09Mn2V熱水罐外殼焊接工藝設(shè)計(jì)

1、1 前言本次課程設(shè)計(jì)主要是熱水罐的焊接生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，包括材料的焊接性分析、 焊接工藝方案分析及工藝評(píng)定、確定焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝流程、確定產(chǎn)品外殼主要 零件的加工工藝及檢驗(yàn)、繪制焊接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、確定部件的裝焊工藝等。通過設(shè)計(jì),初步掌握根據(jù)產(chǎn)品圖樣及技術(shù)要求制定焊接工藝規(guī)程的方法、焊接工藝設(shè)計(jì)的步 驟，提高分析焊接生產(chǎn)實(shí)際問題、解決問題的能力。1.1焊接性結(jié)構(gòu)審查焊接結(jié)構(gòu)的工藝性，是指設(shè)計(jì)的焊接結(jié)構(gòu)在具體的工藝條件下能否經(jīng)濟(jì)的制造出來，并采用最有效的工藝方法的可行性。 為了提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工藝性，工 廠應(yīng)對(duì)所有新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和改進(jìn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品， 以及外來圖樣，在首次生產(chǎn)前進(jìn)行 結(jié)構(gòu)性工藝審查。1.1 （ 1

2、）產(chǎn)品說明熱水罐有壓縮氣體或液化氣體儲(chǔ)罐等，熱水罐按容器的容積變化與否可分為 固定容積儲(chǔ)罐和活動(dòng)容積儲(chǔ)罐兩類， 大型固定容積熱水罐制成球形，小型的則制60MPa成圓筒形?；顒?dòng)容積儲(chǔ)罐又稱低壓儲(chǔ)氣罐，俗稱氣柜，其幾何容積可以改變, 閉嚴(yán)密，不致漏氣，并有平衡氣壓和調(diào)節(jié)供氣量的作用， 壓力一般不超過1.1（ 2）產(chǎn)品圖樣標(biāo)準(zhǔn)化審查產(chǎn)品圖樣的標(biāo)準(zhǔn)化審查完整性審查產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖樣應(yīng)包括產(chǎn)品的總圖，總裝配圖，安裝圖，組件、分部件、 件的裝配圖及零件圖。除此之外還應(yīng)包括與產(chǎn)品有關(guān)的附件 （裝配調(diào)試用的工裝 夾具）及更換件的設(shè)計(jì)圖樣。統(tǒng)一性審查產(chǎn)品圖樣的統(tǒng)一性審查，就是審查產(chǎn)品的全套設(shè)計(jì)圖樣與所屬的附件、 更

3、換 件設(shè)計(jì)圖樣及相關(guān)的技術(shù)文件的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。正確性審查設(shè)計(jì)圖樣的正確性審查，就是審查設(shè)計(jì)圖樣是否正確采用了相關(guān)的現(xiàn)行有效 的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)法規(guī)和技術(shù)規(guī)范。（ 3）產(chǎn)品的技術(shù)要求本設(shè)備按照J(rèn)B741-80鋼制焊接壓力容器技術(shù)條件及壓力容器安全監(jiān)察制程，進(jìn)行制造，試驗(yàn)和驗(yàn)收。焊接采用電焊，焊接材料為對(duì)接接頭形式及尺寸按JB/Z105-73鋼制焊接容器壓力規(guī)程中規(guī)定。其余按 GB985-80中規(guī)定。法蘭焊接按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。殼體焊縫應(yīng)進(jìn)行無損探傷檢查，檢查長(zhǎng)度為相應(yīng)焊縫總長(zhǎng)的100%合格標(biāo)準(zhǔn):超聲波探傷一級(jí)，射線探傷二級(jí)。連接液面計(jì)的上下接管法蘭其密封面應(yīng)在同一垂直平面上，其垂直中心線偏差 1mm設(shè)備焊接完畢

4、后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。2焊接生產(chǎn)工藝性分析焊接結(jié)構(gòu)工藝性審查2.1.1 產(chǎn)品圖樣結(jié)構(gòu)審查 此次設(shè)計(jì)的設(shè)備為熱水罐殼體，筒體直徑2000mm容器總長(zhǎng)5260mm壁厚12mm產(chǎn)品外觀圖樣如圖主要加工手段為焊接，此外還采用沖壓、卷彎、機(jī)加工等輔助工藝。焊接方法采 用埋弧自動(dòng)焊，接頭形式為對(duì)接、角接。2.1.2產(chǎn)品技術(shù)特性及檢驗(yàn)要求熱水罐外殼技術(shù)特性如表2-1所示:表2-1熱水罐殼體技術(shù)特性表容器類別-設(shè)計(jì)壓力Pa (Kg / cm 3)73.59 X 10審(7.5 )工作壓力Pa (Kg / cm 3)1.867X 10 斗(7)設(shè)計(jì)溫度C100工作溫度c80100物料名稱熱水壓縮空氣J操作容積

5、m腐蝕裕度1焊縫指數(shù)0.853全容積用13.6表2-2管口表符號(hào)公稱尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱a25HG5010-58 P g10Dg50平面排凈口500入孔c50HG5010-58 Pg10Dg50平面蒸汽入口d50HG5010-58 P g10Dg50平面進(jìn)水口e50HG5010-58 P g10Dg50平面放空口f50HG5010-58 Pg10Dg50平面壓縮空氣入口g70HG5010-58 P g10Dg70平面出料口h25液面計(jì)氣相口m25溫度計(jì)口n100JB82-59 Pg40Dg100平面液面計(jì)液相口2.2母材的焊接工藝性分析09Mn2V 的特性其含碳量通常小于0.2

