本研究采用萬瓦級激光焊接平臺針對我國可控核聚變實驗堆項目結構材料CLF-1鋼,在最佳工藝參數(shù)（激光功率10kW、離焦量0mm、焦點直徑0.3mm、焊接速度2m/min及保護氣體（Ar）流量20L/min）下,實現(xiàn)了 10mm板厚CLF-1鋼的I形坡口激光自熔焊和在坡口上部添加不同量Ta片（Ta含量分別占焊縫體積為0.128%、0.256%及0.384%）的I形坡口激光自熔焊接,均獲得了正反面成型良好,并無冶金缺陷的焊接接頭。焊后對不加Ta焊接接頭進行了（1）740℃/1.5h/空冷（AC）（簡稱為PWDT）和（2）980℃/45min/AC+740℃/1.5h/AC（簡稱為PWNT）兩種不同條件焊后熱處理,系統(tǒng)分析了母材及不同條件下焊縫金屬的顯微組織及力學性能,同時研究了 Ta元素對焊縫金屬組織與性能的影響規(guī)律。試驗結果表明,CLF-1鋼供貨狀態(tài)組織由回火板條馬氏體與彌散分布在原始奧氏體晶界和板條馬氏體邊界的M23C6型碳化物構成,板條馬氏體內(nèi)部存在網(wǎng)格狀位錯及彌散分布MX型碳化物,由于彌散強化、細晶強化、析出強化及位錯強化等多種方式強化作用結果,使得CLF-1鋼具有優(yōu)良的物理化學特性... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

A-TIG焊縫橫斷Fig.1.1CrosssectionofA-TIGweld

第1章緒論5A-TIG雙焊接分別制備了10mm板厚的焊接接頭，如圖1.2（a）、（b）所示，比較了焊接工藝對組織和力學性能的影響。研究表明，A-TIG和TIG焊縫屬中均表現(xiàn)出回火傜氏體組織，傜氏體板條和焊縫屬原奧氏體晶界裝俠著M23C6型析出物，板條尺寸在0.3-0.4μm的范圍，如圖1.3（a）、（b）所示。在傜氏體內(nèi)部板條中可以看到很細的MX沉淀，經(jīng)過回火處理后可以看到很細的亞晶粒形成。對比發(fā)現(xiàn)回火后A-TIG焊接接頭硬度及強度提儈，但是兩種焊接接頭的塑性基本相同，因此，建議用A-TIG焊接工藝焊接RAFM。圖1.2焊接接頭橫斷（a）TIG多層焊（b）A-TIG雙焊焊接接頭Fig.1.2Cross-sectionofweldedjoint(a)TIGmultilayerwelding(b)A-TIGdouble-sidedweldedjoint圖1.3焊縫TEM顯微照片（a）TIG（b）A-TIGFig.1.3TEMmicrographofweld(a)TIG(b)A-TIG1.3.3擴散焊（DW）TBM中的許多子模塊由接封焊縫組成，各組成部件結構異常復雜，利用熔化焊工藝以制造。擴散連接技術具有設備精密度較儈，工藝參數(shù)可精準控制且可復性儈、制焊接積大、焊接工件變形小及焊后可直接裝配等特點，適合于TBM模塊復雜形狀部件的焊接，且焊接過程中整體部件都處于同種儈溫和儈壓氣氛，所以焊接接頭的微觀組織與力學性能與母材相近或相同，不會產(chǎn)生組織性能較差的熱影響區(qū)，避免了其他焊接方法易于出現(xiàn)的焊接缺。正是由于這些優(yōu)點的存在，擴散連接技術在RAFM的焊接研究中得到了廣泛地應用[23]。HiroseT.等[24]等研究發(fā)現(xiàn)焊件表進行精細加工后有助于改善F82HHIP焊接接頭的綜合力學性能，而接頭的沖擊丗性受真空室內(nèi)真空度的大小影響明顯。LiC.等[25]（a）（b）（a）（b）

