鋼板的焊接工藝評(píng)定論文

1、一、課題背景奧氏體不銹鋼已具備建筑、化工設(shè)備材料所要求的許多理想性能，它在金屬中可以說(shuō)是獨(dú)一無(wú)二的，而其發(fā)展仍在繼續(xù)。為使不銹鋼在傳統(tǒng)的應(yīng)用中性能更好，一直在改進(jìn)現(xiàn)有的類(lèi)型，而且，為了滿(mǎn)足高級(jí)建筑應(yīng)用的嚴(yán)格要求，正在開(kāi)發(fā)新的不銹鋼。由于生產(chǎn)效率不斷提高，質(zhì)量不斷改進(jìn)，不銹鋼已成為建筑師們選擇的最具有成本效益的材料之一。上面的分析可以看出目前不銹鋼的焊接性是很好的，使用也是越來(lái)越廣泛的。對(duì)于這種不銹鋼的焊接技術(shù)也越來(lái)越成熟起來(lái)但在目前這個(gè)階段我們應(yīng)用最廣泛的還是手工電弧焊。在這樣的背景下我選擇做這樣的課題，既有利于了解目前0Cr18Ni9焊接，又有利于了解0Cr18Ni9焊接的發(fā)展方向。二、材料

2、介紹要全面的了解這種金屬我們首先就必須清楚這種材料的化學(xué)成分其次我們還要清楚它的機(jī)械性能?；瘜W(xué)成分如下：CSiMnPSNiCr0.081.002.000.0350.0308111820機(jī)械性能如下：牌號(hào)熱處理拉伸試驗(yàn)硬度試驗(yàn)屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度伸長(zhǎng)率斷面收縮率布氏硬度洛氏硬度維氏硬度0.2/MPab/MPa5(%)(%)HBSHRBHV0Cr18Ni9固溶10101150快冷205520406018790200三、OCr18Ni9的焊接0cr18ni9屬于奧氏體不銹鋼，它的使用范圍是很廣泛的，并且它的焊接性能也是非常好的，幾乎所有的接方式對(duì)它都是實(shí)用的。在生產(chǎn)中我們常見(jiàn)的焊接方法有：焊條電弧焊、鎢

3、極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、埋弧自動(dòng)焊等。由于0cr18ni9具有特殊的性能，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中用的也很多，在國(guó)外也是應(yīng)用的很多，在日本它的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)是USU304, 在美國(guó)它的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)是304。這種鋼一般作為不銹耐熱鋼用較為廣泛，在化工設(shè)備和食品用設(shè)備中應(yīng)用最多。我這次的設(shè)計(jì)課題就是0gr18ni9的手工電弧焊焊接工藝，因而我就著重從手工電弧焊的角度去談?wù)勊暮附?。選擇焊條電弧焊去焊接就必須要確定焊條的種類(lèi)然后才能去焊接。對(duì)于0cr18ni9這種鋼首先判斷出它是屬于奧氏體不銹鋼，判斷出它是奧氏體不銹鋼后可以確定要用不銹鋼焊條進(jìn)行焊接，再根據(jù)等強(qiáng)度和焊縫金屬的合金元素要與母才相接近的原則選擇焊條，

4、經(jīng)過(guò)上面的篩選可以確定出焊接這種金屬的材料是A132焊條。對(duì)于焊條的選擇我們可以還參照下面的方法：為提高生產(chǎn)率，通常選用直徑較粗的焊條，但一般不大于6mm。工件厚度在4 mm以下的對(duì)接焊時(shí)，一般均用直徑小于等于工件厚度的焊條?？蓞⒖急?.1。大厚度工件焊接時(shí)，一般接頭處都要開(kāi)坡口，在焊打底層焊時(shí)，可采用2.54mm直徑的焊條，之后的各層均可采用56 mm直徑的焊條。立焊時(shí)，焊條直徑一般不超過(guò)5毫米；仰焊時(shí)則不應(yīng)超過(guò)4毫米。焊條直徑與板厚的關(guān)系：焊件厚度/mm44891212焊條直徑/mm板厚3.2445560cr18ni9的焊接如下：焊接方法：SMAW焊材型號(hào)：A132，規(guī)格3.2mm焊接電流

