奧氏體不銹鋼TiG焊的焊接工藝評定

1、奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計目 錄摘 要 . 1 引 言. 2第一章 焊接工藝評定基本原理 . 31.1 焊接工藝評定的目的 31.2焊接工藝評定的一般程序 31.3 焊接性能是焊接工藝評定基礎(chǔ) 3第二章 奧氏體不銹鋼TIG42.1 評定對接焊縫 42.2 管與板角焊縫試件 42.3 焊接工藝因素 42.4. 評定規(guī)則 52.5熱處理 52.6 62.76. 8. 13第四章 20 參考文獻(xiàn) . 21 致 謝. 22奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計摘 要焊接過程是特殊過程。焊接結(jié)果不容易經(jīng)濟地通過檢驗和試驗完全驗證，有些問題在設(shè)備使用后才曝露出來造成不應(yīng)有的損失。在產(chǎn)品施焊前就

2、需要確認(rèn)焊接工藝能否保證焊接接頭的使用性能。焊接工藝評定又是制造安裝單位的技術(shù)資源和技術(shù)儲備，是焊接技術(shù)和焊接質(zhì)量控制水平和能力的標(biāo)志，也是獲得優(yōu)良焊接質(zhì)量的保證。通過焊接工藝評定的研究能更好的了解焊接技術(shù)和焊接工藝的特性，奧經(jīng)濟價值.一般認(rèn)為,奧氏體鋼在焊接中存在的問題主要有:蝕、應(yīng)力腐蝕開裂及含Ni這些問題都與奧氏體鋼焊接區(qū)域的顯微組織結(jié)構(gòu)有關(guān)關(guān)鍵詞 焊接工藝評定 檢測 焊縫奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計引 言在現(xiàn)代生產(chǎn)中，隨著社會的進(jìn)步、生產(chǎn)力的發(fā)展對焊接產(chǎn)品的要求越來越高，不銹鋼以其耐腐蝕，耐酸等良好的性能得到廣泛應(yīng)用奧氏體不銹鋼是應(yīng)用最廣泛的不銹鋼，以Cr-Ni型不銹鋼最為普

3、遍。目前奧氏體不銹鋼大致分為Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。還有廣泛開發(fā)應(yīng)用的超級奧氏體不銹鋼。本文以1Cr18Ni9Ti鋼為例做焊接工藝評定。焊接工藝是保證焊接質(zhì)量的重要措施，的正確性和合理性。通過焊接工藝評定，國的地位很不相稱。產(chǎn)量、和提高，我國不銹鋼廠在工藝技術(shù)、裝備水平、以適應(yīng)70%是奧氏體不銹鋼，盡65%左右。如奧氏體晶粒邊界會產(chǎn)生碳擴散現(xiàn)象,并與 Cr 結(jié)合，生成碳化鉻。當(dāng)晶粒界附近的 Cr 含量小于12%時,會導(dǎo)致貧鉻，從而在腐蝕介質(zhì)作用下貧鉻區(qū)將失去耐腐蝕性能。導(dǎo)致不銹鋼晶間腐蝕,這種腐蝕現(xiàn)象受到應(yīng)力作用時就會沿晶斷裂，是奧氏體鋼最危險的一種破壞

4、形式。晶間腐蝕受應(yīng)力作用時產(chǎn)生斷裂的區(qū)域分別作用在焊接接頭的熱影響區(qū)、焊縫或熔合線上。奧氏體不銹鋼不是在任何時候都會產(chǎn)生晶間腐蝕。它與鋼的加熱溫度和產(chǎn)生晶間腐蝕的溫度敏感區(qū)，焊接過程中高溫停留時間有關(guān)。最敏感的溫度區(qū)間為450-850。當(dāng)加熱溫度小于450時，不會產(chǎn)生碳擴散現(xiàn)象。也就是說不會形成碳化鉻化合物。當(dāng)溫度升高至830以上時，此時晶粒內(nèi)鉻擴散現(xiàn)象增強。大量的鉻于晶粒的碳化合生成碳化鉻，但兩者都不會形成貧鉻。產(chǎn)生晶間腐蝕最敏感的溫度為630，因此在焊接過程中嚴(yán)格控制危險溫度區(qū),降低630的高溫度停留時間。奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計第一章 焊接工藝評定基本原理1.1 焊接工藝評

5、定的目的焊接工藝評定的目的是驗證施焊單位擬定的焊接工藝的正確性，并評定施焊單位能力。1.2焊接工藝評定的一般程序焊接工藝評定的一般過程是：在產(chǎn)品施焊之前，結(jié)合產(chǎn)品的制造工藝擬定焊接工藝指導(dǎo)書，樣，檢查試件和式樣，根據(jù)評定合格的焊接工藝指導(dǎo)書，規(guī)程，1.3即材料在限定的施工條件下焊接焊接性能受材料、焊接方法、焊接工藝性焊接氣孔敏感性試驗；焊接接頭使用性能包括力學(xué)性能、耐腐蝕性能、抗疲勞性能、抗脆斷性能。通過焊接性能試驗可以了解焊接方法、焊接工藝對金屬材料的適應(yīng)性；了解焊接材料的匹配性；可以合理地選擇焊接工藝參數(shù)。焊接裂紋敏感性試驗可分為間接法和直接法兩大類。做焊接性能試驗時要根據(jù)金屬材料的特點，

