復(fù)合焊接的焊絲氮元素熔池過渡機理研究
發(fā)布時間:2021-04-17 02:17
適當(dāng)?shù)墓倘艿渴歉叩摼邆淞己眯阅艿那疤峄A(chǔ),但是在高氮鋼焊接過程中,經(jīng)常發(fā)生奧氏體固溶氮損失現(xiàn)象。因此,研究與開發(fā)一種新型高氮奧氏體不銹鋼焊絲并應(yīng)用于高氮鋼的焊接,以保證焊縫的固溶氮含量與母材相同或相近,是保證焊接接頭性能的前提條件。本文以8mm厚的高氮鋼板為試驗材料,采用額定功率為4kW的Nd:YAG固體激光器對其行了激光-電弧復(fù)合焊接。首先對無氮焊絲焊后接頭的微觀組織形貌及其組織演變規(guī)律等進行了研究,在此基礎(chǔ)上,通過系列改變焊絲氮含量,來研究焊絲氮含量對焊后接頭組織及力學(xué)性能等的影響,從而初步揭示焊絲中氮元素的熔池過渡機理。研究結(jié)果表明:不含氮焊絲焊接時,熔滴過渡形式是近乎連續(xù)的射流過渡,基本不存在熔滴“爆裂”現(xiàn)象,但是隨著焊絲中含氮量增加,焊接電弧逐漸增長,而且熔滴過渡過程中的“爆裂”現(xiàn)象越來越明顯;隨著焊絲氮含量的增加,焊縫表面成形得到改善,但是過高的焊絲氮含量會造成一定的焊接飛濺,不同氮含量焊絲焊后接頭截面形貌均為上寬下窄的“高腳杯”狀;不同氮含量焊絲焊接的焊縫凝固模式均為AF模式且焊縫組織均為奧氏體和少量鐵素體,焊縫氮含量隨焊絲氮含量的增加而增加,焊縫中鐵素體含量隨焊絲...
【文章來源】:長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
激光-電弧復(fù)合焊接原理
圖 1.2 激光-電弧復(fù)合熱源焊縫形態(tài)合焊的特點焊彌補了單一激光焊的諸多不足,提高了焊接效幾個方面。 MIG 焊復(fù)合,焊接熔池變寬,對坡口裝配間隙中,電弧首先加熱焊件表面形成熔池,能提高對以保護激光束激發(fā)的金屬蒸氣;MIG 焊熔化焊絲咬邊。生的等離子體能夠提高 MIG 電弧的引燃和維持 MIG 電弧之間的相互作用是互補和強化的,能夠速度為 2m/min 的情況下,將功率 0.2kW 的激光束合,可以焊出熔深 1mm 的焊縫,而通常需要用果。此外,連續(xù)激光束在距離焊縫中心線 3~5mm
高氮鋼-MIG 焊的焊縫及熱影響區(qū)組織均為奧氏體和少量的δ 鐵素體。7mm 厚焊接接頭具有極好的沖擊性能,而 14mm 厚板熱影響區(qū)沖擊性能較低,由于要經(jīng)次焊接熱循環(huán),導(dǎo)致敏化區(qū)的碳化物 Cr23C6析出增多,是致使沖擊性能下降的主因。從以上國內(nèi)外相關(guān)研究狀況可知,到目前為止,對高氮鋼焊接的研究主要集焊接參數(shù)、熔池化學(xué)成分系統(tǒng)、凝固模式、保護氣體組成及氮分壓對焊縫氮含量氣孔形成和氮逸出的影響規(guī)律。而關(guān)于高氮不銹鋼焊絲中的氮元素在激光-電弧復(fù)源焊接條件下的熔池過渡機理、不同氮含量焊絲對焊縫組織結(jié)構(gòu)演變規(guī)律影響的等,還很少提到。因此,深入研究高氮焊絲中氮的熔池過渡機理和焊接接頭的組變規(guī)律是保證焊接接頭機械性能的前提和基礎(chǔ)。其研究結(jié)果不僅可以豐富激光-電合焊接的理論基礎(chǔ),同時還能為高氮鋼材料在其他制造行業(yè)的推廣和應(yīng)用提供必技術(shù)支持。1.4 本試驗主要研究內(nèi)容本試驗的技術(shù)路線如圖 1.3 所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高強鋼CO2激光-MAG復(fù)合焊接性能[J]. 徐國建,祝影,杭爭翔,鐘立明,武斌斌,劉祥宇. 焊接學(xué)報. 2016(07)
[2]高氮鋼焊縫的組織和沖擊性能研究[J]. 李冬杰,陸善平,李殿中,李依依. 金屬學(xué)報. 2013(02)
[3]含氮不銹鋼研究概況[J]. 向紅亮,顧興. 金屬世界. 2013(01)
[4]面能量對激光—電弧復(fù)合焊接焊縫及熔滴過渡的影響[J]. 劉鳳德,張宏,王宇琪,薛川. 機械工程學(xué)報. 2012(14)
[5]保護氣體對激光-電弧復(fù)合焊接的影響(邀請論文)[J]. 曾曉雁,高明,嚴(yán)軍. 中國激光. 2011(06)
[6]CO2激光-MAG電弧復(fù)合焊接工藝參數(shù)對熔滴過渡特征和焊縫形貌的影響[J]. 劉雙宇,張宏,石巖,劉鳳德,劉佳,徐春鷹. 中國激光. 2010(12)
[7]高氮奧氏體不銹鋼MIG焊接頭的組織和性能[J]. 杜挽生,彭云,趙琳,田志凌. 焊接. 2008(12)
[8]氮在Fe-Cr-Mn合金體系中的溶解度計算模型[J]. 李花兵,姜周華,張祖瑞,許寶玉. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(04)
