核电厂水下TIG焊炬设计及焊接工艺研究

针对核电厂水下定位销的更换及安装,为了得到高质高效的自动化焊接方法,通过自行设计的局部干法水下TIG焊枪在水中对控氮不锈钢管板结构进行焊接。首先对局部干法水下TIG焊炬进行结构设计,并采用ANSYS进行焊炬的流体仿真模拟,优化进气口位置、进气方式等并验证其排水效果,研究了焊接工艺参数对水下TIG焊缝成形的影响规律,并对水下TIG焊接焊缝的力学性能进行了测试。结果表明,经过优化,此焊炬在水下焊接时通气3 s后便可得到稳定的局部干燥空间,避免了水环境对焊接过程的干扰。使用此焊枪可以在水下得到均匀连续的焊缝,且焊缝横截面参数随焊接工艺参数变化的规律与陆上焊接相同,但是熔深和熔宽均比陆上焊接的小;同时发现水下焊缝的熔深、熔宽的变化可能是由于水下冷却速度快和低温环境对电弧的热压缩交替作用引起的;焊缝的力学性能与焊接电流成正比,与焊接速度成反比。水下TIG焊接焊缝的力学性能与陆上焊接得到的焊缝相当,甚至略高。

焊接热输入对Fe-Cr-B-C堆焊合金组织与性能的影响

为了研究焊接热输入对高硼铁基堆焊合金组织结构及力学性能的影响,利用CO2/MAG焊,采用FeCr-C-B系金属粉芯焊丝制备高硼铁基堆焊合金,利用力学试验机、硬度仪、光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪等研究了堆焊合金的组织形貌、力学性能及析出相的变化。结果表明:高硼铁基堆焊合金由(Fe,Cr)、(Fe,Cr)2B和(Fe,Cr)3(C,B)相组成,随着热输入的增加,初晶(Fe,Cr)和(Fe,Cr)2B体积分数增加,(Fe,Cr)3(C,B)相减少,堆焊合金的冲击韧性增加,当热输入为220.8 k J/m时冲击功达到最大298 J;堆焊合金的宏观硬度取决于(Fe,Cr)、(Fe,Cr)2B和(Fe,Cr)3(C,B)的体积分数,当热输入为220.8 k J/m时获得堆焊合金的最小洛氏硬度59 HRC。