S30408不銹鋼壓力容器封頭環(huán)縫焊接工藝研究(焊接畢業(yè)設(shè)計(jì))

1、云南國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 云南廣播電視大學(xué) 云南國防工業(yè)職業(yè)技術(shù) 學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課 題 S30408不銹鋼壓力容器封頭環(huán)縫焊接工藝研究教 研 室 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 學(xué)號 導(dǎo)師姓名 職稱 201 年月 日 不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印目錄摘要I第1章 緒論11.1 研究背景11.2 壓力容器基本要求及存在問題21.2.1 壓力容器基本要求21.2.2 壓力容器焊接中存在的問題21.3 本論文的主要研究問題3第2章 S30408不銹鋼焊接性42.1 S30408成分及性能42.2 S30408焊接性42.3 本章小結(jié)5第3章 S30408焊接工藝63.

2、1 焊接方案63.2 焊接設(shè)備及材料63.2.1 手弧焊設(shè)備及材料63.2.2 埋弧焊材料及設(shè)備73.3 焊接工藝83.3.1 焊接參數(shù)選擇83.3.2 焊接工藝流程103.3.3 焊接注意事項(xiàng)113.4 本章小結(jié)11第4章 焊后檢測124.1 焊后檢驗(yàn)意義124.2 力學(xué)性能試驗(yàn)124.2.1 拉伸試驗(yàn)124.2.2 彎曲試驗(yàn)134.2.3 沖擊試驗(yàn)144.3 X射線探傷154.3.1 X射線探傷儀器及設(shè)備154.3.2 試樣制備154.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析154.4 本章小結(jié)16結(jié)論17致謝18參考文獻(xiàn)19摘要壓力容器多數(shù)在高溫高壓下運(yùn)行，必須要承受較高的載荷。因此，要求壓力容器的焊縫和

3、熱影響區(qū)必須具有較高的強(qiáng)度、足夠的沖擊韌性和很高的耐熱性，并且保證焊接接頭無裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。本課題研究的是壓力容器中的不銹鋼壓力容器的焊接，其母材為S30408不銹鋼。因此，如何制定合理的焊接工藝，以解決S30408中的焊接缺陷問題，獲得強(qiáng)度高，塑性、韌性好的優(yōu)質(zhì)S30408焊接接頭，就成為壓力容器生產(chǎn)制造過程中必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。不銹鋼因?yàn)槠涮赜械囊恍┕に囆阅?，現(xiàn)如今在壓力容器的制造中占的比重越來越大。我們要想做好不銹鋼壓力容器的生產(chǎn)制造，保證所生產(chǎn)不銹鋼壓力容器的質(zhì)量，避免發(fā)生事故，就必須對不銹鋼壓力容器的焊接工藝有一個(gè)全面清楚的認(rèn)識，對焊接過程中所出現(xiàn)的問題有一個(gè)好的解決辦法

4、。通過針對S30408不銹鋼壓力容器的封頭環(huán)縫焊接工藝研究，確定S30408不銹鋼壓力容器環(huán)縫焊接所用的焊接方法、焊接電流、焊接電壓以及所選用的焊條、焊絲型號等。通過焊后的拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)以及X射線探傷檢測確定S30408的焊接性和所制定的焊接工藝的正確性。本論文對S30408不銹鋼的焊接性研究和試驗(yàn)分析結(jié)果具有一定的理論研究價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞壓力容器；S30408鋼；手弧焊；埋弧焊第1章 緒論1.1 研究背景有資料表明，目前我國壓力容器供方市場已有2700余家，已構(gòu)成規(guī)模大，裝備強(qiáng)，覆蓋面廣，技術(shù)力量強(qiáng)，素質(zhì)高的生產(chǎn)廠家。并且我國已形成ASME產(chǎn)品協(xié)作網(wǎng)，中小壓力容器廠商

