海洋工程用钢水下焊接工艺及接头性能的研究

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1、工程硕士学位论文海洋工程用钢水下焊接工艺及接头性能的研究逆变作者姓名孙坤工程领域机械工程校内指导教师曾敏副教授校外指导老师易耀勇教授级高工所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年01月ResearchonunderwaterweldingtechnologyandweldedjointpropertiesofmarineengineeringsteelsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：SunKunSupervisor：Assoc.Pro

2、f.ZengMinProf.YiYaoyongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要水下焊接是建造和维修海洋结构的一种重要的技术手段。水下焊接可分为水下湿法焊接、水下干法焊接和水下局部干法焊接。海洋工程用钢Q690E凭借其高强度、优越的低温冲击韧性和较好的焊接性被广泛应用于海洋结构的建设中。S32101双相不锈钢凭借其优越的耐腐蚀性能和较好的力学性能被广泛应用于特殊船舶的制造、海洋平台等近海结构的建造中。本文对Q690E海洋工程用高强钢和S32101双相不

3、锈钢的水下焊接技术进行研究。主要研究内容包括：1）研究不同水下焊接方法、焊后热处理温度以及水深对Q690E水下焊接接头的微观组织演变及力学性能的影响。2）研究不同的水下焊接方法、不同的焊接工艺参数对S32101水下焊接接头的微观组织、耐局部腐蚀性能和显微硬度的影响。Q690E钢的水下焊接研究结果表明：1）Q690E钢的水下局部干法焊接接头内马氏体和马氏体-奥氏体组元的数量和分布出现明显差异。这也导致了焊接接头焊缝区和热影响区的显微硬度的变化。2）Q690E的水下局部干法焊接接头1号试样的抗拉强度和屈服强度分别为79

4、9MPa和722MPa，它们都低于水下干法焊接接头1号试样。经过500℃一小时焊后热处理的水下局部干法焊接接头2号试样呈现出优于水下局部干法焊接接头1号、3号试样拉伸性能。水下局部干法焊接接头3号试样的热影响区表现出最好的耐低温冲击韧性（93.3J）。但是焊缝区的耐低温冲击韧性表现出相反的趋势。3）随着水深的增加，板条铁素体和针状铁素体的长度增加，焊缝金属的冲击韧性下降。水深在40米的时候，焊缝金属表现出最大的屈服强度和抗拉强度以及最小的塑性。水深0米的时候，既获得了较好的塑性，同时也获得了较好的屈服强度和抗拉强度

5、。S32101双相不锈钢水下焊接研究结果表明：1）无论是水下干法焊接还是湿发焊接接头,焊缝金属对局部腐蚀的抵抗能力比热影响区好。2）在S32101焊接过程中，氮化物是导致接头热影响区发生局部腐蚀的主要原因。由于含铬的氮化物较少，水下干法焊接接头高温热影响区域的耐腐蚀性比水下湿法焊接接头的耐腐蚀性能好。3）随着水下湿法焊接接头热输入的增加，焊接接头低温热影响区对局部腐蚀的抵抗能力增加，而水下干法焊接接头低温热影响区耐腐蚀性呈现相反的趋势。关键词：水下焊接；海洋工程用钢；显微组织；力学性能；耐腐蚀性能IAbstract

6、Underwaterweldinghasbecomeanessentialmeanstorepairandmaintainmarineconstructionsinthedevelopmentandutilizationofmarineresources.Underwaterweldingcanbeclassifiedasunderwaterwetwelding,underwaterdryweldingorunderwaterlocal-cavitydrywelding.Marineengineeringsteel

7、Q690Eplaysanimportantroleinoffshorestructures,owingtotheirexcellentductility,low-temperaturetoughness,andweldability.AndS32101duplexstainless-steelwaswildlyusedinshipbuildingandtheconstructionofspecialoffsurestructuresbecauseoftheirhighresistancetocorrosionand

8、excellentmechanicalproperties.Inthecurrentwork,westudiedontheweldingtechniqueofmarineengineeringsteelQ690EandS32101duplexstainless-steel.Themaincontentsareasfollowing:1)Workpieceso