tcs铁素体不锈钢焊接工艺参数的优化

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1、摘要新型铁路车辆用TCS不锈钢是一种经济型铁索体耐蚀材料，不仅具有足够的强韧性，而且在耐蚀性方面也远优于普通高强度耐候钢，因此研究TCS不锈钢的焊接工艺具有重要的理论和实际意义。但是TCS不锈钢焊接时HAZ粗晶区中铁素体晶粒容易长大，使焊接接头韧性降低，抗疲劳破坏性能下降。因此，本文以TCS345铁素体不锈钢对接接头的低温(．40"C)韧性作为研究对象，通过试验研究脉冲熔化极气体保护焊各焊接工艺参数和焊接接头低温韧性之问的关系，优化脉冲工艺参数，提高焊接接头的低温韧性和接头抗疲劳破坏能力。本文采用一次回归正交试验设计的方

2、法安排试验，考察脉冲熔化极气体保护焊的脉冲电流、脉冲时间、脉冲频率和焊接速度对焊接接头低温韧性的影响；以正交试验的试验数据为基础，通过回归分析分别建立名义熔合线和焊缝中心处冲击功与焊接工艺参数间的数学模型。在数学模型的基础上，分析脉冲熔化极气体保护焊各焊接工艺参数及其交互作用对焊接接头低温韧性的影响规律。然后，运用MATLAB优化函数，对焊接工艺参数进行优化，得到使TCS345不锈钢焊接接头低温韧性较高的焊接工艺参数的优化组合，优化结果为脉冲电流450A、脉冲时间2．3ms、脉冲频率250Hz、焊接速度500mm／min

3、，试验证明此时名义熔合线处的冲击功最高。本文对焊接接头进行金相分析和x射线衍射分析，发现焊缝区由奥氏体和铁素体组成，粗晶区由铁素体和板条马氏体组成。双层焊时，焊缝的组织形态对韧性有利；此外，晶粒度、粗晶区宽度、马氏体形态及所占比例对韧性都有影响。关键词：TCS不锈钢；韧性；正交试验；工艺参数优化；回归分析ABSTRACTTCSstainlesssteelforrailwaywagonisakindofeconomiccorrosion·resistantmaterial，whichhasenoughobdurabilit

4、yandismoreexcellentoncorrosion—resistantthanordinaryhighstrengthweatheringsteel．Therefore，thestudyonweldingtechnicsofTCSstainlesssteelhasgreatsignificanceOntheoreticsandpractice．WhenweldingTCSstainlesssteel，theferritegraininCGHAZwillgrowupeasily,thiswilldecreaset

5、hetoughnessofweldingjoint．Therefore，inthepaper,inordertoimprovethefatigueresistanceofweldingjoint，thetoughnessofinlowtemperature(一40。C)issetasthemainobjectofthestudyworkcarriedoutbyexperimenttoresearchtherelationshipbetweentheweldingtechnicalparametersofpulseGMAW

6、andthetoughness．Inthepaper,theinfluencingfactorssuchasweldingspeed，thepulsedcurrent，timeandfrequencyonthetoughnessarediscussedbyorthogonalexperiments．Throughorthogonalexperimentandregressionanalysis，themathematicalmodelsalerespectivelyfoundtodescribetheinfluenceo

7、fweldingtechnicalparametersonthetoughnessofnominalfusion—lineandweldcenterline。TheweldingtechnicalparametersandtheirinteractionsofpulseGMAWwhichaffectthetoughnessofweldingjointareanalyzedonthebaseofthemathematicalmodels．Andthen，theoptimumweldingtechnicalparameter

8、sforthehighertoughnesswereoptimizedbytheoptimizingfunctioninMATLAB，thatis，pulsecurrent450A,pulsetime2．3ms，pulsefrequency250Hz，andweldingspeed500mm／min，whenitis