5、聯(lián)合會，已創(chuàng)建壓力容器協(xié)會，這均是很有前景的橫向聯(lián)合的行業(yè)協(xié)會團(tuán)體。我國的壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化體系是隨著壓力容器行業(yè)的逐步發(fā)展而形成的，從總體上體現(xiàn)了當(dāng)前壓力容器行業(yè)的技術(shù)水平和管理水平。其中既有參照先進(jìn)工業(yè)國家的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)而制訂的技術(shù)內(nèi)容，也有根據(jù)自身國情和總體技術(shù)水平而建立起來的技術(shù)內(nèi)容。經(jīng)過幾十年的工業(yè)生產(chǎn)檢驗(yàn)，證明對于壓力容器產(chǎn)品的質(zhì)量控制和安全使用起到了極為關(guān)鍵的作用。目前世界各工業(yè)國家在壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化中投入大量的人力物力，特別是對于本國標(biāo)準(zhǔn)如何達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)并使本國的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容成為國際標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)內(nèi)容。在此情況下，我國必須在基于本國標(biāo)準(zhǔn)的前提下，向國際標(biāo)準(zhǔn)看齊，在壓力容器的生產(chǎn)和檢驗(yàn)上做出相

6、應(yīng)的努力，才能使中國的標(biāo)準(zhǔn)以及壓力容器行業(yè)的技術(shù)和管理水平趕上世界先進(jìn)水平。通俗地說，不銹鋼就是不容易生銹的鋼，實(shí)際上一部分不銹鋼，既有不銹性，又有耐酸性。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗(yàn)表明，鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中，其耐蝕性隨鋼中鉻含量的增加而提高，當(dāng)鉻含量達(dá)到一定的百分比時(shí)，鋼的耐蝕性發(fā)生突變，即從易生銹到不易生銹，從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結(jié)構(gòu)分類，有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼；按主要化學(xué)成分分類，基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系；按耐蝕類型分可分為耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力

7、腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等；按功能特點(diǎn)分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強(qiáng)度不銹鋼等等。由于不銹鋼材具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性等系列特點(diǎn)，所以在重工業(yè)、輕工業(yè)、生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等行業(yè)中獲取得廣泛的應(yīng)用。壓力容器（如圖1-1所示）是承受內(nèi)外壓力的設(shè)備，具有多種結(jié)構(gòu)形式，基本組成由殼體、封頭、接管、支座等構(gòu)成，這些部件均需要通過焊接組裝成為一個(gè)整體。因此，焊接過程是壓力容器生產(chǎn)制造過程的核心內(nèi)容。壓力容器作為國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的重要的特種設(shè)備，可分為石油化工容器、核反應(yīng)堆壓力容器和核電站鍋爐三大類。雖然大量應(yīng)用高強(qiáng)鋼，但壓力容器的焊接還仍

8、然以埋弧自動焊1、電渣焊、手工電弧焊和堆焊為主，窄間隙焊接和藥芯焊絲氣體保護(hù)焊為輔。目前，在各個(gè)制造廠，壓力容器環(huán)縫一般采用埋弧自動焊，縱縫采用電渣焊，而各種接管與筒體的焊接基本上還是采用手工電弧焊。 圖1-1 壓力容器1.2 壓力容器基本要求及存在問題1.2.1 壓力容器基本要求壓力容器設(shè)計(jì)的最主要特點(diǎn)是根據(jù)使用條件選擇合適的鋼種，并提出相應(yīng)的技術(shù)要求，以保證壓力容器在制作和使用過程中達(dá)到不裂和不脆的要求。不裂即在制造和使用過程中不出現(xiàn)裂紋。不脆保證壓力容器在制造和使用過程中鋼材和焊接接頭具有足夠的韌性和抗斷裂能力。壓力容器多數(shù)在高溫高壓下使用，需要承受很強(qiáng)的載荷。因此，對壓力容器的焊接接頭

9、提出了更高的要求。這些要求主要反映在兩個(gè)方面：一是焊縫金屬和熱影響區(qū)除了具有一定強(qiáng)度、剛度和一定沖擊韌性外，還必須要求有耐久性和密封性；二是要求焊接接頭無裂紋等缺陷。1.2.2 壓力容器焊接中存在的問題雖然壓力容器生產(chǎn)廠家在壓力容器的生產(chǎn)過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但嚴(yán)格來說，還存在不少的問題。焊接質(zhì)量問題主要有兩個(gè)方面：一是焊縫金屬和焊接接頭的機(jī)械性能不符合焊接要求：二是在焊接區(qū)存在裂紋等缺陷。機(jī)械性能的薄弱環(huán)節(jié)會降低熱影響區(qū)的沖擊韌性和焊接接頭在高溫下的抗拉強(qiáng)度。造成機(jī)械性能不合格的因素很多，母材原始性能偏低或勉強(qiáng)合格往往是導(dǎo)致機(jī)械性能，特別是使抗拉強(qiáng)度出格的主要因素。焊縫金屬和焊接接頭的裂紋

