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q235钢与2205不锈钢焊接接头的组织与性能的研究【字数:12800】

2022-12-01 21:13编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要随着科技的进步发展,我们在对材料的选区中,对硬度、强度、耐腐蚀性等的要求开始逐渐提高,所以一些传统的材料已经无法满足材料现代科学,所以我们开始对异种钢接头进行研究。本文对异种钢焊接接头组织与性能进行研究,选取两种不同类型的钢材,碳素结构钢Q235A与双相不锈钢SAF2205为母材,通过手工电弧焊,钨极氩弧焊(分别测试是否填充焊丝)分析在不同的焊接条件下接头组织性能和结构,研究内容主要包括显微组织分析、硬度测试、拉伸强度测试和电化学耐腐蚀性能测试。研究发现接头显微组织Q235区主要是铁素体和珠光体,2205区主要是铁素体和奥氏体,在靠近焊缝都会有明显变化,在接头性能测试中,填加焊丝的钨极氩弧焊的焊接接头性能在各个方面,硬度、显微组织、耐腐蚀性、抗拉强度都要相比其他两种焊接方法获得的接头性能更加优异。
目 录
绪论1
1.1课题简介及意义1
1.2 异种钢焊接的研究现状2
1.3 焊接方法简介3
1.3.1手工电弧焊简介3
1.3.2钨极氩弧焊简介4
1.4 焊接母材简介5
1.4.1碳素结构钢Q235A简介5
1.4.2双相不锈钢2205简介6
1.5 课题研究内容及技术路线6
1.5.1课题研究内容6
1.5.2课题技术路线6
2. 实验设备及方法8
2.1 手工电弧焊设备及方法8
2.1.1手工电弧焊设备8
2.1.2手工电弧焊焊丝8
2.1.3手工电弧焊参数8
2.1.4手工电弧焊焊接方法9
2.2钨极氩弧焊设备及方法9
2.2.1钨极氩弧焊设备9
2.2.2钨极氩弧焊焊丝9
2.2.3钨极氩弧焊参数9
2.2.2钨极氩弧焊焊接方法9
2.3 金相试样制备及方法10
2.3.1金相试样制备设备10
2.3.2金相试样制备方法10
2.4 金相组织观察及分析11
2.4.1金相组织观察及分析设备11
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2.4.2金相组织观察分析方法12
2.5接头显微硬度测试方法及设备11
2.5.1接头显微硬度测试设备11
2.5.2接头显微硬度测试方法12
2.6拉伸实验测试方法及设备12
2.6.1拉伸实验测试设备12
2.6.2拉伸实验测试方法12
2.7接头耐腐蚀性能试验设备及方法13
2.7.1接头耐腐蚀性能实验设备13
2.7.2接头耐腐蚀性能试验方法14
2.8本章小结14
3.接头显微组织分析15
3.1接头宏观形貌观察15
3.2接头显微组织分析15
3.2.1母材组织分析15
3.2.2焊接接头显微组织分析16
3.3不同焊接方法对接头的影响分析18
3.4本章小结18
4.接头性能分析 19
4.1接头显微硬度分析19
4.2接头拉伸强度分析19
4.3接头耐腐蚀性能分析20
5.结论23
参考文献25
致谢26 绪论
1.1课题简介及意义
本课题来源于本人在专业实习和实践中想到的课题。焊接,可以完成材料永久性连接,生活中的许多材料都离不开焊接,在很多如石油化工、航天航空领域中,都有着举足轻重的地位,在现代工业生产中也丝毫离不开焊接。并且随着经济、科技技术的不断发展更新,其前景非常乐观。
在材料使用过程中,我们对于材料的选择倾向于对材料的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性等都比较重视,所以在科技迅速的发展下,随着这些要求的提高,我们在使用单一的金属材料时,可能会需要更多地需要一些更加贵重的金属,这也不符合经济的效应。所以,我们在材料的选择上会选到异种钢焊接的材料。因为异种钢焊接可以很好地兼顾两种材料的特点,将焊接而成的接头有更好的物理、化学性质,所以异种钢焊接可以降低成本,同时可以让材料具有最有性价比的特点。
Q235A具有优良的塑性、韧性,优秀的焊接性,热加工性和不错的伸长率。Q235A通常会经过在热轧再使用,用其可以轧制而成的各种各样的钢管等,从而制造各种各样的机械构件,类似螺钉、拉杆、铆钉、套环和连杆等。2205双相不锈钢有着比普通奥氏体不锈钢高出一倍多的屈服强度,因此2205不锈钢要比其他刚才轻很多,也使2205双相不锈钢比其他钢材在价格上更加优异。这种不锈钢中的Cr含量比较高,并通过加入Mo、N等元素,使得这种不锈钢具有非常不错的耐腐蚀性能,在海洋,石油等领域有着非常好的前景。
虽然异种钢焊接有很大的前景,但在现阶段研究中,异种金属在化学成分、显微组织和理化机械性能等方面存在较大的差异采用通常的焊接工艺方法进行焊接会出现很多的问题,如裂纹、碳迁移等,因此很难满足工程实际的需要。为了保证具有异种钢接头的钢结构的安全运行,需要对异种钢焊接接头在各种不同环境中的运行情况作全面的研究。所以对异种钢的焊接接头还需要做一些实验研究来测试其物理、化学性能,所以我们在这个实验中用手工电话焊和钨极氩弧焊,其中钨极氩弧焊分为填充焊丝和不用焊丝,通过对比三种不同的焊接接头,从微观组织观察,拉伸硬度,显微硬度和电化学腐蚀等方面的对比,在对Q235A碳素钢和2205双相不锈钢的异种钢焊接接头进行性能测试。
1.2异种钢焊接的研究现状及简介
随着当今社会经济、科技的飞速发展,材料成型技术也日益发展的成熟,因此在工艺发展中及制造业中,新的创新性材料及工艺措施不断地出现并且广泛的被运用到了生产实践中去,但与此同时,我们对各类型的机械构件的物理性能及化学性能要提出更高的要求,特别是硬度、耐腐蚀性等,因此在这种趋势下,单一的金属材料不在满足于工业生产的需求,即便是性能比较好的单一材料,也会因为价格等原因不被考虑,所以我们在工业生产中要通过一些其他方法来制造出同时便宜,性能又优秀的材料零件,因此,异种钢焊接逐渐走进工业生产。

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