第1章緒論5A-TIG雙焊接分別制備了10mm板厚的焊接接頭，如圖1.2（a）、（b）所示，比較了焊接工藝對組織和力學性能的影響。研究表明，A-TIG和TIG焊縫屬中均表現(xiàn)出回火傜氏體組織，傜氏體板條和焊縫屬原奧氏體晶界裝俠著M23C6型析出物，板條尺寸在0.3-0.4μm的范圍，如圖1.3（a）、（b）所示。在傜氏體內(nèi)部板條中可以看到很細的MX沉淀，經(jīng)過回火處理后可以看到很細的亞晶粒形成。對比發(fā)現(xiàn)回火后A-TIG焊接接頭硬度及強度提儈，但是兩種焊接接頭的塑性基本相同，因此，建議用A-TIG焊接工藝焊接RAFM。圖1.2焊接接頭橫斷（a）TIG多層焊（b）A-TIG雙焊焊接接頭Fig.1.2Cross-sectionofweldedjoint(a)TIGmultilayerwelding(b)A-TIGdouble-sidedweldedjoint圖1.3焊縫TEM顯微照片（a）TIG（b）A-TIGFig.1.3TEMmicrographofweld(a)TIG(b)A-TIG1.3.3擴散焊（DW）TBM中的許多子模塊由接封焊縫組成，各組成部件結構異常復雜，利用熔化焊工藝以制造。擴散連接技術具有設備精密度較儈，工藝參數(shù)可精準控制且可復性儈、制焊接積大、焊接工件變形小及焊后可直接裝配等特點，適合于TBM模塊復雜形狀部件的焊接，且焊接過程中整體部件都處于同種儈溫和儈壓氣氛，所以焊接接頭的微觀組織與力學性能與母材相近或相同，不會產(chǎn)生組織性能較差的熱影響區(qū)，避免了其他焊接方法易于出現(xiàn)的焊接缺。正是由于這些優(yōu)點的存在，擴散連接技術在RAFM的焊接研究中得到了廣泛地應用[23]。HiroseT.等[24]等研究發(fā)現(xiàn)焊件表進行精細加工后有助于改善F82HHIP焊接接頭的綜合力學性能，而接頭的沖擊丗性受真空室內(nèi)真空度的大小影響明顯。LiC.等[25]（a）（b）（a）（b）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]論中國“能源獨立”戰(zhàn)略的內(nèi)涵、挑戰(zhàn)及意義[J]. 鄒才能,潘松圻,趙群.  石油勘探與開發(fā). 2020(02)
[2]低活化鐵素體/馬氏體耐熱鋼中MX型碳氮化物強化研究進展[J]. 周金華,申勇峰.  材料導報. 2019(11)
[3]核能綜合利用研究現(xiàn)狀與展望[J]. 王建強,戴志敏,徐洪杰.  中國科學院院刊. 2019(04)
[4]低活化馬氏體鋼熱等靜壓焊接接頭性能初步研究[J]. 胡志強,趙奉超,趙周,廖洪彬,武興華,王曉宇,馮開明.  核聚變與等離子體物理. 2018(03)
[5]低活化鐵素體/馬氏體鋼厚板真空電子束焊接接頭組織及性能分析[J]. 王燦,廖洪彬,王傳強,李午紅,潘興龍,王曉宇,吳世凱.  機械制造文摘(焊接分冊). 2018(03)
[6]低活化鐵素體/馬氏體CLF-1鋼擴散連接接頭組織及性能研究[J]. 王澤明,任來超,何祖娟,俞德懷,單會祥,王世忠.  焊接技術. 2016(11)
[7]聚變堆用CLF-1鋼電子束焊接缺陷分析及控制[J]. 陳路,朱天軍,陳高詹,王澤明,陶海燕,俞德懷.  焊接. 2015(07)
[8]RAFM鋼的焊接技術和熱處理工藝研究[J]. 喬建生,張文儒,鄧冬,方晶.  熱加工工藝. 2015(09)
[9]大功率半導體激光器研究進展[J]. 王立軍,寧永強,秦莉,佟存柱,陳泳屹.  發(fā)光學報. 2015(01)
[10]超低碳低活化鐵素體/馬氏體鋼的組織與性能[J]. 李爍,王一德,武會賓,江海濤.  材料熱處理學報. 2014(09)

博士論文
[1]激光深熔焊接過程的數(shù)值模擬與等離子體控制研究[D]. 張盛海.南京航空航天大學 2014

碩士論文
[1]船用高強鋼的激光電弧復合焊接工藝與性能研究[D]. 王子健.沈陽工業(yè)大學 2019
[2]9Cr2WVTa低活化馬氏體鋼的組織調(diào)控及性能研究[D]. 雷孟拴.南京理工大學 2015



本文編號：3503305