10、是影響壓力容器運(yùn)行的最大危害，也是壓力容器焊接面臨的最主要的技術(shù)問題。美國俄亥俄州煤氣公司液化天然氣貯存的三臺17.4 m的焊接球罐，由于焊接裂紋的擴(kuò)展，突然發(fā)生爆炸，釀成大火，死亡128人，損失680萬美元。在國內(nèi)，據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督局統(tǒng)計(jì)，我國在2003年一年時(shí)間內(nèi)，共發(fā)生各類爆炸事故144起，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1486.33萬元。2002年發(fā)生鍋爐、壓力容器和壓力管道事故117起，直接經(jīng)濟(jì)損失2552.4萬元。其中大部分原因是因裂紋所致。1.3 本論文的主要研究問題本論文主要是了解S30408的焊接性，然后制定焊接方案，選擇焊接材料及設(shè)備。制定焊接工藝，包括焊接參數(shù)的選擇，焊接流程及注意事項(xiàng)。最

11、后是焊接檢測，包括力學(xué)性能測試和X射線探傷，通過試驗(yàn)結(jié)果分析得到結(jié)論。第2章 S30408不銹鋼焊接性2.1 S30408成分及性能S30408是美國的不銹鋼牌號2，我國與之對應(yīng)的鋼新牌號是06Cr19Ni10，舊牌號是0Cr18Ni9。該鋼具有優(yōu)良的不銹耐蝕性能，優(yōu)良的冷熱加工成型性能，較好的低溫性能和良好的焊接性能。金屬焊接性3是金屬材料對焊接加工的適用性。主要是指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。金屬焊接性分為工藝焊接性和使用焊接性。工藝焊接性是指特定的材料在指定工藝條件下形成優(yōu)質(zhì)焊接接頭的能力；使用焊接性是指形成的接頭適應(yīng)使用要求的程度，兩者都是材料在焊接過程中冶金行

12、為發(fā)展變化的結(jié)果。隨著新的焊接方法的不斷涌現(xiàn)，材料制造工藝的不斷完善和新材料的出現(xiàn)，以及生產(chǎn)應(yīng)用對結(jié)構(gòu)越來越高的性能要求，金屬焊接性問題不斷涌現(xiàn)，因此，金屬焊接性仍是生產(chǎn)和研究中極為重要的課題。鋼材的焊接性主要取決于它的化學(xué)成分。隨鋼材強(qiáng)度級別的提高，其焊接性變差。焊接性變差一般表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是焊接過程中焊縫熔敷金屬的各種冶金缺陷；二是焊接過程中材料和性能的變化。對于不銹鋼材料的焊接4，由于在焊接和使用過程中必須考慮焊接成分及焊接性問題，工程設(shè)計(jì)上大多采用相同成分或相近成分的不銹鋼焊接。S30408不銹鋼的化學(xué)成分如表2-1所示。表2-1 S30408不銹鋼的化學(xué)成分C,% Si,% Mn

13、,% S,% Ni,% Cr,% Mo,% 0.08 0.75 2.00 0.030 8.0010.50 18.0020.00 S30408不銹鋼的力學(xué)性能如表2-2所示。表2-2 S30408不銹鋼力學(xué)性能b,Mpa 0.2,Mpa , % , % 硬度，HBW205 520 40 60 1872.2 S30408焊接性S30408不銹鋼不但具有優(yōu)良的腐蝕性、耐熱性和力學(xué)性能，而且焊接性也好。但是，如果焊接材料或焊接工藝選擇不當(dāng)，也會產(chǎn)生很多問題。其中經(jīng)常遇到的是焊接接頭的晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕問題和焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋問題。S30408不銹鋼焊接接頭易在焊縫區(qū)、母材敏感區(qū)等部位產(chǎn)生晶間腐蝕。為防

