30CrNi3MoV钢焊接性及焊接修复工艺研究

摘要

泵头体是石油开采设备的重要组成部分，泵头体的工作情况类似于压力容器，但工作环境更加恶劣，因此，泵头体需要高的性能保证稳定生产。低合金高强度钢具有高强度、高韧性、综合性能好的优点，在国防科技和国民生产中受到广泛关注。目前大部分的泵头体材质都选用低合金高强度钢。泵头体在制造和使用过程中，会出现尺寸超差和裂纹。焊接修复可以快速而又经济的解决这些问题。
　　采用了CHE857CrNi“低强匹配”焊条对低合金高强度钢（30CrNi3MoV）进行焊接试验，焊接性的研究采用小铁研试验。对比分析了温度与显微组织、硬度的关系，分析冷裂纹的影响因素。指出了高的冷却速度导致淬硬马氏体产生，靠近熔合线的焊缝区有较多沿晶界分布的先共析铁素体，削弱了晶界强度，这些因素导致裂纹产生，裂纹由熔合线向焊缝区扩展，焊缝区的细小铁素体对裂纹延展有阻碍作用。对焊缝各区、熔合区以及热影响区晶粒形态和组织进行了研究。根据调质钢的焊接性制定了完善的焊接工艺参数。
　　进行了对接焊和堆焊试验，用以探索裂纹和尺寸超差修复工艺。分析了不同工艺参数与强度、韧性、硬度和组织的影响。通过数据计算，制定了与实际焊接相对应的焊接热模拟试验，对低合金高强度钢的焊接性进行补充和深入研究，深入分析了热影响区不同焊接热循环对组织性能的影响。确定了低合金高强度钢焊接的最佳预热温度和线能量范围。
　　分析了焊接接头断裂行为和断口形貌，对冲击试验韧性和准解理断口形成原因进行解释，对接头性能做出评估。

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1 绪 论

1.1 课题的背景及意义

1.2 低合金高强钢焊接研究现状

1.3 热模拟方法及应用

1.4 课题研究思路及内容

2 试验材料及试验方法

2.1 试验材料

2.2 试验设备

2.3 焊接试验

2.4 焊接热模拟试验

2.5 本章小结

3 焊接试验结果及分析

3.1 小铁研试验结果及分析

3.2 对接焊结果及分析

3.3 堆焊结果及分析

3.4 本章小结

4 焊接热模拟试验结果及分析

4.1 各参数下小铁研粗晶区组织模拟结果及分析

4.2 不同热循环峰值温度下组织的模拟结果及分析

4.3 不同焊接线能量对组织、性能的模拟结果及分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文