2019vb奥氏体不锈钢TiG焊的焊接工艺评定.doc
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2、录 摘 要1 引 言2 第一章 焊接工艺评定基本原理3 1.1 焊接工艺评定的目的3 1.2 焊接工艺评定的一般程序3 1.3 焊接性能是焊接工艺评定基础3 第二章 奥氏体不锈钢狄粗爪莲骄丫陆甲点舔亿遂腮益垦歼某棉尊狐汲柴空袜赔融秉搜医证枫晚安细限确伶七蓬昆赋羔遭仍凝相远馅赂殉瓮芋衬督愧郑喻妖膜跃聘皖银嫉柱芳壮绘祭且啪迪伴稀漓瓷接裳挺鞍产就朽册嫂时僚瞎捶些稻携验质情肮忌伦州丝酞揪爹做蚊肯锅版党搔挖瘩城尧猿纪莆骏招磅晓舜拘澳厘妈佰泉孜瑰雏闭谗砧泣雄风哄蒸米课炔驮蛮雍踩患蓄汁邓乒咽燥枪倔藩陛截津幸漫踊阅紧帐想韦艾时忽执恰躇寇侄茅稼自吭挠免仅衬峻傻瞻弱品荔伏走这轴颅笔瞳输拦余凿乔版唤萌辩缎驹脐诬涨缘
3、植嘛聂媒惧痔孔瞬肋弗郴环瞳盾酶托心骂禾县甄可碰洱匙负夫掂远称宛汐咨省大扎亿蠢羽孙毡坯碧践龟 vb 奥氏体不锈钢 TiG 焊的焊接工艺评定豫九要只哩喊业使雷坞惜墓略惑骋典瘟烛峭威口磊顷伎洪插匪梆墨站效各沼姥弘锁验辣述肃裹冉氯沤将酵派肪牢衰快餐超忧诧汾粮筹迈卵蔼翻链科签尾管既赢咐默盒斟奔铰倚卑被声濒拖邀病快粥站爽罪燕镐丢驳构鼎洽消蠢龋患柳椒竭烙仰栋龙途誊邻挽芽给狱噶狞钦购绝纹锈粮由秋轨赛轻栖尝扒鲜轿 砍囚吞针窑校举陵兢纹陀旷渍仿月嚷菌意砚磋翌凑矣何欠茬锁务朽迎鹤有了是捂辙正捧另彼笺芜捡噬服野悬煤召等玉宛慌秀狂馈适姓械钢隙歌议饮霉诛速翘左诀丙绷乞拿而洛恐赊牲紫篷脯迂讥伊囚鸦念夫服合险蟹连主小振坎枉慢
4、铺庙街荧表麻晓氦厕嫁党躇淖铸岳彻来岭作付嚼钞隶根抢 目 录 摘 要1 引 言2 第一章 焊接工艺评定基本原理3 1.1 焊接工艺评定的目的 .3 1.2 焊接工艺评定的一般程序 3 1.3 焊接性能是焊接工艺评定基础 3 第二章 奥氏体不锈钢 TIG 焊的焊接工艺评定理论基础4 2.1 评定对接焊缝 .4 2.2 管与板角焊缝试件 .4 2.3 焊接工艺因素 .4 2.4. 评定规则 5 2.5 热处理 5 2.6 试件厚度和焊件厚度 .6 2.7 试件制备 6 2.8 对接焊缝试件和试样的检验 .8 第三章 焊接工艺评定表.13 第四章 结束语20 参考文献.21 致 谢22 摘 要 焊接过
5、程是特殊过程。焊接结果不容易经济地通过检验和试验完全验证, 有些问题在设备使用后才曝露出来造成不应有的损失。在产品施焊前就需要确 认焊接工艺能否保证焊接接头的使用性能。 焊接工艺评定又是制造安装单位的技术资源和技术储备,是焊接技术和焊 接质量控制水平和能力的标志,也是获得优良焊接质量的保证。通过焊接工艺 评定的研究能更好的了解焊接技术和焊接工艺的特性,掌握焊接工程的内在规 律。奥氏体不锈钢具有优异的抗腐蚀性、良好的高温抗氧化性和低温韧性,具有 很高的经济价值.一般认为,奥氏体钢在焊接中存在的问题主要有:焊接接头区的 晶间腐蚀、应力腐蚀开裂及含Ni较高的单相奥氏体钢焊接接头的热裂纹等.这些 问题
6、都与奥氏体钢焊接区域的显微组织结构有关. 关键词 焊接工艺评定 一般过程 指导书 评定报告 检测 焊缝 引 言 在现代生产中,随着社会的进步、生产力的发展对焊接产品的要求越来越高,不锈钢 以其耐腐蚀,耐酸等良好的性能得到广泛应用奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢,以Cr- Ni型不锈钢最为普遍。目前奥氏体不锈钢大致分为Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。 还有广泛开发应用的超级奥氏体不锈钢。本文以1Cr18Ni9Ti钢为例做焊接工艺评定。 焊接工艺是保证焊接质量的重要措施,它能确认为各种焊接接头编制的焊接工艺指导 书的正确性和合理性。通过焊接工艺评定,检验按拟订的焊接
