E551T1-K2药芯焊丝熔敷金属低温冲击韧性的研究

摘要

随着现代焊接技术的发展和焊接结构大型化、复杂化、轻量化的趋势，对焊接接头的性能特别是冲击韧性提出了更为严格的要求。在当今陆地能源日趋匮乏，世界各国相继把能源开发的重点投向海洋的前提下，焊接接头低温冲击韧性的问题日益突出，实现焊接材料熔敷金属的低温高韧性，一直是近年来国内外焊接工作者追求的目标。
　　 本论文研究了化学成分和焊接工艺对E551T1-K2药芯焊丝熔敷金属低温冲击韧性的影响，并对该种药芯焊丝（Flux Cored Wire，简称FCW）焊接工艺性能和熔敷金属的力学性能进行了系统的研究。论文主要研究内容如下：
　　 1.通过调整药芯中的Ni含量，添加适量的复合稀土添加剂，成功使E551T1-K2药芯焊丝通过ABS、LR、DNV和CCS等四个国家船级社5Y级别认证（熔敷金属-60℃冲击吸收功>47J），并对E551T1-K2药芯焊丝熔敷金属的韧化机理进行了深入研究。
　　 2.研究了熔敷金属中夹杂物对针状铁素体形核的影响，表明在熔敷金属中一定尺寸均匀弥散分布的球化夹杂物能够诱发针状铁素体形核、长大，并且这些夹杂物形核质点与其诱发形核的针状铁素体并不是一一对应的关系。
　　 3.研究了焊接位置和热输入等因素对E551T1-K2药芯焊丝熔敷金属低温冲击韧性的影响：在立向上焊接得到的熔敷金属低温冲击吸收功高于平焊位置，显微组织形貌表明在立焊位置熔敷金属中柱状晶比例少于平焊位置，含有更多尺寸细小的针状铁素体。在平焊位置，随着热输入的增大，熔敷金属中针状铁素体含量先增加后减少，在热输入为17.4kJ/cm时，针状铁素体含量最多，熔敷金属的低温冲击韧性最好。
　　 4.在深入研究E551T1-K2药芯焊丝的基础上，对其各项工艺性能及熔敷金属的力学性能与国内外同类焊丝进行了对比试验，表明该药芯焊丝已达到国际同类焊丝的领先水平。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 焊接材料熔敷金属韧化机理的研究进展

1.1.1 合金元素对韧性的影响

1.1.2 热输入和冷却速度对韧性的影响

1.1.3 夹杂物对韧性的影响

1.2 论文的意义

1.3 研究内容

第2章 试验材料及方法

2.1 试验材料

2.2 熔敷金属力学性能测试方法

2.2.1 熔敷金属焊接方法

2.2.2 力学性能的测定方法

2.3 化学成分分析

2.4 熔敷金属显微组织分析

2.4.1 光学显微组织分析

2.4.2 扫描电镜分析

2.4.3 透射电镜分析

2.5 焊丝工艺评定试验方法

2.5.1 焊丝送丝稳定性评定方法

2.5.2 飞溅率评定方法

2.5.3 脱渣性评定方法

2.5.4 熔敷率及熔敷效率评定方法

2.5.5 焊接烟尘评定方法

2.5.6 电弧稳定性评定方法

第3章 Ni和复合稀土添加剂对E551T1-K2焊丝熔敷金属组织及性能的影响

3.1 Ni对E551T1-K2焊丝熔敷金属组织及力学性能的影响

3.1.1 试验设计

3.1.2 Ni对E551-K2焊丝熔敷金属力学性能的影响

3.1.3 Ni对E551T1-K2焊丝熔敷金属显微组织的影响

3.1.4 分析与讨论

3.2 复合稀土添加剂对熔敷金属组织及力学性能的影响

3.2.1 试验设计

3.2.2 复合稀土添加剂对熔敷金属力学性能的影响

3.2.3 复合稀土添加剂对熔敷金属显微组织的影响

3.2.4 分析与讨论

3.3 本章小节

第4章 焊接工艺对E551T1-K2焊丝熔敷金属组织及韧性的影响

4.1 焊接位置对熔敷金属组织及韧性的影响

4.1.1 试验设计

4.1.2 熔敷金属化学成分及力学性能

4.1.3 熔敷金属显微组织

4.1.4 分析与讨论

4.2 焊接热输入对熔敷金属组织及韧性的影响

4.2.1 试验设计

4.2.2 熔敷金属化学成分

4.2.3 熔敷金属冲击韧性

4.2.4 熔敷金属显微组织

4.2.5 分析与讨论

4.3 本章小节

第5章 E551T1-K2药芯焊丝工艺评定及对比研究

5.1 药芯焊丝工艺性评定及对比

5.1.1 焊接送丝稳定性评定及对比

5.1.2 焊接飞溅率评定及对比

5.1.3 脱渣率评定及对比

5.1.4 熔敷率和熔敷效率评定及对比

5.1.5 焊接发尘量评定及对比

5.1.6 电弧稳定性评定及对比

5.2 熔敷金属力学性能评定及对比

5.2.1 熔敷金属强度对比

5.2.2 熔敷金属伸长率对比

5.2.3 熔敷金属冲击吸收功对比

5.3 本章小节

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间所获得的学术成果

致 谢