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 E551T1一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17.41(J/锄时,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.怼药芯焊丝的基础上,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。 关键词E551T1.勉药芯焊丝;熔敷金属;冲击韧性;焊接工艺 北京工业大学工学硕士学位论文 II ABSTRACT ABSTRACT ’nle deVelopmem mod锄weld:iIlgte c_hnology a11d me仃e11d 1arge。scale, comphcation aIld li班ting weld洫gs锄ctllremakestriddemaIlds0n wddmgjo缸proper够especiallyinlpacttougllness.砧mou曲welding consumablehaSmade a伊eat pro伊ess weldingusab_ili锣andweld洫ge佑ci%cy,inmaIlyc嬲es,itstill cannot meetmedemaIldof:iIIlpacttougllIless iIl many印plication丘eldsSuch嬲sbjpbuil曲19, pressllre vessel,heavymachinery觚d o舔hore platf.0m.Most ofC0untries f.0cusiI曙0noce锄’sresourcebecauseofs_hortres01】rCeiIlthe 1and,lowt锄叩er的lre iInpacttoughness d印ositedmetalis becomillg moreandmore importallt.Low teI】叩era.时ehi曲toughness weldingco舢able’s deposited metal is黟eattarget forwelderathomeandabroad. ’rheefrectsofelemer]峪a11d weldingprocess impacttougllllessofnuxCored wire(FC、聊E551T1一K2 waSstudied吼d weldingprOcess觚d mechanical properties ofFCWE551T1.K2were systematicallydeveloped.’nle contentsof study followillg:1.TheeffectofFCWE551Tl-K2’s conlponents weldingmetal wasstudied.FCWE551T1.K2wasmeted5Ylevel CCS(impactvalueof d印osited metalat一60>47J)by删usting mecolltentofNi addiIlgc0lpositerareearthadditiVe. 2.Theef.fect 0finclusionsonnucleation ofacicularferritc d印ositedmetalwaS stIldied.Theunif-om,disperSive aIld sph嘶cal iIlclusionscanstimulatenucleationand growch ofacicular f嘶tesin d印osited metalfo彻ed.Therel ations场p be觚een inclusionandacicularf确tewasnotone-to—one. 3.Thee日’ect weldingpositiona11d heat input on10w teIllperamreimpact tougllIless ofFCWE551T1一K2waS studied.111e呻acttouglllless d印ositedmetal inv矾cal upweldingposition hi幽erm姐thatofinnat weldi工lg.AppearaIlce microstm曲】rereVealstllat,nle ratioof col咖ar伊ains deCreasedin d印osited metal venical.upposition.Moreadcularf弧tecazlbeobtainediIlt11e deposited metalin vertical upweldingposition.As meheat inputincreases,the contentofacicularf嘶te in1e d印osited metalofflat position w嬲increases.7nlerearemostcoIltentof acicul.ar f.e玎ite d印ositedme切1纽dme10w t锄per矾】re缸lpacttoughness d印ositedmetalwaSbestatl7.4kJ/mm. 