6、要有針對性。奧氏體不銹鋼從凝固到冷卻至室溫都保持奧氏體組織，沒有冷裂紋傾向。對奧氏體不銹鋼不做熱影響區(qū)最高硬度試驗或Y形坡口焊接裂紋試驗。奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計第二章 奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定理論基礎(chǔ)2.1 評定對接焊縫工藝時，采用對接焊縫試件。對接焊縫試件評定合格的焊接工藝亦適用于角焊縫。試件形式示意圖1。.焊接工藝評定試件形式2.2a. b.板材對接焊縫試件評定合格的焊接工藝適用于管材的對接焊縫，反之亦可。2.3 焊接工藝因素1.焊接工藝評定因素分為重要因素、補加因素和次要因素1)重要因素是指影響焊接接頭力學(xué)性能（沖擊韌性除外）的焊接工藝因素。2)補加因素是指影響

7、焊接接頭沖擊韌性的焊接工藝因素。當(dāng)規(guī)定進(jìn)行沖擊試驗 5奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計時，需增加補加因素。3)次要因素是指對要求測定的力學(xué)性能無明顯影響的焊接工藝因素。表1 奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定因素接工藝時，可按每種焊接方法或焊接工藝分別進(jìn)行評定；亦可使用兩種或兩種以上焊接方法、焊接工藝試件，進(jìn)行組合評定。組合評定合格后用于焊件時，可以采用其中一種或幾種焊接方法、焊接工藝，但應(yīng)保證其重要因素、補加因素不變，按相關(guān)條款確定每種焊接方法或焊接工藝適用于焊件厚度的有效范圍。奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計2.5熱處理改變焊后熱處理類別，需重新評定焊接工藝。除氣焊外，當(dāng)規(guī)定進(jìn)

8、行沖擊試驗時，焊后熱處理的保溫溫度范圍或保溫時間范圍改變后要重新評定焊接工藝。試件的焊后熱處理應(yīng)與焊件在制造過程中的焊后熱處理基本相同，低于下轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行焊后熱處理時，試件保溫時間不得少于焊件在制造過程中累計保溫時間的80%。奧氏體鋼的使用溫度高于或等于196時，可免做沖擊試驗，一般不熱處理。2.6 試件厚度和焊件厚度表2mm1)對接焊縫試件評定合格的焊接工藝用于角焊縫焊件時，焊件厚度的有效范圍不限。奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計2）組合評定合格后，當(dāng)作單一焊接方法（或焊接工藝）分別評定來確定適用于焊件母材的厚度有效范圍。3）本次設(shè)計使用的奧氏體母材厚度為 1.5T102.7試件制備母

9、材、焊接材料、坡口和試件的焊接必須符合焊接工藝規(guī)程的要求。角焊縫試件尺寸見表4和圖2、圖3。表4 mm圖2 板材角焊縫試件及試樣奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計圖3 管材角焊縫試件2.8 對接焊縫試件和試樣的檢驗a.外觀檢查和按 JB4730b. 夏比 V （當(dāng)規(guī)定時）和彎曲試驗。1) 5 的規(guī)定。2)（或焊接工藝）的焊縫對每一種焊接方法（或焊接工藝）的焊奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計表 5 力學(xué)性能和彎曲性能試驗項目和取樣數(shù)量c .力學(xué)性能試驗的取樣要求：1) 取樣時，一般采用冷加工方法，區(qū)。2) 3)4)圖4 板材對接焊縫試件上試樣位置圖奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計

10、d. 拉伸試驗1) 取樣和加工要求a) 試樣的焊縫余高應(yīng)以機械方法去除，使之與母材齊平。試樣厚度應(yīng)等于或接近試件母材厚度 T。b) 厚度小于或等于 30mm 的試件，采用全厚度試樣進(jìn)行試驗。c) 當(dāng)試驗機受能力限制不能進(jìn)行全厚度的拉伸試驗時，則可將試件在厚度方向上均勻分層取樣，等分后制取試樣厚度應(yīng)接近試驗機所能試驗的最大厚度。等分后的兩片或多片試樣試驗代替一個全厚度試樣的試驗。2)形式緊湊型板接頭帶肩板形試樣（見圖 5圖3)指標(biāo)e.1)試樣的焊縫余高應(yīng)采用機械方法去除，面彎、背彎試樣的拉伸表面應(yīng)加工齊平，試樣受拉伸表面不得有劃痕和損傷。2) 試樣形式a) 橫向側(cè)彎試樣見圖6。奧氏體不銹鋼TIG

