中科白癜风医院怎么样 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/jzpj_p2/上海霆钢金属集团有限公司锆及锆合金是一种具有优良耐蚀性的稀有贵金属，对大多数有机酸、无机酸及一些熔盐有非常好的耐蚀性，同时锆在碱中的耐蚀性也优于钛、钽、铌。锆作为一种优秀的化工耐腐蚀结构材料，大大延长了设备的使用寿命，降低了设备的维修费用和停产时间。此外，锆还具有高熔点、高强度、膨胀系数低、热中子吸收截面小等优点，被广泛应用于航空航天、军工、核反应、原子能领域。涉及的锆及锆合金材料主要包括箔材、板材、管材、铸件、锻件等。国内对锆及锆合金的研究主要在耐蚀性、表面改性等方面，对其焊接工艺和性能方面的研究较少，特别是对于C锆合金厚板缺乏成熟的焊接经验。本文主要对C锆合金厚板的焊接性进行研究，确定合适的焊接工艺参数，形成标准工艺及规范，用于指导生产。上海霆钢金属集团有限公司锆合金的焊接性分析锆及锆合金焊接性能良好，通常采用钨极氩弧焊（GTAW）、熔化极氩弧焊（GMAW）、等离子弧焊（PAW）、真空电子束焊（HV-EBW）。锆及锆合金的导热性差，高温停留时间长，冷却速度小，焊接过程中往往出现焊缝组织粗大，热影响区宽大，焊接表面易与氮、氢、氧等气体发生反应，在℃时吸氢，℃吸氧，生成ZrO2，当温度超过℃时吸氮，形成脆性化合物ZrN，导致焊接接头塑韧性和抗腐蚀性能变差。锆的焊接基本上没有形成裂纹的明显趋势，但焊接过程中容易出现气孔、焊缝表面发蓝等问题。因此，在焊接锆时要选择合理的焊接工艺参数，确保清洁的操作环境，同时避免在焊接过程中受氢、氧、氮等气体杂质的污染，是保证焊接质量的关键。试验材料及设备试板为二次锭通过真空浇铸得到的C锆合金试板，尺寸为mm×mm×30mm，状态为热等静压态，其主要化学成分如表1所示，材料满足ASTMB-01标准。对母材的室温力学性能进行测试，其抗拉强度为.5MPa，断后伸长率为20.5%。在焊接开始前，对锆合金试板待焊面采用粗砂纸打磨，并经过化学酸洗（10%HF，45%HNO3，其余蒸馏水）、表面清油污、烘干。焊接设备为PanasonicYC-TX电焊机，真空焊箱为ZKHX真空焊箱。根据ASMEIX规定，焊丝采用准2.0mm的ERZr4焊丝，化学成分2。焊前准备焊接前，采用化学酸洗和机械打磨相结合的方法对锆合金试块待焊接区域两侧、焊接坡口及焊丝表面上的氧化物、油污、水分等杂质进行清除，并放置到～℃的烘干箱内保温。坡口形式和尺寸如图1所示。焊接试验工艺本次试验在真空焊箱内进行手工钨极氩弧焊，焊后进行热处理，工艺为℃保温2h，炉冷。由于试板较厚，对焊缝的力学性能要求较高，采用多层焊接，并适当增加焊接电流，不仅可增大焊缝熔深，提高焊缝强度，也可增加熔滴的过渡频率，使熔滴阶段的时间缩短，焊缝的含氮量下降。保护气为氩气，纯度为99.%，真空度不高于0.63Pa，层间温度小于70℃。同时采用短弧焊来减少焊缝含氧量。焊接参数如表3所示。金相组织从焊后试板垂直于焊缝方向截取试样，用ZEISSObserverZ1.m金相显微镜对焊缝及热影响区进行分析。金相试样经抛光后用氢氟酸和硝酸（1:3）的混合水溶液腐蚀后观察其金相组织，如图2所示。由图2（b）、（c）可看出，焊缝区组织呈细密、小条状α相，热影响区组织未严重粗化，其α相比焊缝区的稍粗，说明焊接温度控制得较好，避免了高温保持时间过长，抑制了晶粒长大。力学性能测试焊后对焊缝表面进行渗透探伤及γ射线探伤检测。结果表明，焊缝表面和内部无缺陷。对焊缝进行切样做室温拉伸试验、侧弯试验、硬度测试。焊接接头的拉伸性能如表4所示，拉伸测试后试样如图3所示。室温拉伸试验结果表明，断裂位置在焊缝处。由于试板厚度较大，焊接过程中熔池热量集聚多，高温停留时间长，冷却速度缓慢，造成焊缝处晶粒粗大。但焊接接头的平均抗拉强度（MPa）远超过母材规定的最小抗拉强度（MPa），接头强度达到母材的97%以上，平均伸长率为18.5%，达到母材的90%以上，满足使用要求。侧弯试样厚度为30mm，试验条件为α=°，d=10t(t=30mm)，共测试4件试样，侧弯试验后试样如图4所示。结果表明，焊接接头经过°弯曲后，受拉面完好无裂纹，合格。采用洛氏硬度计（FRC-3E），对焊接接头截面焊缝区、两侧熔合线、两侧热影响区和母材区各取3个点，共18个点进行洛氏硬度测试，取平均值。测试位置如图5所示，焊接接头横截面不同区域的硬度如表5所示。可以看出，熔合线硬度最大，然后是热影响区、母材，焊缝区硬度最小。这是由于待焊区较宽需要多道焊接，焊接方向从中间向两边焊接，两边的焊接过程相当于对中间焊缝进行了一次回火，晶格畸变程度降低，应力减弱同时位错密度相对减少造成的。热影响区相对于母材受到更多的热输入，高温停留时间较长，造成晶粒较粗大，硬度相对于母材稍大一些。分析可见，焊接接头未受到因气体污染导致的脆化和硬化现象。结论（1）通过对C锆合金的焊接性分析，采取在真空焊箱内进行手工钨极氩弧焊，适当增加焊接电流，控制真空度和层间温度等，获得了成形良好的锆合金焊接接头。（2）接头焊缝区组织呈细密小条状α相，热影响区的α相仅比焊缝区的稍粗，说明焊接温度控制得较好，避免了高温保持时间过长，抑制了晶粒长大。（3）焊接接头的平均抗拉强度为MPa，平均伸长率为18.5%，分别达到母材的97%、90%以上，侧弯性能合格，接头横截面上的硬度分布显示未见脆化和硬化现象，各项性能均满足使用要求。上海霆钢金属集团有限公司
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