北京工业大学工学硕士学位论文4.Themechallical property aIld processingprop酣y ofFCWE551T1一K2had be锄testeda11d Comp鲫ed wimsimilar products athomea11dabroad.Theresults reVealed也atFCWE551T1.K2haSreachedleadVaIlcedleVelinmeworld. Key WordsfluX coredwnE551 T1一K2; depositedmetal;impaCttougllIless; weldingprocess 摘要…………………………………………………………………………………IABSTRACT…………………………………………………………………………………………………III 1.1焊接材料熔敷金属韧化机理的研究进展…………………………………….11.1.1合金元素对韧性的影响…………………………………………………一l 1.1.2热输入和冷却速度对韧性的影响…………………………………………7 1.1.3夹杂物对韧性的影响……………………………………………………一8 1.2论文的意义……………………………………………………………………..9 1.3研究内容………………………………………………………………………1O 第2章试验材料及方法……………………………………………………………11 2.1试验材料………………………………………………………………………11 2.2熔敷金属力学性能测试方法…………………………………………………11 2.2.1熔敷金属焊接方法………………………………………………………1l 2.2.2力学性能的测定方法……………………………………………………12 2.3化学成分分析…………………………………………………………………13 2.4熔敷金属显微组织分析………………………………………………………13 2.4.1光学显微组织分析………………………………………………………13 2.4.2扫描电镜分析…………………………………………………………….13 2.4.3透射电镜分析……………………………………………………………13 2.5焊丝工艺评定试验方法………………………………………………………13 2.5.1焊丝送丝稳定性评定方法………………………………………………13 2.5.2飞溅率评定方法…………………………………………………………14 2.5.3脱渣性评定方法…………………………………………………………15 2.5.4熔敷率及熔敷效率评定方法…………………………………………….16 2.5.5焊接烟尘评定方法………………………………………………………17 2.5.6电弧稳定性评定方法……………………………………………………18 北京工业大学工学硕士学位论文第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.19 3.1 Ni对E551T1.K2焊丝熔敷金属组织及力学性能的影响………………….19 3.1.1试验设计…………………………………………………………………19 3.1.2Ni对E551.K2焊丝熔敷金属力学性能的影响…………………………19 3.1.3Ni对E551T1.K2焊丝熔敷金属显微组织的影响………………………21 3.1.4分析与讨论………………………………………………………………22 3.2复合稀土添加剂对熔敷金属组织及力学性能的影响………………………23 3.2.1试验设计………………………………………………………………….23 3.2.2复合稀土添加剂对熔敷金属力学性能的影响…………………………23 3.2.3复合稀土添加剂对熔敷金属显微组织的影响…………………………..25 3.2.4分析与讨论………………………………………………………………29 3.3本章小节………………………………………………………………………30 第4章焊接工艺对E551T1.K2焊丝熔敷金属组织及韧性的影响……………..31 4.1焊接位置对熔敷金属组织及韧性的影响……………………………………31 4.1.1试验设计………………………………………………………………….31 4.1.2熔敷金属化学成分及力学性能……………………………….:………..32 4.1.3熔敷金属显微组织………………………………………………………33 4.1.4分析与讨论………………………………………………………………36 4.2焊接热输入对熔敷金属组织及韧性的影响…………………………………37 4.2.1试验设计…….:…………………………………………………………。37 4.2.2熔敷金属化学成分………………………………………………………38 4.2.3熔敷金属冲击韧性………………………………………………………38 4.2.4熔敷金属显微组织………………………………………………………39 4.2.5分析与讨论………………………………………………………………40 4.3本章小节………………………………………………………………………41 第5章E551T1.怼药芯焊丝工艺评定及对比研究………………………………43 5.1药芯焊丝工艺性评定及对比………………………………………………….43 5.1.1焊接送丝稳定性评定及对比……………………………………………43 VI 目录 5.1.2焊接飞溅率评定及对比……………………………:……………………45 5.1.3脱渣率评定及对比………………………………………………………46 5.1.4熔敷率和熔敷效率评定及对比…………………………………………47 5.1.5焊接发尘量评定及对比………………………………………………….49 5.1.6电弧稳定性评定及对比…………………………………………………50 5.2熔敷金属力学性能评定及对比………………………….:……………………52 5.2.1熔敷金属强度对比………………………………………………………52 5.2.2熔敷金属伸长率对比……………………………………………………53 5.2.3熔敷金属冲击吸收功对比………………………………………………54 5.3本章小节………………………………………………………………………55 结j沦………………………………………………………………………………………………………….57 参考文献……………………………………………………………………………..59 攻读硕士学位期间所获得的学术成果…………………………………………….63 致谤}………………………………………………………………………………………………………….65 北京工业大学工学硕士学位论文