TP304/Q235复合钢板焊接工艺和性能研究

摘要

不锈钢复合钢板具有良好的力学和抗腐蚀性能，因此广泛应用于石油化工、海洋工程等工业领域。不锈钢复合板的基层与复层材料之间存在物理和化学性能的较大差异，使得不锈钢复合板在焊接过程中易出现复层焊缝金属被稀释和焊接裂纹等缺陷，严重影响其在实际生产中的使用性能。为了获得优质焊接接头，通常采用在基层和复层之间添加过渡层的方法。在基层焊接中采用高效率的埋弧焊工艺，复层和过渡层采用焊条电弧焊工艺分别进行焊接，而复层与过渡层的焊接工艺是影响接头质量的关键所在。为此，立题研究其焊接工艺并对工艺及性能进行分析研究。
　　 论文采用两种焊接顺序对TP304+Q235不锈钢复合钢板进行焊接。研究结果表明，先焊基层的焊接接头抗拉强度大于先焊复层的焊接接头，而其弯曲性能也要优于先焊复层所获焊接接头；在接头DSS-WM界面熔合区，元素扫描结果表明，该区附近的Cr元素含量虽有所降低，但仍大于接头抗腐蚀性所要求的极限值(12.5％Cr)；在接头CS-WM界面熔合区，先焊基层的显微硬度最高达到400HV，先焊复层的显微硬度达到440HV，元素线扫描结果显示，Cr、Ni合金元素的含量呈现明显的浓度分布变化，从金相组织观察发现，两种焊接顺序下获得的接头在该区域都存在一定程度的“碳迁移”现象；在接头过渡层焊缝中，先焊基层的显微硬度达到430HV，过渡层焊缝铁素体含量控制在所要求范围内(10％～14％)。先焊复层的显微硬度达到470HV，过渡层焊缝铁素体含量仅为3％～5％，其在靠近基层侧焊缝的组织中明显看到在晶间有碳化物析出现象，晶内有马氏体组织生成。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 不锈钢复合钢板

1.3 复合钢板的应用

1.4 复合钢的基本性能[8-14]

1.4.1 复合钢的力学性能

1.4.2 不锈复合钢的种类与性能

1.5 不锈复合钢的焊接

1.5.1 不锈复合钢板的加工特点

1.5.2 焊接性特点[15-17]

1.5.3 焊接程序[18-21]

1.5.4 焊后执处理

1.6 研究的内容和技术路线

1.6.1 研究内容

1.6.2 技术路线

2 试验材料及试验方法

2.1 试验材料

2.2 焊接工艺方案

2.3 复合钢板焊接性分析

2.4 试验方法

2.4.1 焊接接头金相实验

2.4.2 焊接接头抗拉强度试验[24]

2.4.3 焊接接头弯曲试验

2.4.4 显微硬度试验

3 试验结果及讨论

3.1 焊接接头金相组织分析

3.1.1 DSS-WM界面

3.1.2 CS-WM界面

3.1.3 过渡层焊缝

3.2 接头元素分布

3.3 力学性能试验

3.3.1 拉伸试验

3.3.2 显微硬度测试

3.3.3 接头拉伸断口扫描电镜分析

3.3.4 弯曲试验

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

致谢