博碩士論文 etd-0710108-162205 詳細資訊


姓名 廖森鵬 (Shen-Peng Liao) 電子信箱 simon.liao@ctci.com.tw
學號 M9203915 論文著作權 作者與指導教授共同擁有
系所名稱(中) 機械工程系 系所名稱(英) Department of Mechanical Engineering
學年度 / 學期 96學年度第2學期 學位 碩士 (Master)
論文名稱(中) 多次修銲對於不袗銲件熱影響區機械性質之研究
論文名稱(英) Effects of Repeated Weld-Repairs on the Mechanical Propertiesof the HAZ in AISI 304 Stainless Steel Weld
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論文種類 碩士論文
論文語文別 / 頁數 中文 / 88
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關鍵字(中)
  • 沃斯田鐵系不袗
  • 低溫衝擊試驗
  • 側膨脹量
  • 對銲
  • 修銲
  • 關鍵字(英)
  • austenitic stainless steel
  • low temperature impact test
  • lateral expansion
  • butt-welding
  • repeated weld-repairs
  • 摘要(中) 本研究的目的在探討沃斯田鐵系304不袗管線之對銲(butt-welding)接點,在歷經數次反覆銲接、切除、再銲接後,其熱影響區(heat-affected zone)硬度、金相組織、衝擊性質及最大抗拉強度之變化,並藉以了解多次重複銲接(以下簡稱為修銲- - -repeated weld-repairs)對於AISI 304材料強度、韌性、延展性及其他機械性質之影響。
      實驗的背景、方法及參數均模擬國際上石化、煉油及發電廠業界實際施工的狀況,本研究第一道銲接以氬焊(GTAW)打底,第二層以上的銲接以遮護金屬電弧銲(SMAW)施銲。每次修銲均取樣分析,直至5次修銲,比對每次修銲的機械性質差異及變化,並進行綜合分析研究。
    實驗結果顯示: 修銲後熱影響區域材料硬度並未明顯下降,晶粒組織未顯著成長。將修銲HAZ試片和未經銲接的試片比較,抗拉強度略為下降,但仍高於規範要求,且最大抗拉強度並未隨著修銲次數增加而降低。檢視低溫衝擊值及側膨脹量,發現多次修銲後材料並未明顯轉脆,且延展性仍符合規範之要求。
    摘要(英) The effect of multiple thermal cycles related with repeated weld-repairs on the variation of hardness, microstructure and mechanical properties in the HAZ of AISI 304 stainless steel welds was investigated in this study. The welding procedures and parameters used in this work were designed to approach to the practical applications in the field. The first pass of welding was conducted by gas tungsten arc welding (GTAW) process and the remained passes were completed by shield metal arc welding (SMAW) process. After the final pass was finished, the weld metal was removed by grinding. Repeated procedures were conducted  and lasted for five times.
    The results indicate that the low energy input of SMAW process had less influence on varying the grain size and hardness in the HAZ of 304 stainless steel weld. For the repaired welds, the tensile strength was less than that of the un-welded base metal, but still met the requirement of ASME code. In regarding to impact tests at low temperature down to -40℃, the impact values and lateral expansion of repeated weld-repairs specimens were not deteriorated by the multiple thermal cycles in comparison with un-welded base metal. Besides, the lateral expansions of repeated weld-repairs specimens were higher than ASME B31.3 code requirement. It shows the impact toughness and ductility of AISI 304 were not affected by repeated weld-repairs.
    論文目次 目 錄
    中文摘要 I
    英文摘要 II
    誌謝  III
    目錄 IV
    圖目次 VI
    表目次 VIII
    第一章 前言 1
    第二章 文獻回顧 4
     2-1 不袗管材料 4
      2-1-1 不袗之種類及其特性 4
      2-1-2 不袗之化學成份與機械性質 9
      2-1-3 各種元素對不袗之影響 10
      2-1-4 不袗管在工廠中之應用考量 11
      2-1-5 不袗管之應力分析 12
      2-1-6不袗管之腐蝕及避免方法 15
    2-2 不袗管之銲接 20
    2-2-1 不袗之銲接性 21
    2-2-2 不袗管之常用銲接方法 23
    2-2-3 不袗管銲接之相關問題 26
    2-2-4 不袗管銲接常見的缺陷 30
    2-2-5 銲接程序說明書與銲接程序檢定記錄 34
    第三章 實驗方法 36
     3-1 實驗流程 36
    3-2 實驗材料與設備 38
      3-2-1 試片材質 38
      3-2-2 銲條規格及材質 38
    3-2-3 銲接設備 40
     3-3試片規劃、準備與銲接條件 40
    3-3-1 試片規劃 40
      3-3-2 試片銲接準備 44
    3-3-3 銲道剷修 46
    3-3-4 銲接條件 46
    3-4 硬度測試 49
     3-5 微硬度測試 51
     3-6 金相組織觀察 53
     3-7 拉伸測試 55
     3-8 拉伸斷裂之SEM觀察 57
    3-9 低溫衝擊測試 58
    第四章 結果與討論 61
     4-1 硬度分析 61
     4-2 微硬度分析 63
     4-3 金相組織分析 66
    4-3-1 銲道斷面巨觀觀察 66
    4-3-2 金相組織觀察 67
     4-4 拉伸分析 68
     4-5 拉伸斷裂之SEM分析 71
    4-6 低溫衝擊分析 74
    第五章 結論 78
    第六章 未來研究方向 80
    參考文獻 81
    附錄 83
    參考文獻 參考文獻
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    指導教授/口試委員
  • 蔡顯榮 - 指導教授
  • 王朝正 - 委員
  • 蔡履文 - 委員
  • 繳交日期 2008-07-14


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