低合金高強(qiáng)鋼Q690由于良好的力學(xué)性能,廣泛的用于海洋平臺(tái)的建設(shè)材料中。海洋環(huán)境中的離子物質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜,耐腐蝕性能是我們考慮的一個(gè)重要的因素。除此之外,樁腿長(zhǎng)期處于低溫環(huán)境中,這就要求所用的材料低溫性能比較優(yōu)異。由于受海流的影響,沖擊性能也是材料的一個(gè)重要指標(biāo)。即是說(shuō)焊接接頭必須要有優(yōu)異的低溫沖擊性能和耐腐蝕性能。這就需要我們用工藝或者焊接方法來(lái)提高焊接接頭的性能,從而滿足要求。本論文主要采用具有較低的焊接熱輸入的雙絲CMT的焊接方法,通過(guò)改變不同的焊接參數(shù)從而獲得性能良好的焊接接頭。主要研究?jī)?nèi)容及研究結(jié)果如下:1.工藝參數(shù)的優(yōu)化。通過(guò)對(duì)單因數(shù)對(duì)焊縫成形的研究,最后得到優(yōu)化的工藝參數(shù):前絲脈沖電流為250~290A后絲CMT電流為160~220A,氣流量為15~20L/min,焊接速度為2m/min,干伸長(zhǎng)為12mm,弧長(zhǎng)修正系數(shù)為0%。2.焊接接頭力學(xué)性能分析:焊接接頭斷裂與母材,焊接接頭的拉伸性能明顯優(yōu)于母材(792MPa);焊縫重結(jié)晶區(qū)-20℃的低溫沖擊性能(92J)優(yōu)于未重熔的部分(67.7J),且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)值(27J);焊縫重結(jié)晶區(qū)-40℃的低溫沖擊性能(99.7J)優(yōu)于未重熔的部分(67.7J),且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)值(47J),這主要是受M-A組元的影響;焊縫區(qū)的硬度值為285HV,大于母材區(qū)的硬度值(270HV)。3.焊接接頭腐蝕性能分析:過(guò)熱區(qū)的陽(yáng)極電流密度值在6uA左右,而母材區(qū)域的陽(yáng)極電流密度值為5uA左右,母材和過(guò)熱區(qū)有較大的腐蝕速率;完全結(jié)晶區(qū)的陽(yáng)極電流密度為4uA左右,腐蝕速率稍小;由于焊絲中較高的鎳含量,焊縫區(qū)域的耐腐蝕性能明顯比較優(yōu)越;不同金相組織之間的腐蝕程度大小是:熱影響區(qū)母材焊縫。研究發(fā)現(xiàn)由于進(jìn)行了多層多道焊的原因,組織明顯變細(xì),硬度、拉伸性能和低溫韌性明顯增強(qiáng)。雙絲CMT焊接方法中特殊的焊接熱循環(huán)形成的M-A組元對(duì)低溫韌性有較大影響。特別是M-A組元的均勻分布、長(zhǎng)條狀和較多數(shù)量以及大角度晶界對(duì)焊接接頭的低溫沖擊性能。由于焊絲成分中較高的鎳元素,大大提高了焊縫區(qū)域的耐腐蝕性能。本論文的研究成果可以為樁腿的焊接提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG457.11
【部分圖文】：

生活中與能源的關(guān)系日益緊密，對(duì)石油以及天然氣等的上所蘊(yùn)藏石油及天然氣的較多的一部分己經(jīng)被開(kāi)采利而海洋環(huán)境中有著豐富的天然氣和石油資源儲(chǔ)藏，并且有限。因此，如何高效的開(kāi)發(fā)海底資源成了人們競(jìng)相克著比較豐富的海洋資源，特別是天然氣和石油等能源的開(kāi)采離不開(kāi)開(kāi)采技術(shù)和海洋工程設(shè)備的發(fā)展與支持，海洋關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。然而我國(guó)較短的海洋工程開(kāi)發(fā)時(shí)間造成了海緩慢。我國(guó)海洋平臺(tái)用大厚板低合金高強(qiáng)鋼的高效焊接工段，就不能避免的出現(xiàn)一些難題。因此針對(duì)海洋工程設(shè)備究具有十分重要的意義。我國(guó)海洋鉆井平臺(tái)（圖 1.1）研 世紀(jì)早期才逐漸開(kāi)始海洋平臺(tái)的研發(fā)和建設(shè)[1-3]。在 2對(duì)海洋工程開(kāi)發(fā)的重視，使得海洋工程設(shè)備領(lǐng)取取得了

并且強(qiáng)度一直在增加。尤其是在自，超高強(qiáng)鋼的使用量逐年增加。海上鉆井平臺(tái)最主要的承重結(jié)構(gòu)[5-6]。在它的整平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)的重力作用，還要經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的海等較強(qiáng)外力作用，如圖 1.2 所示。隨著平臺(tái)工作條鋼的厚度也就不斷增大，對(duì)于它的性能要求也條，樁腿所承受的各種載荷最終都會(huì)直接或間接就必須保證具有較高的強(qiáng)度和韌性。除此之外，撕裂和耐腐蝕性等優(yōu)異性能。因此，在建設(shè)整個(gè)能夠較大的影響整個(gè)海洋平臺(tái)的使用壽命和安全劣的深海處，這就使得對(duì)于大型鉆井平臺(tái)樁腿的以樁腿選用的鋼材強(qiáng)度比較高，其屈服強(qiáng)度大多要

同時(shí)韌性也可能因熱循環(huán)過(guò)程而降低。較小的熱循環(huán)，即是說(shuō)較大熱輸入通常會(huì)使焊縫組織材的厚度對(duì)層間溫度有較大的影響，通常不使用較高。綜上所述，焊接熱循環(huán)是影響焊接接頭組織性能變效因素，并且可以通過(guò)改進(jìn)焊接工藝，從而改善熱循頭質(zhì)量的目的。90 高強(qiáng)鋼的強(qiáng)度可以滿足海洋平臺(tái)樁腿的焊接，但是能上卻有待改進(jìn)。低合金高強(qiáng)鋼在海洋平臺(tái)樁腿用鋼金鋼的焊接性能較差，易形成冷裂紋和淬硬組織會(huì)導(dǎo)達(dá)到使用要求。但是海上平臺(tái)樁腿采用的焊接方法大，如圖 1.3 所示。這種焊接方法效率較低，且焊接環(huán)動(dòng)強(qiáng)度大。因此，加大對(duì)海上平臺(tái)樁腿的高效率高質(zhì)的價(jià)值和意義。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2811716