CO2焊机不锈钢药芯焊丝焊接工艺试验研究.ppt
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1、金属结构车间 金属结构车间是沈阳水泵股份有限公司焊接工 艺技术归口单位。设有焊接工艺研究室和焊接工艺 技术室,主要负责:全公司新产品、新工艺、新材 料工艺研究及科研攻关。重点产品、军工、核电产 品的焊接工艺评定。新产品焊接工艺文件编制及焊 接标准制定。焊接质量培训及焊接工人技术培训及 资格取证等。全公司各车间及分厂焊接技术服务及 金属结构车间技术质量归口,数控下料编程。 多年来,在公司及总师办的领导下,各部门的 支持和配合下,焊接工艺技术工作取得了突出的成 绩,为水泵产品的焊接做出了重大贡献! 镭 于 硬 彦 职 辅 炸 憨 莉 止 漂 初 啼 薪 丁 伐 国 吧 巫 喘 巷 吵 电 割 妄
2、掳 轴 彻 谬 影 恳 汽 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 研究报告 课题名称:CO2焊机不锈钢药芯焊丝焊接 工艺试验研究 负责单位:金属结构车间 课题负责人:王润军、吴天笑 起止时间:2005.12005.10 松 浑 悯 革 羡 杯 剁 蝇 竹 莱 涸 幕 藤 壹 迎 甘 赫 忆 环 臃 妆 壬 败 服 价 匹 韭 旬 轧 搀 兵 诌 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊
3、 接 工 艺 试 验 研 究 CO2焊机不锈钢药芯焊丝焊接 工艺试验研究 一. 课题来源 二. 试验方案论证及确定 三. 焊接试件检测项目及依据 四. 试验及检测结果试验 五. 结果分析及结论 织 妖 差 金 物 洛 蝉 吸 狞 撇 疲 吃 溢 臻 塌 魏 猾 过 远 析 授 拉 该 焚 滚 是 置 励 布 悼 又 淀 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 课题来源 近几年来随着机械行业经济迅速发展,我公司产品定货量逐年成 倍增长,以手工电弧焊为主已远远满足不了我公司焊接产
4、品生产 的需要。采用气体保护焊焊接将大大提高生产效率、降低成本和 改善劳动条件,逐步采用气体保护焊取代手工电弧焊势在必行, 尤其我公司有相当部分产品为奥氏体不锈钢焊接和碳钢表面堆焊 不锈钢焊层。近年来药芯焊丝气体保护焊焊接不锈钢已在我国的 造船、汽车、机械制造等行业中逐步得到推广应用并取得了满意 的效果,但是这种焊接技术在泵类行业中尚未得到应用。因此我 们针对产品技术和质量要求,对药芯焊丝气体保护焊焊接奥氏体 不锈钢和碳钢表面堆焊进行焊接工艺研究,意在为产品生产提供 可靠的理论依据和合理的焊接工艺,从而使我公司产品质量得到 进一步改善,生产效率提高、生产成本降低,为泵类产品的焊接 作出更大的贡
5、献。 返回 伤 陇 越 瓶 困 主 丁 扯 阻 伤 商 勃 部 灯 滓 让 放 誓 昂 皋 乘 碟 镭 启 立 骏 墟 侗 棵 重 栋 今 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 试验方案论证及确定 本试验研究试验针对我公司奥氏体不锈钢 结构件焊接和低碳钢表面堆焊不锈钢所进行的 ,试验研究参照ASME 标准进行。 对接焊接试板及堆焊试板的确定 焊接材料选择 焊接工艺及规范的确定 热处理规范选择及确定 吵 聋 书 郴 高 霹 甥 轿 评 烹 涣 槛 碳 在 橙 皑 仑 保 远
6、仗 衙 方 淹 极 州 显 甭 腻 右 耗 姨 冯 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 对接焊接试板及堆焊试板的确定 按ASME第九卷 QW202.2规定对接焊接试板 评定厚度的范围应当满足产品所用母材和熔敷 焊缝金属的厚度范围。按QW451的规定,试 板厚度选用25mm评定结果在550mm内有效 ,能够满足我公司不锈钢结构件焊接的厚度范 围。按其所要作试验试样的数量及尺寸确定试 板尺寸为41515025mm。其试板尺寸及坡口 型式见图1。并选择6组试板采用两种保护气体
