文档介绍：硕士论文是硕士研究生所撰写的学术论文，具有一定的理论深度和更高的学术水平，更加
重庆大学
硕士学位论文
15CrMoR钢厚壁压力容器焊接工艺研究
姓名：边美华
申请学位级别：硕士
专业：材料加工工程
指导教师：许先果
20060401
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硕士是一个介于学士及博士之间的研究生学位 (Post-Graduate) ，拥有
从国家管理部门来看，2009年3月的教育部《全国专业学位教育指导
硕士论文是硕士研究生所撰写的学术论文，具有一定的理论深度和更高的学术水平，更加
重庆大学硕士学位论文中文摘要
摘要
厚壁压力容器多数在高温高压下运行，必须承受较高负荷。因此，要求压力
容器的焊缝金属和热影响区必须具有较高的强度、足够高的冲击韧性和很高的耐
热性，并且保证焊接接头无裂纹、夹渣等缺陷。本课题研究的压力容器为中变废
锅，其母材为 15CrMoR 钢。因此，如何解决 15CrMoR 钢焊后裂纹问题，获得强
度高、塑性、韧性好的优质 15CrMoR 钢焊接接头，就成为压力容器制造生产过
程中决定总体设计中必须解决的关键技术问题。
本论文通过对 15CrMoR 钢的焊接裂纹敏感性计算、裂纹敏感机理分析以及
工艺焊接性分析，结合生产实际情况，确定了研究目标，以手工电弧焊方法作为
重点研究内容。采用 ANSYS 对 15CrMoR 钢温度场和应力场进行动态焊接模拟，
建立的基于 ANSYS 软件温度场、应力场的有限元分析模型，分析了不同时刻温
度场分布，应力场中的残余应力的变化，这为中厚板多道焊不同焊接参数的选择
提供了参考依据。
在焊接工艺设计中，我们采用不同的预热温度、焊接电流以及焊接速度进行
焊接，对焊缝进行 X 射线探伤，机械性能试验，达到中变废锅的要求。在对金相
组织分析，焊缝组织形态为细小的柱状晶，焊缝和热影响区组织均为柱状晶铁素
体+粒状贝氏体+低碳马氏体。通过正交试验方法优选出最终的产品焊接生产工
艺。研究结果表明: 15CrMoR 钢在焊前预热温度为 150～180℃,层间温度为 150～
200℃，焊接电压为 22～26V，焊接电流为 220～240A,焊接速度为 16～18ｃｍ/min，
焊后消氢处理温度为 250℃，保温 1h，热处理温度 680±10℃，保温 1h，得到的
焊接接头抗拉强度为 560Mpa，热影响区常温(20℃)冲击韧性为 82J，完全可以满
足本课