低温钢焊接接头性能及强韧机理分析

摘要

SA203Gr.D钢在低温工况环境下有良好的冲击韧性和机械性能，广泛用于深冷分离加工、空分、液化气贮藏领域设备的制造，近年来国内煤化工项目中的CO2吸收塔、H2S吸收塔、H2S浓缩塔、甲醇洗涤塔等低温设备大量采用该类材料制造。然而，在设备制造中，会产生大量的焊缝。由于焊接参数波动，焊缝的性能很难保持一致性，对于设备的安全性产生了极大的威胁。
　　本文通过控制实际作业中容易波动的参数，如焊接速度、道间温度等，获得一系列焊接接头，并对接头的常温、低温力学性能进行评价，分析焊接参数对接头性能的影响。同时，对焊接接头的低温强韧性进行了机理分析。结果表明，焊接参数在有限范围内变化，对于焊缝金属室温强度的变化影响不大，而硬度出现了由上表面至下表面逐渐降低的变化趋势。所有焊接接头在室温至－40℃都表现出优越的韧性。预热温度为150℃，SA203GrD低温钢的焊缝金属冲击韧性在室温至-101℃时，表现优秀。随着预热温度的增加，低温冲击韧性逐渐弱化。而随着线能量的减小，低温冲击韧性也表现出不明显的弱化趋势。特别是，高预热、小线能量的工艺时，低温冲击性能表现非常差。从焊缝金属成份考虑，Ni元素和Mn元素在晶内的含量是保证焊缝金属低温韧性的一个重要因素，应确保焊缝金属晶内的Ni含量在3.5 wt％左右。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 选题意义及背景

1.2 低温甲醇洗设备介绍

1.3 低温钢简介

1.4 SA203GrD低温韧性

1.5 研究内容

1.6 研究目的与意义

第二章 研究方法及设备

2.1 焊接工艺

2.2 试验方法

第三章 焊缝金属力学性能

3.1 抗拉强度

3.2 显微硬度

3.3 夏比V型缺口冲击吸收功

3.4 焊缝区裂纹扩展敏感性（CTOD）

第四章 焊缝金属强韧机理分析

4.1 焊缝金属成分

4.2 CCT曲线

4.3 焊缝微观组织

4.4 二次电子相

4.5 断口分析

4.6 SA203GrD低温钢焊缝金属强韧机理分析

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

声明