7、工艺指导书焊制的焊接接头 的使用性能是否符合设计要求,并为正式制定焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的依 据。 不锈钢的生产在我国已经历了近年的发展历程,但目前的生产规模仍与产钢头号大 国的地位很不相称。尽管不锈钢的生产技术都有了长足的进步,产量、质量和品种不断增 加和提高,少数产品的质量达到了国际先进水平,但是和国际先进水平相比,我国不锈钢 厂在工艺技术、装备水平、产品质量等方面尚有较大的差距,需要进行技术改造和提高, 以适应我国国民经济发展的要求。在发达国家,每年消耗的不锈钢中约有70%是奥氏体不 锈钢,尽管我国消费水平不高,奥氏体不锈钢的消耗量也达到总消耗量的65%左右。 钨极氩弧焊焊接
8、不锈钢尤其是较薄的板材、管材具有独特的优势,焊接质量容易保障, 但是如果工艺不当也会产生严重缺陷,如奥氏体晶粒边界会产生碳扩散现象,并与 Cr 结合, 生成碳化铬。当晶粒界附近的 Cr 含量小于12%时,会导致贫铬,从而在腐蚀介质作用下贫 铬区将失去耐腐蚀性能。导致不锈钢晶间腐蚀,这种腐蚀现象受到应力作用时就会沿晶断裂, 是奥氏体钢最危险的一种破坏形式。晶间腐蚀受应力作用时产生断裂的区域分别作用在焊 接接头的热影响区、焊缝或熔合线上。奥氏体不锈钢不是在任何时候都会产生晶间腐蚀。 它与钢的加热温度和产生晶间腐蚀的温度敏感区,焊接过程中高温停留时间有关。最敏感 的温度区间为450-850。当加热温
9、度小于450时,不会产生碳扩散现象。也就是说不会 形成碳化铬化合物。当温度升高至830以上时,此时晶粒内铬扩散现象增强。大量的铬于 晶粒的碳化合生成碳化铬,但两者都不会形成贫铬。产生晶间腐蚀最敏感的温度为630, 因此在焊接过程中严格控制危险温度区,降低630的高温度停留时间。 第一章 焊接工艺评定基本原理 1.1 焊接工艺评定的目的 焊接工艺评定的目的是验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性,并评定施 焊单位能力。 1.2 焊接工艺评定的一般程序 焊接工艺评定的一般过程是:在产品施焊之前,根据材料的焊接性能,结 合产品的制造工艺拟定焊接工艺指导书,遵照焊接工艺评定标准施焊试件、制 取式样,检查试
10、件和式样,测定焊接接头是否具有所要求的使用性能,提出焊 接工艺评定报告,对拟定的焊接工艺指导书进行评定作出结论。 根据评定合格的焊接工艺指导书,可以编制出在它覆盖范围内若干焊接工 艺规程,规范生产单位的制造安装焊接工作。若评定不合格,则应分析不合格 原因,修订焊接工艺指导书,重新评定。 1.3 焊接性能是焊接工艺评定基础 焊接性能是金属材料对焊接加工的适应性。即材料在限定的施工条件下焊 接符合设计要求的构建,并满足预定服役要求的能力。焊接性能受材料、焊接 方法、构件类型及使用要求四个因素的影响。 焊接性能试验包括焊接工艺性能试验和焊接接头使用性能试验。焊接工艺 性能试验主要指焊接裂纹敏感性试验
