9Ni钢焊条工艺性能分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

　　9ni钢的焊接技术一直仅为世界上少数发达国家所掌握，其配套镍基焊接材料的制造技术及市场也被少数国际跨国公司所垄断。这将使得我国lng储罐的设计和建造完全依赖国外，不仅周期长，而且成本高，也不利于国产9ni低温钢的推广及应用。因此开展国产9ni低温钢配套焊接材料研制及相关焊接技术研究意义重大。

　　在国外镍系低温钢的应用已经形成了比较成熟的体系，美国、欧盟、日本都有一系列的镍系低温钢标准，日本目前被认为是9ni 生产量最多、质量最好、应用最广的国家。而我国对低温钢的研究起步较晚，直到近几年来才取得了一定的成果，太钢是国内首家掌握9ni 钢生产技术的企业，并在国内首次自主建造的中石油江苏如东、辽宁大连 lng 接收站储罐项目中成为唯一供货商一举打破了国外垄断。但是，国内9ni钢的质量及技术均和国外有较大差距。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

　　2.1.1.查阅文献资料，了解国外9Ni钢焊条的相关知识；

　　2.1.2.测试两种自制焊条和国外ESAB焊条的电弧稳定性，分析其原因；

　　2.1.3.测试三种焊条的脱渣率，渣成分和熔渣的微观组织；

　　2.1.4.测试三种焊条的飞溅率，并分析原因；

2.2 研究目标

　　2.2.1.通过测试电弧稳定性，飞溅率，脱渣率，渣成分和熔渣的微观组织，比较自制焊条与国外ESAB焊条工艺性能的优劣性。

　　2.2.2.通过总结分析探索优化焊条配方。

2.3 技术方案

　　2.3.1电弧稳定性测试

　　测试设备：汉诺威弧焊分析仪；

　　　　　　　断弧长度测试装置

完善以下表格：

2.3.2焊条的脱渣率，渣成分和熔渣的微观组织

2.3.2.1脱渣率测试

试验在单块尺寸为400mm×100mm×(14~16)mm的两块试板对接坡口内焊接，焊前点焊固定试板，直径不大于Ф5.0mm焊条的坡口角度为70°士1°，直径大于Ф5.0mm焊条的坡口角度为90°士1°，钝边为1mm~3mm，不留根部间隙。

焊接时采用单道焊，焊条不摆动，焊道长度和熔化焊条长度比值约为1：1.3,焊条的剩余长度约50mm。试板焊接后，立即将焊道朝下水平置于锤击平台上，保证落球捶击在试板中心位置。将质量为2kg的铁球置于1.3M高的支架上。焊后1min，使铁球从固定的落点，以初速度为零的自由落体状态锤击试板中心。

酸性焊接条连续锤击三次，焊性焊条连续锤击五次，接公式（1）计算脱渣率。每秒焊条测定两次，取其算术平均值。

2.3.2.2渣成分测试

测量三种焊条熔渣的化学成分，分析熔渣化学成分对脱渣率的影响。

2.3.2.3熔渣的微观组织

制作熔渣金相试样，观察其组织。

2.3.2.4焊条的飞溅率测试

将尺寸为300mm×50mm×20mm的试板立放在厚度大于3mm的紫铜板上，在紫铜板上放置

一个用约1mm厚的紫铜板薄板围成的高400mm的圆筒，其周长为1500mm~2000mm，以防止飞溅物散失。

试验在圆筒内进行，焊条熔化至剩余长度约50mm处灭弧。每组实验取三根焊条，分别在三块试板上施焊。焊前称量焊条质量，焊后称量焊条头和飞溅物的质量，称量精确至0.01g,按公式（3）计算飞溅率。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需材料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，测试焊条的稳弧性，脱渣率，飞溅率。

第9－11周：测试三种渣成分，并观察熔渣的微观组织。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] jang j, ju j b, lee b w, et al. effects of microstructural change on fracture characteristics in coarse-grained heat-affected zones of qlt-processed 9% ni steel[j]. materials science and engineering: a, 2003, 340(1): 68-79.

[2] nakada n, syarif j, tsuchiyama t, et al. improvement of strength–ductility balance by copper addition in 9% ni steels[j]. materials science and engineering: a, 2004, 374(1): 137-144.

[3]张凯. 焊接熔渣微观结构及对焊条工艺性能的影响[d]. 山东建筑大学, 2011.