5、：第一層90-110A，第二層100-120A焊接電壓：第一層18-22V，第二層22-26V焊接速度：第一層15-18 cm/min,第二層18-21cm/min頓邊為1cm間隙為2cm 焊接示意圖（細(xì)節(jié)情況可詳見(jiàn)附件工藝評(píng)定報(bào)告）通過(guò)試板的焊接我們可以更深一步的了解到這種金屬的焊接性能，我們可以從試板的焊接中更直觀的看出它的焊接。在一般的情況下這種奧氏體不銹鋼焊前不需要進(jìn)行預(yù)熱，焊后也不需要進(jìn)行熱處理。同樣這種鋼對(duì)于其他焊接方法也是適用的并且焊接的質(zhì)量成型也都不亞于手工電弧焊，在低溫設(shè)備制造行業(yè)常用這種鋼來(lái)做內(nèi)容器，而內(nèi)容器的連接就是用的埋弧自動(dòng)焊，用這種方法焊不僅焊接效率高而且焊接質(zhì)量好

6、成型也比較好看，還有一種常用的焊接方法就是手工鎢極氬弧焊，這種焊接方法雖然操作有點(diǎn)困難對(duì)焊工的要求比較高，但是一旦你掌握了這種焊接方法，它的焊接質(zhì)量絕對(duì)是比手工電弧焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊要好的，外觀成型也要比這兩種焊接方法要好。這種焊接方法的缺陷就是工作效率太低。據(jù)我的了解現(xiàn)在制造低溫壓力容器的行業(yè)基本上都是以這種材料為主的，對(duì)于這種材料的焊接在這個(gè)行業(yè)焊條基本是要被淘汰了，但是在目前這個(gè)階段焊條電弧焊還是占主導(dǎo)地位的，由于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特別是對(duì)焊接質(zhì)量要求高所以GTAW是焊接發(fā)展的一個(gè)方向。 3.1 OCr18Ni的焊接性分析 對(duì)于什么是焊接性，GB/T3375-94焊接術(shù)語(yǔ)中注明：“材料在限定

7、的施工條件下，焊接成按規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿(mǎn)足預(yù)定服役要求的能力”。它包括兩方面的內(nèi)容：其一是焊成的構(gòu)件符合設(shè)計(jì)要求；其二是滿(mǎn)足預(yù)定的使用條件，能夠安全運(yùn)行。根據(jù)討論問(wèn)題的著眼點(diǎn)不同，焊接性可分為：（1）工藝焊接性（2）使用焊接性影響焊接性的因素主要有以下幾點(diǎn)：（1）材料因素（2）焊接方法（3）構(gòu)件類(lèi)型（4）使用要求金屬的焊接性與材料成分、焊接方法、構(gòu)件類(lèi)型、使用要求都有密切的關(guān)系，所以不應(yīng)脫離這些因素而單純的從材料本身的性能來(lái)評(píng)價(jià)焊接性。從上述分析可以看出，很難找出一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)可以概括焊接性，只有通過(guò)綜合多方面的因素才能分析焊接性問(wèn)題。分析金屬的焊接性我們?cè)诓灰笞龇浅?zhǔn)確的情況下我們可以