14、止晶間腐蝕應(yīng)盡量降低碳含量，使用碳含量低的焊材，采用較小的焊接熱輸入或加快冷卻速度。應(yīng)力腐蝕開裂是在拉應(yīng)力和腐蝕的共同作用下產(chǎn)生的開裂。S30408不銹鋼導(dǎo)熱性差，線膨脹系數(shù)大，焊接殘余應(yīng)力較大。因此應(yīng)盡量降低焊接殘余應(yīng)力、拉應(yīng)力和嚴(yán)格控制層間溫度。焊接時(shí)極易產(chǎn)生熱裂紋，這是因?yàn)楹缚p金屬結(jié)晶期間存在較大拉應(yīng)力，加之導(dǎo)熱系數(shù)差和線膨脹系數(shù)大，在焊接局部加熱和冷卻的條件下，焊接接頭在冷卻過程中可形成較大的拉應(yīng)力。所以應(yīng)該嚴(yán)格控制焊縫的有害物質(zhì)，采用較小的焊接熱輸入。2.3 本章小結(jié)在焊接前首先要知道所焊接板材的焊接性。這章主要是分析S30408的成分及性能，并給出了S30408的成分表和力學(xué)性能表

15、。每一種鋼都有自己的焊接特性，S30408焊接時(shí)容易產(chǎn)生晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂和熱裂紋。第3章 S30408焊接工藝3.1 焊接方案壓力容器環(huán)縫為對接接頭，坡口為Y形坡口，板厚12 mm。由于材料厚度較大，焊接層數(shù)較多，焊接工作量較大，因此焊接效率較低，且因?qū)娱g清渣困難，焊縫內(nèi)部也易產(chǎn)生夾渣缺陷。為了解決上述問題，決定在S30408不銹鋼壓力容器封頭環(huán)縫焊接過程中引入埋弧焊工藝，以保證焊縫質(zhì)量，提高焊接效率。但是由于直接用埋弧焊焊接容易使焊接接頭燒穿，所以需先用手弧焊進(jìn)行打底焊，再用埋弧焊焊接。在焊后需進(jìn)行檢測，根據(jù)JBT4730-2005承壓設(shè)備無損檢測規(guī)定，采用X射線檢測，檢測結(jié)果不低于級

16、為合格。3.2 焊接設(shè)備及材料3.2.1 手弧焊設(shè)備及材料為避免埋弧焊焊接時(shí)出現(xiàn)燒穿，影響焊接效率和質(zhì)量，必須先用手弧焊打底。選用的電焊機(jī)為直流逆變焊機(jī)ZX7焊機(jī)，焊機(jī)如圖3-1所示。 圖3-1 直流逆變焊機(jī)ZX7選用的不銹鋼焊條型號為E308-16，牌號為A102。A102焊條的化學(xué)成分和力學(xué)性能分別如表3-1和3-2所示。表3-1 A102焊條化學(xué)成分化學(xué)成分 C Mn Si Cr Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)，% 0.07 1.22 0.46 19.2 8.50表3-2 A102焊條力學(xué)性能屈服強(qiáng)度s,% 抗拉強(qiáng)度b,% 伸長率,% 350 550 353.2.2 埋弧焊材料及設(shè)備因?yàn)槭菈毫θ萜鞯沫h(huán)縫焊

17、接，所以應(yīng)選用懸臂式自動埋弧焊機(jī)，選用的埋弧焊機(jī)如圖3-2所示，為MZ-1000型埋弧自動焊機(jī)。 圖3-2 MZ-1000型埋弧焊機(jī)壓力容器的焊接必須借用一些焊接變位機(jī)械，這類機(jī)械裝置以改變焊機(jī)所處位置為主要任務(wù)。為了適應(yīng)在各種情況的焊接需要，其類型也是多種多樣的。但其共同的特征是：具有可以升降和水平收縮的橫臂或平臺、立柱回轉(zhuǎn)、臺車可以移動等，也有不帶臺車而僅使平臺或橫臂繞立柱回轉(zhuǎn)并沿之升降的。這里所選用的焊接操作機(jī)為平臺式操作機(jī)，如圖3-3所示。焊絲5和焊劑是埋弧焊的消耗材料，從普通碳素鋼到高級鎳合金等多種金屬材料的焊接都可以選擇焊絲和焊劑配合進(jìn)行埋弧焊接。二者直接參與焊接過程的冶金反應(yīng)，因