[9]1Cr22Mn16N高氮鋼激光焊接 I.焊接保護氣體組成和熱輸入對焊縫氮含量及氣孔性的影響[J]. 趙琳,田志凌,彭云,肖紅軍,趙曉兵. 焊接學(xué)報. 2007(08)
[10]高氮奧氏體不銹鋼熔焊時電弧空間及熔池的氮行為[J]. 夏明生,田志凌,彭云,馬成勇,趙琳. 鋼鐵研究學(xué)報. 2007(06)
碩士論文
[1]SAF2507雙相不銹鋼GTAW焊接接頭組織與性能研究[D]. 杜東方.太原科技大學(xué) 2013
[2]鋁合金激光—電弧復(fù)合焊研究及其溫度場的數(shù)值模擬[D]. 吳圣川.華中科技大學(xué) 2005
本文編號:3142618
【文章來源】:長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
激光-電弧復(fù)合焊接原理
圖 1.2 激光-電弧復(fù)合熱源焊縫形態(tài)合焊的特點焊彌補了單一激光焊的諸多不足,提高了焊接效幾個方面。 MIG 焊復(fù)合,焊接熔池變寬,對坡口裝配間隙中,電弧首先加熱焊件表面形成熔池,能提高對以保護激光束激發(fā)的金屬蒸氣;MIG 焊熔化焊絲咬邊。生的等離子體能夠提高 MIG 電弧的引燃和維持 MIG 電弧之間的相互作用是互補和強化的,能夠速度為 2m/min 的情況下,將功率 0.2kW 的激光束合,可以焊出熔深 1mm 的焊縫,而通常需要用果。此外,連續(xù)激光束在距離焊縫中心線 3~5mm
高氮鋼-MIG 焊的焊縫及熱影響區(qū)組織均為奧氏體和少量的δ 鐵素體。7mm 厚焊接接頭具有極好的沖擊性能,而 14mm 厚板熱影響區(qū)沖擊性能較低,由于要經(jīng)次焊接熱循環(huán),導(dǎo)致敏化區(qū)的碳化物 Cr23C6析出增多,是致使沖擊性能下降的主因。從以上國內(nèi)外相關(guān)研究狀況可知,到目前為止,對高氮鋼焊接的研究主要集焊接參數(shù)、熔池化學(xué)成分系統(tǒng)、凝固模式、保護氣體組成及氮分壓對焊縫氮含量氣孔形成和氮逸出的影響規(guī)律。而關(guān)于高氮不銹鋼焊絲中的氮元素在激光-電弧復(fù)源焊接條件下的熔池過渡機理、不同氮含量焊絲對焊縫組織結(jié)構(gòu)演變規(guī)律影響的等,還很少提到。因此,深入研究高氮焊絲中氮的熔池過渡機理和焊接接頭的組變規(guī)律是保證焊接接頭機械性能的前提和基礎(chǔ)。其研究結(jié)果不僅可以豐富激光-電合焊接的理論基礎(chǔ),同時還能為高氮鋼材料在其他制造行業(yè)的推廣和應(yīng)用提供必技術(shù)支持。1.4 本試驗主要研究內(nèi)容本試驗的技術(shù)路線如圖 1.3 所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高強鋼CO2激光-MAG復(fù)合焊接性能[J]. 徐國建,祝影,杭爭翔,鐘立明,武斌斌,劉祥宇. 焊接學(xué)報. 2016(07)
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[5]保護氣體對激光-電弧復(fù)合焊接的影響(邀請論文)[J]. 曾曉雁,高明,嚴(yán)軍. 中國激光. 2011(06)
[6]CO2激光-MAG電弧復(fù)合焊接工藝參數(shù)對熔滴過渡特征和焊縫形貌的影響[J]. 劉雙宇,張宏,石巖,劉鳳德,劉佳,徐春鷹. 中國激光. 2010(12)
[7]高氮奧氏體不銹鋼MIG焊接頭的組織和性能[J]. 杜挽生,彭云,趙琳,田志凌. 焊接. 2008(12)
[8]氮在Fe-Cr-Mn合金體系中的溶解度計算模型[J]. 李花兵,姜周華,張祖瑞,許寶玉. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(04)
[9]1Cr22Mn16N高氮鋼激光焊接 I.焊接保護氣體組成和熱輸入對焊縫氮含量及氣孔性的影響[J]. 趙琳,田志凌,彭云,肖紅軍,趙曉兵. 焊接學(xué)報. 2007(08)
[10]高氮奧氏體不銹鋼熔焊時電弧空間及熔池的氮行為[J]. 夏明生,田志凌,彭云,馬成勇,趙琳. 鋼鐵研究學(xué)報. 2007(06)
碩士論文
[1]SAF2507雙相不銹鋼GTAW焊接接頭組織與性能研究[D]. 杜東方.太原科技大學(xué) 2013
[2]鋁合金激光—電弧復(fù)合焊研究及其溫度場的數(shù)值模擬[D]. 吳圣川.華中科技大學(xué) 2005
本文編號:3142618
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