基于波形控制的9Ni鋼交流方波埋弧焊接頭組織和性能研究.pdf

1、9Ni鋼是液化天然氣儲罐最為常用的結構材料之一，其焊接接頭低溫韌性下降是9Ni鋼焊接中最為突出的問題。埋弧焊作為9Ni鋼生產(chǎn)施工中最廣泛應用的焊接方法之一，因其較大的熱輸入，其接頭低溫韌性下降的現(xiàn)象更加嚴重，因此受到了人們的高度關注。本文為了改善9Ni鋼埋弧焊接接頭的低溫韌性，采用交流方波波形控制技術，在保持焊機輸出功率不變的條件下控制焊絲和母材中熱輸入的分配比例，以期獲得其焊接接頭微觀組織與力學性能的相應關系，實現(xiàn)在采用這種利用波形調(diào)

2、整的9Ni鋼埋弧焊的新方法時，不但能夠提高接頭的力學性能，而且也能提高焊接生產(chǎn)效率。
　　首先，利用對比試驗方法，觀察了不同波形參數(shù)條件下9Ni鋼的焊縫成形以及組織特點。研究結果表明，交流方波的平衡和偏置兩個參數(shù)通過調(diào)節(jié)焊接過程中焊絲和母材的能量分配來影響焊縫成形，采用較高的平衡和正的偏置有利于增加焊縫的熔深；而采用較低的平衡和負的偏置則能夠提高熔敷效率。同時，降低焊機輸出功率用于熔化母材的熱輸入比例可以減小熔合比，降低母材在焊縫

3、金屬中的稀釋作用，提高焊縫的合金元素比例，細化其枝晶結構。
　　采用光學顯微鏡、SEM和EDS等測試分析手段，觀察分析了9Ni鋼厚板多層多道埋弧焊的接頭微觀組織、晶粒尺寸以及析出相種類分布，發(fā)現(xiàn)多層多道焊的焊縫金屬中存在明顯的成分梯度和組織梯度，坡口根部第一道焊縫處9Ni鋼母材對焊縫金屬的稀釋作用最大，焊縫中的各種析出相，包括Ni3Mo、氧化鋁以及碳化物的含量都有所增加。
　　采用波形控制技術對板厚20mm的9Ni鋼X型坡口

4、多層多道埋弧焊進行了波形調(diào)整。打底焊為了保證根部熔合，采用了較高的平衡和正的偏置，其余焊道均采用小平衡和負偏置，使得在相同的焊機輸出功率下減少了一道焊縫，焊接效率明顯提升。不過，打底焊道平衡和偏置的提高，增加了母材對焊縫的稀釋作用，使得焊縫金屬中樹枝晶變得粗大，各種析出相的含量增大，粗晶區(qū)的晶粒尺寸變大，板條馬氏體的板條密度及束群都變大。
　　通過9Ni鋼交流方波埋弧焊的焊接接頭拉伸、彎曲、沖擊和硬度性能的測試，結果表明在使用較低