18、而它們的化學(xué)成分和物理性能不僅影響埋弧焊的穩(wěn)定性，焊接接頭性能和質(zhì)量，同時(shí)還影響著焊接生產(chǎn)率，因此根據(jù)焊縫金屬要求，正確選用焊絲和焊劑是埋弧焊技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。這里選用的焊絲型號為ER308焊絲，選用的焊劑為HJ260。ER308焊絲的化學(xué)成分和力學(xué)性能分別如表3-3和3-4所示。 圖3-3 焊接平臺式操作機(jī)表3-3 ER308 焊絲化學(xué)成分化學(xué)成分 C Mn Si Cr Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)，% 0.05 1.80 0.35 20.00 10.21表3-4 ER308 焊絲力學(xué)性能屈服強(qiáng)度s,% 抗拉強(qiáng)度b,% 伸長率,% 450 600 413.3 焊接工藝3.3.1 焊接參數(shù)選擇1.手弧焊參數(shù)

19、選擇焊條直徑的選擇：為提高生產(chǎn)效率，盡可能地選用直徑較大的焊條。當(dāng)然，這還要看板厚和坡口角度及坡口大小，如果板材較薄或是坡口角度過小，用直徑大的焊條焊接容易燒穿，而且用直徑過大的焊條焊接，也容易造成未焊透或焊縫成形不良等缺陷6。所以焊條的選用要考慮到多方面的影響因素，不能只根據(jù)一方面選擇焊條。焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系如表3-5所示。表3-5 焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系焊件厚度，mm 4 412 12焊條直徑，mm 不超過焊件厚度 3.24.0 4.0焊接電流7的選擇：焊接電流是焊條電弧焊最重要的工藝參數(shù)。選擇焊接電流時(shí)，要考慮的因素很多，如焊條直徑，藥皮類型、工件厚度，接頭類型，焊接位置，焊道層

20、次等。但主要由焊條直徑，焊接位置和焊道層次決定的。焊條直徑與焊接電流的關(guān)系如表3-6所示。表3-6 焊條直徑與焊接電流的關(guān)系焊條直徑，mm 1.6 2.0 2.5 3.2 4.05.0焊接電流，mm 2540 4065 5080 100130 160210 260270電弧電壓的選擇：電弧電壓主要影響焊縫的寬窄，電弧電壓越高，焊縫越寬，因?yàn)楹笚l電弧焊時(shí)，焊縫寬度主要靠焊條的橫向擺動幅度來控制，因此電弧電壓的影響不明顯。焊接速度的選擇：焊接速度就是單位時(shí)間內(nèi)完成焊縫的長度。焊條電弧焊時(shí)，在保證焊縫具有所要求的尺寸和外形，保證熔合良好的原則下，焊接速度由焊工根據(jù)具體情況靈活掌握。焊接層次的選擇：在

21、厚板焊接時(shí)，必須采用多層焊或多層多道焊。多層焊的前一條焊道對后一條焊道起預(yù)熱作用，而后一條焊道對前一條焊道起熱處理作用，有利于提高焊縫金屬的塑性和韌性。2.埋弧焊焊接參數(shù) 焊絲的選擇：埋弧焊使用的焊絲有實(shí)心焊絲和藥芯焊絲兩類，生產(chǎn)中普遍使用的是實(shí)心焊絲，藥芯焊絲只在某些特殊場合應(yīng)用。目前主要有碳剛、低合金鋼、高碳剛、特殊合金鋼、不銹鋼、鎳基合金鋼焊絲。焊劑的選擇：焊劑主要分為兩大類，熔煉焊劑和非熔煉焊劑。焊絲直徑的選擇：當(dāng)其他條件不變時(shí)，焊絲直徑不同，焊縫形狀會發(fā)生變化。熔深與焊絲直徑成反比關(guān)系，但這種關(guān)系隨電流密度的增加而減弱。焊接電流的選擇：焊接電流過大，熔深大，余高過大，易產(chǎn)生高溫裂紋；

22、焊接電流小，熔深淺，余高和寬度不足。焊絲直徑與電流的關(guān)系如表3-7所示。表3-7 焊絲直徑與電流的關(guān)系焊絲直徑，mm 3.0 4.0 5.0 6.0電流范圍，A 350400 400800 7001000 8001200 電壓的選擇：電弧電壓和電弧長度8成正比。電弧電壓過高，焊縫寬度增加，余高不夠；電弧電壓低，熔深大，焊縫寬度窄，易產(chǎn)生熱裂紋。埋弧焊時(shí)電弧電壓是依據(jù)焊接電流調(diào)整的，即一定焊接電流要保持一定的弧長才可能保證焊接電弧的穩(wěn)定燃燒，所以電弧電壓的變化范圍是有限的。電流與電壓的關(guān)系如表3-8所示。表3-4電流對應(yīng)電壓焊接電流，A 400600 600700 700850 8501000

