低合金钢Q345R表面堆焊Monel400工艺及组织性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhanghao2018
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镍铜合金Monel400在化工行业被甲烷氯化物设备广泛应用,为了提高甲烷氯化物核心设备中Monel400堆焊的质量和效率,保证核心设备在严苛的服役条件中正常运行,避免由于设备问题造成频繁开停车造成的经济损失。因此,找到在低合金钢Q345R表面堆焊Monel400的合理方法,并检测其堆焊接头的相关性能,确保堆焊质量,满足设备使用要求具有重要意义。本文设计了三种Q345R表面堆焊Monel400的方法,分别为CMT冷金属过渡堆焊、焊条电弧焊堆焊,手工TIG堆焊,经过试验优化了CMT堆焊了参数,确定了其最佳的工艺参数为:过渡层焊接电流为146A、焊接电压为15.5V;耐蚀层焊接电流为116A、焊接电压为12.7V。焊条电弧焊和手工TIG堆焊按照成熟的工艺参数堆焊。分别采用CMT冷金属过渡堆焊、焊条电弧焊堆焊、手工TIG堆焊,在合理的参数下都能得到平整的堆焊表面。本文重点通过表面渗透检测、金相检测分析、堆焊层成分扫面分析、稀释率分析、耐蚀性分析、剪切强度分析、弯曲试样分别对CMT冷金属过渡堆焊、焊条电弧焊堆焊、手工TIG堆焊质量进行分析,通过分析发现:CMT冷金属过渡堆焊、焊条电弧焊堆焊在均符合标准的要求,渗透检测显示堆焊无表面缺陷;通过金相显微镜对堆焊层进行金相检测分析得出堆焊层均为奥氏体组织;通过扫描电镜分析堆焊层主要成分为Ni、Cu两种元素;通过计算得出CMT堆焊层稀释率,其堆焊层的耐蚀性更好;通过剪切强度试验,测得剪切强度分别为413MPa、385MPa、347MP;对试样进行180°弯曲试验后堆焊层无裂纹。三种堆焊方法均能得到质量稳定的Monel400堆焊层,CMT堆焊层质量优于焊条电弧焊堆焊和手工TIG堆焊。在前几章的分析基础上采用CMT堆焊,进行焊后消除应力热处理,采用压痕应变法应力测试仪其应力情况进行分析,证明了通过对过渡层焊后热处理,能明显消除部分堆焊后产生的残余应力,使堆焊层获得更好质量,能够更好的应用于服役条件下的化工设备。
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