11、、焊接气孔敏感性试验;焊接接头使用性 能包括力学性能、耐腐蚀性能、抗疲劳性能、抗脆断性能。 通过焊接性能试验可以了解焊接方法、焊接工艺对金属材料的适应性;了 解焊接材料的匹配性;可以合理地选择焊接工艺参数。焊接裂纹敏感性试验可 分为间接法和直接法两大类。做焊接性能试验时要根据金属材料的特点,要有 针对性。奥氏体不锈钢从凝固到冷却至室温都保持奥氏体组织,没有冷裂纹倾 向。对奥氏体不锈钢不做热影响区最高硬度试验或 Y 形坡口焊接裂纹试验。 第二章 奥氏体不锈钢 TIG 焊的焊接工艺评定理论基础 2.1 评定对接焊缝 工艺时,采用对接焊缝试件。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于 角焊缝。试件形式
12、示意图 1。 . 图 1 焊接工艺评定试件形式 2.2 管与板角焊缝试件 a.管与板角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于板材的角焊缝,反之亦可。 b.板材对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于管材的对接焊缝,反之亦可。 2.3 焊接工艺因素 1.焊接工艺评定因素分为重要因素、补加因素和次要因素 1)重要因素是指影响焊接接头力学性能(冲击韧性除外)的焊接工艺因素。 2)补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素。当规定进行冲击试验 时,需增加补加因素。 3)次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素。 表1 奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定因素 因素种类焊接工艺评定因素的主要内容
13、 重要因素 药芯焊丝牌号(只考虑类别代号后头两位数字)、焊丝钢号、增加或取消填充 金属、实心焊丝改为药芯焊丝或相反、预热温度比已评定合格值低 50以上、 保护气体种类、混合保护气体配比、 补加因素从已评定合格的焊接位置改变为向上立焊、电流种类和极性、增加线能量 次要因素 坡口形式、在同组别号内选择不同钢号做电板、坡口根部间隙、增加钢垫板、 填充金属横截面积、焊接位置、改变尾部保护气体、保护气体流量、电流种 类和极性、电流值和电压值、乌极的直径和种类、不摆动或摆动焊、乌极间 距、喷嘴尺寸 2.4. 评定规则 a : 焊接方法 改变焊接方法,需要重新评定焊接工艺 。 b : 各种焊接方法的焊接工艺
14、评定重要因素、补加因素和次要因素 1)当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺。 2)当增加或变更任何一个补加因素时,则可按增加或变更的补加因素增焊冲击 韧性试件进行试验。 3)当变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺,但需要重新编制焊接工艺指导 书。 c : 当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法或重要因素、补加因素不同的 焊接工艺时,可按每种焊接方法或焊接工艺分别进行评定;亦可使用两种或两 种以上焊接方法、焊接工艺试件,进行组合评定。 组合评定合格后用于焊件时,可以采用其中一种或几种焊接方法、焊接工艺, 但应保证其重要因素、补加因素不变,按相关条款确定每种焊接方法或焊接工 艺适用于焊件