23、10001200電弧電壓，V 3236 3638 3840 4042 4244焊接速度的選擇：通常焊接速度小，焊接熔池大，焊縫熔深和熔寬均較大；隨著焊接速度增加，焊縫熔深和熔寬9都將減小。焊接速度過小，熔化金屬量多，焊縫成形差；焊接速度過大，熔化金屬量不足，容易產(chǎn)生咬邊。3.3.2 焊接工藝流程板厚12 mm，坡口選擇Y形坡口，坡口示意圖如3-4所示。焊條型號E308-16，直徑為4 mm，電流160180 A。埋弧焊絲型號為ER308，焊絲直徑為4 mm，電流450600 A。碳棒直徑選8 mm，電流350500 A。 圖3-4 焊接接頭坡口示意圖 焊接流程圖如圖3-5所示。手弧焊焊接焊前檢

24、查焊前清理操作準(zhǔn)備 埋弧焊焊接碳弧氣刨清根埋弧焊焊接 圖3-5 焊接工藝流程操作準(zhǔn)備10主要是準(zhǔn)備好焊接設(shè)備和焊材，以及引弧板等焊接所需物品；焊前檢查主要是檢查焊機(jī)以及焊機(jī)控制電纜線接頭有無松動，焊接電纜是否連接妥當(dāng)。焊機(jī)要作空車調(diào)試，檢查各個(gè)按鈕、旋鈕開關(guān)、電流表和電壓表等是否正常；焊件清理11主要是去除銹蝕、油污及水分，防止氣孔的產(chǎn)生。一般用噴砂、噴丸方法或手工清除，必要時(shí)用火焰烘烤待焊部位。在焊前應(yīng)將坡口及坡口兩側(cè)各20 mm區(qū)域內(nèi)及待焊部位的表面鐵銹、氧化皮、油污等清理干凈。埋弧焊用的焊絲和焊劑對焊縫金屬的成分、組織和性能影響極大。因此焊接前必須清除焊絲表面的氧化皮、鐵銹及油污等。焊劑

25、保存時(shí)要注意防潮，使用前必須按規(guī)定的溫度烘干待用。因?yàn)?2 mm焊件屬于薄板12，如果直接用埋弧焊焊接容易燒穿，所以先用手弧焊打底，第一層用手弧焊打底，第二層繼續(xù)用手弧焊填充，最后一層用埋弧焊蓋面。背面用碳弧氣刨清根，然后直接用埋弧焊蓋面。3.3.3 焊接注意事項(xiàng)為防止鐵離子和其它雜質(zhì)的污染，不銹鋼制品13的生產(chǎn)場所應(yīng)保持清潔、干燥，嚴(yán)格控制灰塵積聚；生產(chǎn)中使用專用的膠輪滾輪架，專用的吊夾具及工藝裝備；不銹鋼容器制造過程中，操作工人應(yīng)穿著軟質(zhì)橡膠工程鞋，鞋底不得帶有鐵釘與尖銳異物；不銹鋼容器施焊時(shí)，不允許用碳素鋼材質(zhì)作為地線搭鐵，應(yīng)將地線搭鐵緊固在工件上，禁止點(diǎn)焊固定；具有抗晶間腐蝕要求的不銹

26、鋼制壓力容器14在焊接時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)范，嚴(yán)格控制焊道的層間溫度；不銹鋼制壓力容器施焊前需用丙酮或酒精將接頭處的油污等雜質(zhì)清洗干凈，采用等離子切割的坡口應(yīng)打磨至露出金屬光澤。焊接時(shí)不允許在不銹鋼非施焊表面引弧。3.4 本章小結(jié)本章主要是焊接工藝的制定，根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)選擇合適的焊接方法、焊接參數(shù)以及焊接設(shè)備和材料的選擇。只有制定合理的焊接工藝，才能保質(zhì)保量的完成焊接工作。第4章 焊后檢測4.1 焊后檢驗(yàn)意義隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，焊接加工在工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、建筑結(jié)構(gòu)等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于壓力容器的生產(chǎn)要求日益苛刻，因此確保焊接結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量是至關(guān)重要的，否則，在運(yùn)行中出現(xiàn)事故必將造成慘

