發(fā)布時間：2019-08-06 10:05

【摘要】：309S不銹鋼具有優(yōu)良的耐熱性、抗腐蝕性和焊接性。傳統(tǒng)TIG方法焊接不銹鋼時受鎢電極電流密度和電弧熱源分布的影響,單道焊接熔深淺、效率低。同時,不銹鋼導熱系數(shù)小,焊接時熔池金屬易過熱而使熔合區(qū)和熱影響區(qū)形成粗大的晶粒組織,降低接頭的沖擊韌度和抗拉強度。另外,奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)較大,當焊接層間溫差較大時,接頭會產(chǎn)生較大的應力,引起焊接變形�；钚訲IG焊接通過在焊接材料表面涂敷一層活性劑來增加焊縫熔深。作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的焊接方法,A-TIG焊接已廣泛應用于不銹鋼、鋁合金、鈦合金以及低合金鋼的焊接中。然而,不同活性劑焊接時熔池深寬比與電弧及熔池溫度變化關(guān)系的研究還較少,尤其當活性劑分布不均勻時,熔池還會產(chǎn)生形狀不對稱,化學成分偏析以及表面熔渣附著等焊接缺陷。為進一步分析活性物質(zhì)對熔池深寬比及溫度變化的影響,減少或消除畸形熔池及焊縫化學成分偏析,試驗選用3種物質(zhì)(TiO_2、CaF_2、ZrO_2)組成單組分、雙組分和三組分焊接活性劑,采用活性焊接方法(A-TIG)對309S不銹鋼進行焊接。通過分析活性劑涂層的表面形貌、焊接過程中的電弧電壓變化、熔池表面張力、熔池形貌、熔池周圍熱影響區(qū)溫度變化以及焊后熔池的物相組成和活性元素分布,結(jié)合A-TIG焊后接頭的顯微硬度分布、彎曲性能和抗沖擊性能,對A-TIG焊活性物質(zhì)對焊接電弧特性和焊縫性能的影響進行分析。研究結(jié)果表明：(1)單組分活性劑涂層表面含有微觀孔隙。隨著活性劑種類和質(zhì)量分數(shù)的增加,涂層表面孔隙數(shù)量隨之增加。單組分活性劑A-TIG焊接時電弧電壓增加,其中氟化鈣對焊接電弧的收縮特性影響最大,電弧收縮后的電壓增量為16 V。二氧化鈦活性劑A-TIG焊接后焊縫深寬比最大為0.8。除氟化鈣外,隨活性劑質(zhì)量分數(shù)的增加,A-TIG焊縫深寬比增大,最大深寬比是傳統(tǒng)TIG焊的3倍以上。(2)添加焊接活性劑后熔池周圍熱影響區(qū)的溫度增加,其中二氧化鈦對溫度的影響最大,和傳統(tǒng)TIG焊接相比,溫度增幅可達195℃以上。對熔池元素分析發(fā)現(xiàn),單組分活性劑高溫分解后在熔池寬度方向的含量最大,深度方向含量則較少。表明A-TIG焊接過程中熔池周圍張力梯度和Marangoni對流是影響熔00池形狀的主要因素。雙組分活性劑焊接過程中電弧電壓升高,電弧電壓最大為79 V,電壓增量最大為17 V。在三組分活性劑TIG焊接中,伴隨活性劑的分解和電離,電弧有二次收縮現(xiàn)象。另外,多組分活性劑焊接時熔池周圍熱影響區(qū)溫度增加,其中隨組分中氟化鈣質(zhì)量分數(shù)的增大,最大溫度變化為110℃。(3)活性TIG焊接時熱影響區(qū)溫度變化受氟化鈣含量的影響較大,當多組分中氟化鈣含量低于其它兩種組分時,熔池周圍溫度隨焊接時間增加逐漸減��；當氟化鈣含量高于其它兩種組分含量,焊接時熔池周圍溫度則逐漸升高�；钚院附雍笕鄢貙挾确较蛴形⒘炕钚晕镔|(zhì)分布,熔池中為奧氏體組織和少量Fex(Ni、 Ti)y組成的金屬間化合物,主要有C、Cr、Mn、Fe、Ni等元素組成。
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG444.74

【參考文獻】

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本文編號：2523490