7、和不同的工艺规范进行焊接试验。 仑 完 姐 逛 驱 静 吉 涛 胃 蛀 吨 潘 刮 踪 稼 明 醇 渺 谊 沛 相 溜 葵 壹 释 养 改 唆 布 膨 特 例 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 对接焊接试板及堆焊试板的确定 按QW214.1、QW453和QW462.5规定的 试件尺寸、评定范围、实验和取样的要求,选 用的堆焊试板尺寸为25025030mm,评定后 母材评定的公称厚度为:25最大厚度不限, 能够满足我公司堆焊产品的厚度范围。试件堆 焊表面型式及尺寸见图2。
8、试件的化学成份是 焊接工艺规程(WPS)的重要变素,为了保证 试验与产品的一至性,焊接试件采用与产品相 同的化学成份的板材,即对接试板选择为 1Cr18Ni9Ti材料,按国家标准(GB4237-84) 规定1Cr18Ni9Ti化学成份及力学性能见表1、2 。堆焊试板材料为Q235,按国家标准(GB700 -79)规定Q235化学成份表3。 氖 玻 弱 牲 痰 断 淬 埠 柔 诛 险 替 融 握 灌 俺 禾 靳 语 碎 羊 羹 赋 温 负 梗 戎 根 涂 窿 掸 停 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊
9、 接 工 艺 试 验 研 究 图1: 更 罐 经 侩 按 昨 姐 徘 哑 近 笼 柒 浩 刚 棱 汝 党 隙 肢 专 铀 比 腔 娶 息 舵 惕 嵌 烙 奎 灶 拷 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 图2 谴 檄 跃 龄 拦 除 职 袋 喜 闻 朋 材 戎 猩 獭 顶 插 涯 猛 惩 粕 教 授 悍 寥 锋 猖 吴 登 穆 芒 扒 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工
10、艺 试 验 研 究 表1、2、3 偿 远 藉 镁 臣 歇 瀑 獭 蛔 凹 猩 拽 汁 供 真 籽 流 沮 衰 遭 烛 砷 哆 翟 艘 馋 颁 沁 诧 撼 门 玖 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 焊接材料选择 药芯焊丝气体保护焊焊接材料的选择是比较重要的,它 包括焊丝和气体,而且焊丝中药芯的成分与保护气体是 相对应的。对于对接试板,我们选择同材质的E347T1-1 (AWS标准)药芯焊丝,这样焊接时不存在熔合区化 学成份稀释和碳迁移问题,热膨胀系数相近,产生的焊 接应力
11、比较小,在焊接过程中不会产生裂纹。焊丝化学 成份见表4。从目前的标准和资料中可以知道,气体的 选用都是按不同的焊丝药芯的分类推荐采用纯CO2气体 或Ar- CO2/O2的混合气体。按焊丝标准中的推荐, E347T1-1保护气应采用纯CO2气体。但我们也了解到对 于该类别的焊丝有采用混合气体作为保护气的,因此我 们为了进行对比试验,在选用气体时还选择了Ar- CO2 混合气体。 蓟 受 躬 挤 式 晋 系 约 邹 咳 狮 匿 解 岂 襄 刚 眉 卖 孜 钾 割 逛 拒 语 整 胳 柞 硕 嘻 家 攀 蛮 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2
12、焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 焊接材料选择 对于Q235堆焊工艺研究我们采用E309LT1-1/-4 药芯焊丝,该焊接材料为超低碳、高铬、高镍 化学成份,降低了熔合区和过渡层化学成份稀 释和碳迁移,从而保证了堆焊层的化学成份和 耐腐蚀性能。按E309LT1-1/-4标准推荐,可以 选用CO2气体和Ar- CO2混合气体做为保护气体 。但考虑我们的实际应用,试验时选用CO2气 体做保护气。焊丝化学成份见表5。 酬 挛 汀 嘉 眷 葛 鸯 解 袖 灶 那 圃 雀 担 冯 碴 窘 韶 菲 厨 输 脸 皖 窥 荣 添 能 泪 个 倚 一 恢 C O 2 焊 机 不
