高氮钢与装甲钢异种材料电子束焊接实验研究(2)

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4.3.2 未焊透分析 23

4.3.3 咬边与弧坑分析 23

4.4 本章小结 24

5焊接接头的力学性能及氮元素分配分析 25

5.1 焊接接头的力学性能 25

5.2 焊接热输入对氮元素成分的影响 29

结论 32

致谢 33

参考文献 34

1引言

1.1概述

随着国民经济的迅速发展和科学技术的不断进步，新结构、新设备层出不穷，新材料、新工艺的应用日益广泛，对各类工程机械构件的性能提出了更高的要求，如硬度、耐磨性、耐蚀性、低温韧性和高温持久强度等。在有些情况下，任何一种金属材料都不可能完全满足使用要求，或者即使某种金属比较理想，也往往由于十分稀贵，不能在工程中普遍应用。

因此，采用焊接方法制造异种钢结构部件受到人们的广泛重视，它不仅能充分利用各种不同材料的优异性能，达到工程中使用上的要求，还能节约成本，提高经济效益。异种材料焊接在工程机械、交通运输、石油化工、电站锅炉、航天航空和机械电子等行业的机械设备和构件中得到广泛应用。这种构件的强度和使用寿命在很大程度上取决于焊接接头的性能及其工艺，特别是组织、成分和性能等与母材非常不同的过渡区或称熔合区部位的组织和性能。例如:

(1) 在国内外许多的实际调查中都发现，超高压和亚临界电站锅炉中的爆管事故大部分发生在异种钢焊接接头部位，它不仅影响电厂的正常生产，造成重大的经济损失，还会造成人身伤亡。

(2) 在炼油设备中铂重整装置的高温临氢系统的异种钢焊接管线和加氢裂化反应装置中的异类材料熔覆界面处，人们发现，当在高温高压氢环境中服役运行一段时间后，在焊接熔合区常伴有剥离裂纹，降低了工件的使用寿命，给工业生产造成很大的经济损失。论文网

经过几十年的实践和研究，人们对于异种钢焊接中存在的问题和对策等都积累了丰富的理论知识和实践经验[1]。对于异种材料熔化焊时存在冶金不相容性，例如形成脆性金属间化合物、不同熔点相的偏析以及大的残余应力等问题，使接头性能较差.采用钎焊、摩擦焊、电阻焊、扩散焊、胶结以及机械连接都能实现异种金属的可靠连接，但使用条件受到极大限制[2]，解决问题还需要从熔化焊入手。从异种金属连接研究近年来发表的文献分布可以看出，电子束焊接技术是采用频率最高的[3]。本文讲述电子束焊接利用高能电子束流作为热源，在真空环境中，快速熔化高氮钢与装甲钢接头部分，从而得到优质的焊接接头的实验过程。

通过对这两种异种材料电子束焊接方法的研究，实现高氮钢与装甲高强钢的异种材料的焊接，在实际生产过程中，具有非常重大的实际意义与经济意义。

1.2 高氮钢及装甲钢国内外焊接研究现状及存在的问题

1.2.1 高氮钢国内外焊接研究现状及存在的问题

1.2.2装甲钢国内外焊接研究现状及存在的问题

1.2.3 高氮钢与装甲钢异种材料连接研究现状及存在的问题

1.3 电子束焊接研究

电子束焊接( EBW) 是以高能密度电子束作为能量载体对材料和构件实现焊接和加工的新型特种加工工艺方法。它具有其它熔焊方法难以比拟的优势和特殊功能: 其焊接能量密度极高，容易实现金属材料的深熔透焊接、焊缝窄、深宽比大、焊缝热影响区小、焊接残余变形小、焊接工艺参数容易精确控制、重复性和稳定性好等。电子束焊接的特点可概括如下：