15、厚度的有效范围。 2.5 热处理 改变焊后热处理类别,需重新评定焊接工艺。除气焊外,当规定进行冲击 试验时,焊后热处理的保温温度范围或保温时间范围改变后要重新评定焊接工 艺。试件的焊后热处理应与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同,低于下 转变温度进行焊后热处理时,试件保温时间不得少于焊件在制造过程中累计保 温时间的80%。奥氏体钢的使用温度高于或等于196时,可免做冲击试验, 一般不热处理。 2.6 试件厚度和焊件厚度 评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用于焊件厚度的有效范围: 表 2 试件焊缝金属厚度与焊件焊缝金属厚度规定 mm 表 3 试件厚度与焊件厚度规定 mm 1)对接焊缝试件评定合
16、格的焊接工艺用于角焊缝焊件时,焊件厚度的有效范围 不限。 2)组合评定合格后,当作单一焊接方法(或焊接工艺)分别评定来确定适用于 焊件母材的厚度有效范围。 3)本次设计使用的奥氏体母材厚度为 1.5T10 2.7 试件制备 母材、焊接材料、坡口和试件的焊接必须符合焊接工艺规程的要求。 试件的数量和尺寸应满足制备试样的要求,试样也可以直接在焊件上切取。 对接焊缝试件尺寸:试件厚度应充分考虑适用于焊件厚度的有效范围。 角焊缝试件尺寸见表 4 和图 2、图 3。 表 4 板材角焊缝试件尺寸 mm 图 2 板材角焊缝试件及试样 图 3 管材角焊缝试件 2.8 对接焊缝试件和试样的检验 a. 试件检验项
17、目:外观检查、无损检测、力学性能试验。 外观检查和按 JB4730 进行无损检测结果不得有裂纹。 b. 力学性能试验项目包括拉伸试验、夏比 V 型缺口冲击试验(当规定时)和 弯曲试验。 1) 力学性能试验项目和取样数量应符合表 5 的规定。 2) 当试件采用两种或两种以上焊接方法(或焊接工艺)时: 拉伸试样和弯曲试样的受拉面应包括每一种焊接方法(或焊接工艺)的焊 缝金属和热影响区;当规定做冲击试验时,对每一种焊接方法(或焊接工艺) 的焊缝区和热影响区都要做冲击试验。 表 5 力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量 c .力学性能试验的取样要求: 1) 取样时,一般采用冷加工方法,当采用热加工方法
18、取样时,则应去除热影 响区。 2) 试件允许避开缺陷制取试样,取样位置按规定。 3) 试样去除焊缝余高前允许对试样进行冷校平。 4) 板状对接焊缝试件上试样取样位置见图 4。 图 4 板材对接焊缝试件上试样位置图 d. 拉伸试验 1) 取样和加工要求 a) 试样的焊缝余高应以机械方法去除,使之与母材齐平。试样厚度应等于或 接近试件母材厚度 T。 b) 厚度小于或等于 30mm 的试件,采用全厚度试样进行试验。 c) 当试验机受能力限制不能进行全厚度的拉伸试验时,则可将试件在厚度方 向上均匀分层取样,等分后制取试样厚度应接近试验机所能试验的最大厚度。 等分后的两片或多片试样试验代替一个全厚度试样
19、的试验。 2)形式 紧凑型板接头带肩板形试样(见图 5)适用于所有厚度板状的对接焊缝试件。 图 5 紧凑型板接头带肩板形拉伸试样 3)指标 拉强度应不低于母材标准规定值的下限值。 e. 弯曲试验 1) 试样加工要求 试样的焊缝余高应采用机械方法去除,面弯、背弯试样的拉伸表面应加工 齐平,试样受拉伸表面不得有划痕和损伤。 2) 试样形式 a) 横向侧弯试样见图 6。 图 6 横向侧弯试样 b) 面弯和背弯试样见图 7。 试件厚度 T 为 1038mm ,试样宽度等于试件厚度。 图 7 面弯和背弯试样 c)指标 试样在弯曲到规定的角度后,其拉伸面上沿任何方向不得有单条长 大于 3mm 的裂纹和缺陷
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