8、根據(jù)碳當(dāng)量、材料的化學(xué)性能、材料的物理性能來(lái)判斷，如果要求需要很準(zhǔn)確的話(huà)我們可以通過(guò)焊接性試驗(yàn)來(lái)判定。0cr18ni9的焊接性能我們就從這方面來(lái)判定：1、0Cr18Ni9的焊接要求 （1） 0Cr18Ni9屬于奧氏體不銹鋼， 其組織為奧氏體（A）加3-5 鐵素體 （F ）。它具有良好的塑性和高溫、低溫性能。它在焊接熱循環(huán)的作用下，主要顯示出以下基本要求：  焊接過(guò)程中采用小的線(xiàn)能量輸入，減小熱影響區(qū)范圍，加快焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度對(duì)不銹鋼的焊接是有益的。 用0Cr18Ni9焊接時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)小，存在過(guò)熱區(qū)，也容易造成熱影響區(qū)的晶粒長(zhǎng)大。焊縫高溫停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

9、，在高溫狀態(tài)下Cr和C形成化合物，在高溫區(qū)就形成了貧鉻層，也會(huì)導(dǎo)致焊縫的枝晶傾向加劇。因此要求盡量選擇線(xiàn)能覺(jué)輸入較小的焊接方法。  由于導(dǎo)熱系數(shù)小而線(xiàn)膨脹系數(shù)大，自由焊態(tài)下焊接易產(chǎn)生較大的變形，選用能量集中，熱影響區(qū)窄的焊接方法能在一定程度上減少焊接變形。（2）0cr18ni9的含碳量很小，在加上它屬于高合金鋼碳當(dāng)量法對(duì)它焊接性能的估算是不怎么準(zhǔn)確的。因此我們不用碳當(dāng)量對(duì)它的焊接性進(jìn)行分析。（3） 0cr18ni9屬于奧氏體不銹鋼，這類(lèi)鋼有具有交高的變形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很底，所以總的來(lái)說(shuō)焊接性還是不錯(cuò)的。但是由于熱導(dǎo)率低，熱膨脹系數(shù)大，局部加熱時(shí)溫度分布不均勻，收縮量

10、大等都將使接頭在焊接過(guò)程中產(chǎn)生交大的內(nèi)應(yīng)力。在焊接的時(shí)候應(yīng)該注意這方面的問(wèn)題，焊接時(shí)盡量避免或減少這種受熱不均顯現(xiàn)的發(fā)生，焊接的速度也應(yīng)該適當(dāng)?shù)目禳c(diǎn)。上面我們已經(jīng)從它的化學(xué)成分和物理性能對(duì)0cr18ni9的焊接性能進(jìn)行了分析，但是根據(jù)這些判斷出的焊接性是不夠準(zhǔn)確的，我們需要準(zhǔn)確的判斷它的焊接性我們就必須通過(guò)焊接性試驗(yàn)來(lái)完成。焊接性的試驗(yàn)是很多的，我在這里就用斜Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法。板材的規(guī)格是300mm×150mm×10mm焊接方法是手工電弧焊焊材型號(hào)A132，規(guī)格¢3.2mm坡口形式是斜V型焊接參數(shù)是電流：90-120A，電壓20-24V，速度15-20cm

11、/min斜V型坡口裂紋試驗(yàn)圖如下：焊完的試件需要經(jīng)過(guò)48H時(shí)效后再作裂紋的檢測(cè)和解剖。裂紋可以分為表面裂紋、跟部裂紋、斷面裂紋三種形式。首先用放大鏡目測(cè)或瑩光粉檢查焊縫表面裂紋，然后用機(jī)械方法切開(kāi)六個(gè)等長(zhǎng)度橫向試片，檢查五個(gè)片面上的裂紋情況。一般用裂紋率作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。根部裂紋率=LR/L×100表面裂紋率=Lf/L×100端面裂紋率=h/5H×100試驗(yàn)焊縫的總長(zhǎng)度是80mm而我們焊接裂紋的總長(zhǎng)度通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得為9.8mm試件的裂紋率小于20因此在實(shí)際生產(chǎn)中如果按要求來(lái)做的話(huà)是不會(huì)產(chǎn)生裂紋的，此種鋼的焊接性能還是可以的。綜上所述0cr18ni9鋼是具有良好的焊接性能