27、重的損失。由于焊接接頭性能的不均勻性，應(yīng)力分布的復(fù)雜性，制造過程中又無法做到絕對不產(chǎn)生焊接缺陷，因此為了明確是否生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品，我們必須焊后檢驗(yàn)15。為了保證焊接產(chǎn)品的質(zhì)量，以免工件在工作時(shí)發(fā)生斷裂和報(bào)廢，往往在工件斷裂的同時(shí)還會引發(fā)事故，如：壓力容器爆炸、重載構(gòu)件斷裂等。都會造成極大的破壞，致使人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。所以我們要進(jìn)行有目的的檢驗(yàn)焊接產(chǎn)品，以保證焊接產(chǎn)品的正常工作。4.2 力學(xué)性能試驗(yàn)4.2.1 拉伸試驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器萬能試驗(yàn)機(jī)、引伸儀、游標(biāo)卡尺2.試樣的制備按照焊接接頭機(jī)械性能試驗(yàn)取樣方法在焊接試板上切取加工拉伸試樣，如圖4-1所示。 圖4-1 拉伸試樣3.測試項(xiàng)目測試項(xiàng)目

28、包括抗拉強(qiáng)度強(qiáng)度b、屈服強(qiáng)度s、斷后伸長率和斷面收縮率。4.試驗(yàn)結(jié)果及分析按照GB2651-89焊接接頭拉伸試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，測得所需試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)結(jié)果平均值如表4-1所示。表4-1 拉伸試驗(yàn)測試結(jié)果屈服強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 斷后伸長率 斷面收縮率315.4 722.4 53.08 52.5通過對奧氏體不銹鋼S30408進(jìn)行室溫單向拉伸試驗(yàn)，研究了預(yù)應(yīng)變量和變形速度等對材料韌性、強(qiáng)度等力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明預(yù)應(yīng)變處理能提高材料的屈服強(qiáng)度，降低材料的抗拉強(qiáng)度，但同時(shí)會降低韌性。4.2.2 彎曲試驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)儀器萬能試驗(yàn)機(jī)2.試樣的制備按照GB2649-89焊接接頭機(jī)械性能試驗(yàn)取樣方法切取加工彎曲試樣如

29、圖4-2所示。 圖4-2彎曲試樣3.試驗(yàn)結(jié)果及分析 彎曲試驗(yàn)結(jié)果如表4-2所示。 表4-2彎曲試驗(yàn)測試結(jié)果試樣編號彎曲類型試樣厚度，mm彎心直徑，mm彎曲角度，°試驗(yàn)結(jié)果1橫彎1240180無裂2橫彎1240180無裂3橫彎1240180無裂4橫彎1240180無裂5橫彎1240180無裂6橫彎1240180無裂橫彎彎至180度沒有發(fā)生開裂，說明S30408焊接性能良好，從而所設(shè)計(jì)的焊接工藝也是可行的。4.2.3 沖擊試驗(yàn)1.試驗(yàn)儀器及設(shè)備沖擊試驗(yàn)機(jī)、游標(biāo)卡尺2.沖擊實(shí)驗(yàn)原理沖擊試驗(yàn)是將具有規(guī)定形狀、尺寸和缺口類型的試樣，放在沖擊試樣機(jī)的支座上，使之處于簡支梁狀態(tài)。然后用規(guī)定高度的擺

30、錘對試樣進(jìn)行一次性打擊，實(shí)質(zhì)上就是通過能量轉(zhuǎn)換過程，測量試樣在這種沖擊下折斷時(shí)所吸收的功。3.試樣制備按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2291994金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法，金屬沖擊試驗(yàn)所采用的標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣為10 mm×10 mm×55 mm，并開有2 mm或5 mm深的U形缺口的沖擊試樣，如圖4-3所示。 圖4-3沖擊試樣4.試驗(yàn)結(jié)果及分析沖擊試驗(yàn)在JB30B沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，沖擊能量3015 kg·m，S30408沖擊試驗(yàn)結(jié)果如表4-3所示。表4-3 沖擊試驗(yàn)結(jié)果試板編號試驗(yàn)尺寸，mm缺口類型缺口位置沖擊溫度，沖擊功，J110×10U焊縫區(qū)常溫86.5210&