11、焊的焊接工藝評定設(shè)計圖6 橫向側(cè)彎試樣b) 面彎和背彎試樣見圖 7。試件厚度 T 為 1038mm ，試樣寬度等于試件厚度。圖7 面彎和背彎試樣奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計c)指標(biāo)試樣在彎曲到規(guī)定的角度后，其拉伸面上沿任何方向不得有單條長大于3mm的裂紋和缺陷。試樣的棱角開裂一般不記。f. 沖擊試驗試樣a) 試樣取向：試樣縱軸應(yīng)垂直于焊縫軸線，缺口軸線垂直于母材表面。 b) 取樣位置；在試件厚度上的取樣位置見圖 8。c) 缺口位置：焊縫區(qū)試樣的缺口軸線應(yīng)位于焊縫中心線上。且應(yīng)盡可能多的通過熱影響區(qū)。沖擊試樣位置圖2) 3 個試樣為一組的常溫的沖擊吸收功平均值應(yīng)符合圖樣或相關(guān)技術(shù)文件規(guī)

12、定，且不得小于 27J，至多允許有 1 個試樣的沖擊吸收功低于規(guī)定值，但不低于規(guī)定值的 70%。g.焊縫試件和試樣的檢驗檢驗項目：外觀檢查，金相檢驗（宏觀、微觀）1)檢驗不得有裂紋。2)項檢驗焊縫根部應(yīng)焊透，焊縫和熱影響區(qū)不得有裂紋、未熔合；角焊縫兩焊腳之差不宜大于3mm。奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計3）用線切割機將奧氏體鋼母材和焊接熱影響區(qū)切下厚0.5mm的薄片.對焊接區(qū)薄片用王水溶液侵蝕,顯示出熔合區(qū)將薄片在砂紙上磨至50,再用離子減薄儀在氬氣介質(zhì)中減薄至30.從薄片試樣上截下=3mm的圓片,即可進(jìn)行透射電鏡觀察分析.取焊接區(qū)金相試樣在管式電爐中加熱至750保溫24h,隨爐冷卻,

13、取出后在苛性赤血鹽溶液中煮沸24分鐘,然后在金相顯微鏡下觀察相析出程度.奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書第二頁奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計第三頁奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計焊 接 工 藝 評 定 報 告第四頁奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計第五頁奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計第六頁奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計金相檢驗（微觀）對18-8奧氏體不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)單面焊、雙面焊焊接區(qū)域在顯微鏡下觀察的結(jié)果表明,兩種試樣焊接區(qū)域的組織特征相

14、似，幾種類型的鐵素體形態(tài)(蠕蟲狀、板條狀的、骨架狀的)共存于18-8奧氏體不銹鋼焊縫中，且不同位置處各種鐵素體形態(tài)所占比例不同。在焊縫中心以骨架狀鐵素體為主，偏離中心處以板條狀鐵素體為主，而在熔合區(qū)附近則以蠕蟲狀鐵素體為主。板條狀鐵素體由奧氏體晶界向奧氏體晶內(nèi)生長，板條間相互平行。熔合區(qū)靠近焊縫一側(cè)，由于冷速快而形成大量蠕蟲狀鐵素體，2鐵素體含量很少，奧氏體晶粒較粗大，可觀察到雜質(zhì)和析出物被軋制成帶狀的形態(tài)。生處。試驗中發(fā)現(xiàn),奧氏體鋼焊縫在經(jīng)過高溫處理或時效處理時將有接區(qū)金相試樣在管式電爐中進(jìn)行750保溫24h,溶液煮沸24分鐘.在顯微鏡下觀察，和大量黑色析出物。還可以.根據(jù)相形成的機理，相長

15、大很迅速，鐵素體可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)橄?，而不會出現(xiàn)可以推知，由鐵素體部分轉(zhuǎn)變而成的析出物可能為相。由相和M23C6析出的TTT要緩慢得多。對奧氏體鋼焊接區(qū)域及母材進(jìn)行X(JCPDS)公布的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)JCPDS公布的對應(yīng)相的晶面間距標(biāo)準(zhǔn)基本吻合。,其次是鐵素體相和微量的其HAZ的奧氏體晶粒內(nèi)部都存在少量馬氏體，但其數(shù)量很少，焊縫中的馬氏體組織中位錯亞結(jié)構(gòu)很少，HAZ的馬氏體中的位錯亞結(jié)構(gòu)比焊縫中的多。奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計第四章 結(jié)束語TiG焊接技術(shù)在現(xiàn)代焊接領(lǐng)域仍占有不可替代的作用。尤其在低中合金鋼，有色金屬和一些特殊性能鋼的焊接方面，TiG焊接技術(shù)的作用更顯突出。奧氏體不銹鋼是應(yīng)用最廣泛的不銹鋼，以Gr-Ni型不銹鋼最為普遍。優(yōu)質(zhì)的TiG焊能滿足奧氏的產(chǎn)生，對TiG提高奧氏體TiG焊的焊接質(zhì)量。奧氏體TiG業(yè)起到一定指導(dǎo)作用。奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評定設(shè)計參考文獻(xiàn)1.王新民. 焊接技能實訓(xùn)： 機械工業(yè)出版社2.烏日根. 焊接質(zhì)量檢測： 化學(xué)工業(yè)出版社3.王貴斗. 金屬材料與熱處理： 機械工業(yè)出版社4.鄧洪軍. 金屬熔焊原理： 機械工業(yè)出版社5.