12、的，在生產(chǎn)中按標(biāo)準(zhǔn)來(lái)做的話(huà)是應(yīng)該可以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，它的使用性能還是可以的。3.2 0Cr18Ni9的焊接工藝焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)（任務(wù)書(shū)）編 制指導(dǎo)書(shū)編號(hào)HJ0511-29審 核評(píng)定理由批 準(zhǔn)完成日期評(píng) 定 標(biāo) 準(zhǔn) JB4708-2000驗(yàn)收機(jī)關(guān)母 材厚度 , mm尺寸,mm接頭形式簡(jiǎn)圖0Cr18Ni96mm6*150*3000Cr18Ni96mm6*150*300焊 接 位 置1G焊接方向右焊法保 護(hù) 氣 體/層間溫度/預(yù) 熱/機(jī)械化程度手工焊焊后熱處理/后 熱 處 理/襯墊材料/規(guī)格/清 根 方 法/層道焊接方法焊材型號(hào)/牌號(hào)焊材規(guī)格電流種類(lèi)及極性電流(A)電壓(V)焊接速度(cm/mi

13、n)熱輸入（kJ/cm）鎢極直徑噴嘴直徑1SMAWA1023.2mm 反接 90-11018.52015186.67/2SMAWA1023.2mm 反接100-120202218206.7/檢驗(yàn)項(xiàng)目、評(píng)定指標(biāo)及試樣數(shù)量檢 驗(yàn) 項(xiàng) 目檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定指標(biāo)檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定指標(biāo)試樣數(shù)量外觀檢查GB150JB4708拉伸試驗(yàn)GB/T228JB47082無(wú)損檢測(cè)射線(xiàn)(RT)JB4730JB4708彎曲試驗(yàn)面彎GB/T232JB47082超聲(UT)/背彎JB4708滲透(PT)/側(cè)彎/磁粉(MT)/沖擊試驗(yàn)焊縫GB/T229JB4708/焊縫化學(xué)成分/熱影響區(qū)JB4708/金相宏觀/腐蝕試驗(yàn)/微觀/硬度

14、檢驗(yàn)/結(jié) 論三個(gè)月的的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這三個(gè)月中我學(xué)到了很多的東西作為我這個(gè)課題的結(jié)論就是0Gr18Ni9的焊接性能是很好的，這種不銹鋼無(wú)論在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)還是在化工設(shè)備行業(yè)都越來(lái)越多的被大家使用。這種不銹鋼以及同類(lèi)的奧氏體不銹鋼將是以后研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)方向。特別是在化工設(shè)備行業(yè)中的深冷業(yè)，奧氏體不銹鋼的發(fā)展將直接影響設(shè)備的質(zhì)量。這種不銹鋼具有良好的低溫和高溫性能，焊接性業(yè)比較好，但是這種鋼的晶界腐蝕比較嚴(yán)重，所以解決晶界腐蝕已經(jīng)成為現(xiàn)在研究的一個(gè)方向了。致 謝 時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼間已經(jīng)在佳木斯職業(yè)學(xué)院內(nèi)學(xué)習(xí)了三個(gè)春秋，這三年是我人生中重要的三年，是難以忘卻的三年，是影響我一生的三年，在畢業(yè)即將來(lái)臨之

15、際，心里的感激之情難以言表，我不舍得離開(kāi)生活三年的校園，不舍得離開(kāi)生活在一起的同學(xué)們，不過(guò)這一切結(jié)束是必然的，只能把這一切當(dāng)作一個(gè)美好的回憶。在論文寫(xiě)作過(guò)程中，得到了劉華鋒老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，劉華鋒老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們!最后我還要感謝我的母校佳木斯職業(yè)學(xué)院。1、不銹鋼焊接冶金崔出 鋼鐵材料及有色金屬材料M北京：機(jī)械工業(yè)出版社1981.82、鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定（JB4708-2000）；3、鋼制壓力容器焊接工藝規(guī)程（J