31、#215;10U焊縫區(qū)常溫83.2310×10U焊縫區(qū)常溫78410×10U焊縫區(qū)常溫81510×10U焊縫區(qū)常溫79.2610×10U焊縫區(qū)常溫83從U形缺口韌性沖擊試驗(yàn)結(jié)果可以看出：所有的沖擊功都高于70 J，在不同的工藝條件下，沖擊韌性也不同。4.3 X射線探傷4.3.1 X射線探傷儀器及設(shè)備工業(yè)用X射線探傷機(jī)、X射線膠片、增感屏、像質(zhì)計(jì)、標(biāo)記帶、暗盒、中心指示器、黑度計(jì)、顯影藥水、定影藥水、洗片夾等。X射線探傷機(jī)如圖4-4所示。 圖4-4 工業(yè)用X射線探傷機(jī)4.3.2 試樣制備試樣即所焊的壓力容器的環(huán)縫焊接接頭。4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析焊后對焊

32、接接頭進(jìn)行探傷，焊縫內(nèi)部質(zhì)量按GB3323-87鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級中B級焊縫標(biāo)準(zhǔn)要求，在X射線機(jī)上，經(jīng)X射線透照驗(yàn)收合格。結(jié)果如表4-4所示。表4-4 焊接接頭X射線探傷結(jié)果試樣編號X射線檢測123456根據(jù)GBT3323-1987標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)缺陷性質(zhì)、數(shù)量和大小將焊縫質(zhì)量分為、四個(gè)等級。級質(zhì)量最好，級質(zhì)量最差。結(jié)果顯示達(dá)到級和級焊縫要求，說明S30408焊接性良好，焊接工藝正確，焊縫合格，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。4.4 本章小結(jié)本章主要介紹了壓力容器的檢測方法，因?yàn)閴毫θ萜髦饕糜诨どa(chǎn)，如果一旦泄露，后果不堪設(shè)想，因此檢測的重要性不言而喻，檢測包括很多種，本章主要是力學(xué)性能檢測和X射

33、線探傷，但不管哪一種，都是至關(guān)重要的，不可忽視。千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印?！敖Y(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫在此行之前。- 20 -結(jié)論本文針對壓力容器生產(chǎn)廠家生產(chǎn)制造的S30408不銹鋼壓力容器制造技術(shù)和焊接質(zhì)量，結(jié)合生產(chǎn)廠家焊接生產(chǎn)中所采用的手弧焊和埋弧焊焊接方法，從研究S30408不銹鋼焊接性分析出發(fā)，通過焊接工藝評定和焊接接頭焊縫組織分析以及相關(guān)無損檢測方法進(jìn)行焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化，得到一些試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。現(xiàn)將主要內(nèi)容和結(jié)果總結(jié)如下：1.通過對奧氏體不銹鋼S30408進(jìn)行室溫單向拉伸試驗(yàn)，研究了預(yù)應(yīng)變量和變形速度等對材料韌性、強(qiáng)度等力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明預(yù)應(yīng)變處理能提高

34、材料的屈服強(qiáng)度，降低材料的抗拉強(qiáng)度，但同時(shí)會降低韌性。通過彎曲試驗(yàn)橫彎彎至180度沒有發(fā)生開裂，說明S30408焊接性能良好。2.S30408不銹鋼有良好的冷、熱加工性能、無磁性和好的低溫性能。S30408在焊接中易產(chǎn)生熱裂紋和應(yīng)力腐蝕開裂，所以在焊接時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格控制焊縫的有害物質(zhì)，采用較小的焊接熱輸入，盡量降低焊接殘余應(yīng)力、拉應(yīng)力和嚴(yán)格控制層間溫度。3.通過對X射線探傷得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定了焊縫為級焊縫和級焊縫。根據(jù)國家壓力容器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這樣的焊縫符合壓力容器無損檢測標(biāo)準(zhǔn)，焊接的焊縫是合格的。這樣的結(jié)果進(jìn)一步證明了S30408良好的焊接性，制定的焊接工藝和選擇的焊接參數(shù)也是合理的。本論文針對S30408不銹鋼壓力容器的封頭環(huán)縫焊接工藝研究，明確了研究背景，分析了S30408的焊接性，確定了S30408不銹鋼壓力容器環(huán)縫焊接所用的焊接方法、焊接電流、焊接