13、 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 表4、5 腿 靡 剁 娜 绳 鹅 帜 须 也 镭 撤 烘 愈 亢 咆 材 硫 驴 津 向 郴 芬 纶 田 川 舍 裔 眯 舵 傻 靖 婴 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 焊接工艺及规范的确定 1Cr18Ni9Ti为奥氏体不锈钢。试件焊接时应采 用小的线能量,控制层间温度。为选择正确的 焊接工艺参数,我们选用了三组不同的参数做 试验。
14、为了防止晶间腐蚀及热裂纹的产生,层 间温度控制在170以下,采用多层多道焊, 在1G水平位置焊接。焊接试验采用直流电源, 极性为EN,焊丝规格为1.2mm,具体规范见 表6。 Q235堆焊工艺研究是采用E309LT1-1/-4药芯焊 丝为堆焊材料,试件堆焊时层间温度控制在 170以下,采用多层多道焊,在1G水平位置 焊接,采用直流电源,极性为EN,焊丝规格 为1.2mm,具体规范见表7。 贞 惊 晕 窿 坑 撵 插 汉 乖 端 彰 溺 窥 顿 刚 念 慨 氢 观 咱 赊 豢 粪 律 妹 组 乘 持 痕 厅 硷 物 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究
15、C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 表6、7 贬 丽 抵 佰 稍 屑 渤 沏 缅 答 氢 往 保 儡 赠 茧 犹 晃 涸 击 久 酚 伸 猫 炳 秘 眺 豪 仗 耀 蹬 提 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 热处理规范选择及确定 对于1Cr18Ni9Ti对接焊接工艺研究,按 照产品的正常工序,焊后不作热处理, 因此试板焊后也不进行热处理。 对于Q235堆焊工艺研究,因为产品焊后 进行580600消应力退火热处理,因 此试板焊后
16、选择与之相同的热处理规范 。 耿 磊 渊 六 链 么 拇 挤 帕 泅 落 雏 跟 澎 瞬 嘻 氏 慧 矿 尔 朴 堆 昆 绣 囤 请 须 赣 账 砾 跑 狗 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 焊接试件检测项目及依据 (一)对于1Cr18Ni9Ti对接试板焊接工艺研究 1 试板坡口面、焊缝着色检验(PT),按QJ/sh51.01进行。 2 焊缝射线检验(RT),按QJ/sh51.03进行。 3 试件力学性能试验,按ASME 进行。 1)弯曲试验:焊接接头采用侧弯试验。 2
17、)拉伸试验:焊接接头常温拉伸试验。 3)冲击试验:焊缝、母材及热影响区的常温冲击试验。 4)硬度试验:焊缝、母材及热影响区硬度试验。 4 晶间腐蚀试验:焊接接头的晶间腐蚀试验,按GB4334.5- 2000进行。 5 金相检验:焊接接头的宏观及微观金相检验,按GB226-91 进行。 6 化学成份分析:母材和焊缝化学成份分析。 劣 泞 葬 艳 囤 绝 浦 暖 淀 扫 赛 凋 荤 塌 露 流 击 丑 渺 型 硒 瘸 良 琢 怨 绣 庄 伤 苦 捅 尊 幅 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺 试 验 研 究 C O 2 焊 机 不 锈 钢 药 芯 焊 丝 焊 接 工 艺
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- 关 键 词:
- CO2 不锈钢 焊丝 焊接 工艺 试验 研究
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