【摘要】：隨著海洋油氣資源的不斷開發(fā),海洋金屬結(jié)構(gòu)物和海底管道的維修問題變得日益重要,水下干式高壓焊接方法排除了水對(duì)焊接質(zhì)量的有害影響,具有焊接質(zhì)量好,適應(yīng)深水施工的優(yōu)點(diǎn)逐漸成為海洋結(jié)構(gòu)物和海底管道維修的常用方法。因此研究高氣壓環(huán)境下脈沖熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW-P)焊接工藝十分必要。首先研究環(huán)境壓力、工藝參數(shù)(電弧電壓、峰值電流、脈沖頻率、基值電流)和保護(hù)氣體配比對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律。試驗(yàn)在高壓艙內(nèi)進(jìn)行,采用Q345鋼板進(jìn)行堆焊試驗(yàn)。研究表明:環(huán)境壓力越大,焊縫熔寬逐漸變大,焊縫熔深則逐漸減小;高壓環(huán)境下改變氣體配比、焊接平均電壓、脈沖峰值電流、脈沖基值電流和脈沖頻率均可以影響其焊縫成形質(zhì)量。采用坡口堆焊研究環(huán)境壓力、焊接工藝參數(shù)和保護(hù)氣體配比對(duì)Q345鋼脈沖GMAW焊接接頭宏觀金相、微觀組織及力學(xué)性能的影響。在保證其他工藝參數(shù)不變的情況下,采取單參數(shù)調(diào)節(jié)進(jìn)行試驗(yàn),通過對(duì)所得焊接接頭質(zhì)量檢驗(yàn)來分析研究其影響規(guī)律。高壓干法脈沖GMAW拉伸試樣均在母材處斷裂,焊接接頭的拉伸強(qiáng)度大于母材的抗拉強(qiáng)度;環(huán)境壓力越高,焊縫區(qū)維氏硬度越大;電弧電壓優(yōu)化后焊縫區(qū)組織優(yōu)化,維氏硬度變小,金屬柔韌性增強(qiáng);脈沖峰值電流和脈沖基值電流分別提高時(shí)焊接接頭維氏硬度和沖擊韌性變化不大;脈沖頻率增加時(shí)焊接接頭強(qiáng)度、硬度和沖擊韌性提高。最后通過正交試驗(yàn)對(duì)電弧電壓、峰值電流、脈沖頻率和基值電流四因素進(jìn)行優(yōu)化組合,找出與典型環(huán)境壓力相符合的最優(yōu)工藝參數(shù)組合。
[Abstract]:With the continuous development of offshore oil and gas resources, the maintenance of marine metal structures and submarine pipelines has become increasingly important. The underwater dry high pressure welding method eliminates the harmful influence of water on welding quality and has good welding quality. Adapting to the advantages of deep water construction has gradually become a common method of marine structure and submarine pipeline maintenance. Therefore, it is necessary to study the welding technology of pulse melting electrode gas shielded welding (GMAW-P) in high pressure environment. Firstly, the effects of environmental pressure, process parameters (arc voltage, peak current, pulse frequency, base current) and protective gas ratio on weld formation are studied. The test was carried out in the high pressure chamber, and the surfacing test of Q345 steel plate was carried out. The results show that the larger the ambient pressure is, the larger the weld melting width is and the lower the weld penetration depth is. The weld forming quality can be affected by changing the gas ratio, welding average voltage, pulse peak current, pulse base current and pulse frequency under high voltage environment. The effects of environmental pressure, welding process parameters and protective gas ratio on the microstructure, microstructure and mechanical properties of pulse GMAW welded joints of Q345 steel were studied by groove surfacing. Under the condition of ensuring that the other process parameters remain unchanged, the single parameter adjustment is adopted to carry out the test, and the influence law of the welded joint is analyzed and studied through the quality inspection of the welded joint. The tensile strength of the welded joint is higher than that of the base metal, and the higher the ambient pressure, the greater the Vickers hardness of the weld zone, and the tensile strength of the welded joint is higher than that of the base metal. After the optimization of arc voltage, the microstructure of weld zone is optimized, the Vickers hardness becomes smaller and the metal flexibility is enhanced, while the Vickers hardness and impact toughness of welded joints do not change much when the pulse peak current and pulse base current are increased respectively. The strength, hardness and impact toughness of welded joints increase with the increase of pulse frequency. Finally, the four factors of arc voltage, peak current, pulse frequency and base current are optimized by orthogonal test, and the optimal combination of process parameters is found out, which is consistent with the typical ambient pressure.
【學(xué)位授予單位】：北京石油化工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG444.72

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本文編號(hào)：2485526