管道的瞬時(shí)液相擴(kuò)散焊技術(shù)研究.pdf

1、瞬時(shí)液相擴(kuò)散焊(TLP)是一種高效快速的焊接方法，其具有焊接溫度低，母材不熔化，可焊接異種材料，變形小，強(qiáng)度接近母材，高溫性能好，設(shè)備投資及焊接成本低等特點(diǎn)。為將TLP焊接技術(shù)應(yīng)用到油田管道的焊接中，論文根據(jù)管道常用鋼16MnR的特點(diǎn)和中間層材料選擇的原則，選用Ni60自熔性合金粉末和Fe-Si-B非晶箔片作為中間層進(jìn)行TLP焊接，研究了TLP焊接接頭顯微組織和力學(xué)性能；中間層性質(zhì)和焊接工藝參數(shù)對焊接接頭顯微組織及力學(xué)性能的影響；焊接接

2、頭區(qū)域的元素分布情況；焊接接頭拉伸斷口形貌特征；TLP焊接界面形成機(jī)制；并采用有限元軟件 ANSYS對焊接接頭區(qū)域的溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行模擬。 研究結(jié)果表明：采用Ni60合金粉末做中間層時(shí)，焊縫區(qū)域存在大量的空洞和夾雜，焊接接頭的力學(xué)性能很差(抗拉強(qiáng)度不足80MPa)，粉末材料的致密性差是造成焊接質(zhì)量差的根本原因。采用Fe-Si-B非晶箔片做中間層時(shí)，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化，獲得最佳焊接工藝參數(shù)(焊接溫度1150℃，焊接壓力6MPa，

3、保溫時(shí)間10min)，焊接工藝參數(shù)對焊接接頭質(zhì)量的影響由主到次為：焊接溫度，焊接壓力和保溫時(shí)間。焊縫缺陷主要是空洞和未熔合縫隙，拉伸斷口呈現(xiàn)出解理、準(zhǔn)解理、塑性斷裂的形貌特征。電子探針分析表明：硼元素在焊縫附近的母材里均勻分布；硅元素的濃度分布呈從中間層向兩側(cè)母材逐漸下降的趨勢，在焊縫附近區(qū)域存在偏聚；錳元素在焊縫兩側(cè)發(fā)生局部聚集。TLP焊接界面的形成過程包括熔化的中間層在母材表面潤濕及鋪展；氧化膜破碎；中間層與母材發(fā)生互擴(kuò)散使界面及空