【摘要】：我國(guó)是能源消耗大國(guó),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,能源問(wèn)題已成為影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大問(wèn)題。液化天然氣(liquefied natural gas,LNG)是清潔、高效的能源,是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵環(huán)節(jié),影響深遠(yuǎn),因此未來(lái)我國(guó)需要建設(shè)大量的LNG接收站。LNG儲(chǔ)罐用鋼主要是9%Ni鋼,目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有9%Ni鋼用鎳基合金埋弧焊焊接材料,因此還需依賴(lài)國(guó)外的進(jìn)口。本文針對(duì)大型LNG低溫儲(chǔ)罐用9%Ni鋼,研制出與之相配套的主焊縫用鎳基合金埋弧焊焊接材料。通過(guò)對(duì)其熔敷金屬的力學(xué)性能及組織進(jìn)行系統(tǒng)研究,找到了熔敷金屬化學(xué)元素尤其是雜質(zhì)元素S、Si等及焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接熱裂紋的影響規(guī)律,采用本課題研制焊絲HNi276(AWS A5.14 ERNi Cr Mo-4)/焊劑SJ609進(jìn)行焊接,焊后熔敷金屬具有較高的純凈度和較低的熱裂紋敏感性,熔敷金屬力學(xué)性能滿(mǎn)足拉伸抗拉強(qiáng)度Rm≥660 MPa、-196℃低溫沖擊≥60J的技術(shù)指標(biāo)要求。開(kāi)展了成分對(duì)熔敷金屬組織、性能、裂紋敏感性的影響規(guī)律研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,S、Si雜質(zhì)元素含量增高會(huì)導(dǎo)致焊接熱裂紋敏感性增加,裂紋長(zhǎng)度及數(shù)量都會(huì)增加。熔敷金屬中S、Si含量控制在S≤0.005%、Si≤0.15%范圍下,熱裂紋可得到有效控制。開(kāi)展了焊接熱輸入量對(duì)熔敷金屬組織、性能、裂紋敏感性的影響規(guī)律研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,焊接線能量和層間溫度越高,裂紋產(chǎn)生的數(shù)量及長(zhǎng)度都會(huì)明顯增加。焊接過(guò)程中,層間溫度控制在100℃以下、線能量控制在14k J/cm以下,可以避免熱裂紋的產(chǎn)生。研制的9%Ni鋼用鎳基埋弧焊材料HNi276/SJ609的綜合性能與進(jìn)口焊材進(jìn)行比對(duì),綜合性能相當(dāng)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TE972;TG44
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文焊接材料開(kāi)發(fā)起步較早，經(jīng)過(guò)多年的研究埋弧焊焊接材料的廠家很多，國(guó)外焊材具等優(yōu)點(diǎn)。ERNiCrMo-4 焊絲及其配套焊劑美國(guó)林肯公司、SMC 國(guó)際超合金集團(tuán)等公要是進(jìn)口焊材，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的 ERNiCrMo-4程上應(yīng)用的實(shí)例[28]。因此，開(kāi)發(fā)出一套 LN料來(lái)替代進(jìn)口產(chǎn)品，顯得迫在眉睫。接熱裂紋問(wèn)題合金低碳馬氏體型低溫鋼，其典型組織如圖

圖 1-2 焊接接頭示意沖電弧與冷金屬過(guò)度焊接技術(shù)，焊接熱輸入量由 71.6kJ，焊接熱裂紋的敏感性下降顯著，而在采用埋弧焊焊接 6輸入量的辦法來(lái)改善焊接熱裂紋敏感性，結(jié)果并不理想間溫度控制實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：在一定焊接層間溫度條件下施驗(yàn)，焊縫微觀結(jié)構(gòu)中無(wú)焊接熱裂紋或有害相。這說(shuō)明層裂紋的影響是較大的。由以上論述可以發(fā)現(xiàn)：焊絲合金成分中：元素 Al、Ti、Nb、Ce 能夠起到降低焊作用，但 Nb、Ce 的含量過(guò)高，焊接過(guò)程中的熱裂紋敏弧焊接時(shí)，可以通過(guò)控制組份間比例關(guān)系，來(lái)改善元素過(guò)抗熱裂紋敏感性。采用合適的焊接工藝如較低的電流、電壓等，能夠有效的鎳基合金的產(chǎn)生。合理的控制施焊層間溫度，也可以避免熱裂紋的產(chǎn)生。

試驗(yàn)用焊接設(shè)備2.2工藝性能試驗(yàn)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2752602