2.2.1 超音頻直流脈沖TIG電源的研制
        2.2.2 試驗平臺的搭建
        2.2.3 信號采集系統(tǒng)
        2.2.4 高速攝像采集系統(tǒng)
    2.3 試驗材料的選擇
    2.4 試驗檢測方案
        2.4.1 宏觀形貌檢測
        2.4.2 金相微觀組織檢測
        2.4.3 拉伸試驗檢測
        2.4.4 維氏硬度試驗檢測
        2.4.5 沖擊試驗檢測
        2.4.6 彎曲試驗檢測
    2.5 本章小結
第三章 X80 管線鋼超音頻直流脈沖TIG焊電弧特性
    3.1 引言
    3.2 脈沖電流頻率對電弧電壓的影響
    3.3 占空比對電弧電壓的影響
    3.4 脈沖電流頻率對電弧電流的影響
    3.5 超音頻直流脈沖TIG焊電弧形態(tài)研究
        3.5.1 電弧圖像處理技術
        3.5.2 脈沖電流頻率對電弧形態(tài)的影響
    3.6 本章小結
第四章 超音頻直流脈沖TIG焊焊接X80 管線鋼適用性
    4.1 引言
    4.2 X80 管線鋼超音頻直流脈沖TIG焊焊縫成形
        4.2.1 脈沖峰值電流對焊縫成形的影響
        4.2.2 基值電流對焊縫成形的影響
        4.2.3 焊接速度對焊縫成形的影響
        4.2.4 占空比對焊縫成形的影響
        4.2.5 脈沖頻率對焊縫成形的影響
    4.3 工藝參數優(yōu)化
        4.3.1 試驗方法
        4.3.2 參數優(yōu)化結果
    4.4 超音頻直流脈沖TIG焊工藝適應性研究
        4.4.1 打底焊工藝研究
        4.4.2 坡口焊接工藝
    4.5 本章小結
第五章 X80 管線鋼超音頻直流脈沖TIG焊接頭性能分析
    5.1 引言
    5.2 焊接接頭金相顯微組織
    5.3 焊接接頭力學性能
        5.3.1 顯微硬度測試
        5.3.2 拉伸性能測試
        5.3.3 彎曲性能測試
        5.3.4 沖擊性能測試
    5.4 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術論文
作者及導師簡介
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]X80管線鋼焊接性模擬及其裂紋預測[D]. 李亞娟.天津大學 2010
[2]國產X80管線鋼焊接技術研究[D]. 隋永莉.天津大學 2008

碩士論文
[1]高強度管線鋼摩擦焊焊接接頭組織性能研究[D]. 荊瑞.西安石油大學 2017
[2]X80管線鋼寬厚板控軋控冷工藝研究[D]. 崔榮新.東北大學 2008



本文編號：3207596