6、5%，比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼有較高的屈服點(diǎn)c s或屈服強(qiáng)度（T 0.2（3080kgf/mm2）和屈強(qiáng)比c s/ c b（0.650.95）,較好的冷熱加工成型性，良好的焊接性，較低的冷脆傾向、缺口和時(shí)效敏感性，以及有較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。其合金元素含量較低，一般在2.5%以下，在熱軋狀態(tài)或經(jīng)簡(jiǎn)單的熱處理（非調(diào)質(zhì)狀態(tài)）后使用；因此這類鋼能大量生產(chǎn)、廣泛使用。各發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的低合金高強(qiáng)度鋼產(chǎn)量約占鋼產(chǎn)量的10%化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）C、Si、Mn?？蓮V泛用于石油、化工、電站、鍋爐等行業(yè)，用于制造反應(yīng)器、換熱器、分離器、球罐、油氣罐、液化氣罐、核反應(yīng)堆 壓力殼、鍋爐汽包、液化石油氣瓶、水電站高壓水

7、管、水輪蝸殼等設(shè)備及構(gòu)件。其化學(xué)成分和力學(xué)性能見表2-2和表2-3所示:板厚c bc smm(MP a)(MP a)12 490 343 16 36470610 305 36 60460600 290 20實(shí)驗(yàn)溫度(C)熱處理狀態(tài)正火表 2-3 09Mn2V勺化學(xué)成分(GB 3531 1996)CSiMnVPS 0.120.2 0.51.4 1.8 0.10 0.030 0.025表 2-409Mn2V勺力學(xué)性能(GB 3531 1996)2.2.2 09Mn2V 的焊接性分析工作溫度等于或低于-20r的低碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼稱為低溫用鋼。對(duì)低溫用鋼的主要要求是應(yīng)保證在使用溫度下具有足夠的塑性

8、及抵抗脆性破壞的 能力。低溫用鋼由于含碳量低，淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接性良好。焊接時(shí), 為避免焊縫金屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性，要求采用小的焊接線 能量，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱， 并通過多層焊的重 熱作用細(xì)化晶粒，多道焊時(shí)要控制層間溫度不得過高低溫用低合金鋼焊接低溫用低合金鋼時(shí)，除要保證焊縫的低溫韌性外還要保 證焊縫與母材等強(qiáng)。焊接材料中除了含有鎳1%3%外，還含有鉬0.2 %0.5 %, 有時(shí)還含有少量鉻。6 F%d:+|+N%O%C)氐鎳鋼焊接低鎳鋼時(shí)所用焊條的含鎳量應(yīng)與母材相同或高于母材，但Ni %不應(yīng)過高。焊態(tài)下焊縫中含鎳量超過2.5 %就 會(huì)

9、出現(xiàn)粗大的板條狀貝氏體或馬氏體， 使焊縫性下降。焊后不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的 低鎳鋼，焊縫金屬含鎳量應(yīng)低于 2.5 %。只有經(jīng)過焊后調(diào)質(zhì)處理，焊縫韌性才隨含Ni量增加而增加。焊縫除了盡量降低碳及硫、磷、氧的含量外還V%應(yīng)對(duì)硅、錳的含量加以控制?？梢詠碛檬止ず?、熔化極氣體保護(hù)焊及埋弧焊進(jìn)行焊接。2.309M n2V旱接工藝要點(diǎn)1、對(duì)低溫鋼的認(rèn)識(shí)：5%。組織為鐵素體加少量珠光體,用于制造-20-253 C低溫下工作的焊接結(jié)構(gòu)的專用鋼材，稱為低溫鋼。 低溫鋼的分類：根據(jù)化學(xué)成分和組織特點(diǎn)，分為三大類： 低合金鐵素體型低溫鋼：含合金元素總量不超過在-40-110 C范圍內(nèi)使用。5-10%。組織與熱處理方法有

10、關(guān)：鐵素體及少量奧氏體；回火后的中合金低碳馬氏體型低溫鋼：合金元素含量大于淬火后的組織為低碳馬氏體；正火后的組織為低碳馬氏體、組織為含鎳鐵素體和少量富碳奧氏體。2、低溫鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性斷裂的必要條件：必須具備由外載荷及殘余內(nèi)應(yīng)力引起的一定應(yīng)力水平；由結(jié)構(gòu)、材料、制造缺陷引起的缺口效應(yīng)，其中由焊接而引起的缺陷(幾何的 或冶金的)往往是脆斷的裂源。設(shè)備和管道的工作溫度低于材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度3、低合金低溫鋼的焊接特點(diǎn)：淬硬和冷裂傾向小,不含鎳低溫鋼：由于其含碳量低、其他合金元素也不高，具有良好的焊接性。一般可不采用預(yù)熱，但應(yīng)避免在低溫下施焊。含鎳低溫鋼：由于添加了鎳，增大了鋼的淬硬性，但不顯著，冷裂傾

11、向不大。當(dāng)板厚 較大或拘束較大時(shí)，應(yīng)采用適當(dāng)預(yù)熱。C、S、P含量，以及雖然鎳可能增大熱裂傾向，但是嚴(yán)格控制鋼及焊接材料中的采用合理的焊接工藝，增大焊縫成形系數(shù)，可以避免熱裂紋4、低溫鋼焊接接頭的低溫韌性保證措施：從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上充分考慮焊透，避免結(jié)構(gòu)不良而引起的人為缺陷。正確選擇焊材，保證焊縫足夠的沖擊韌性水平。正確制定焊接工藝，控制焊接線能量：采取小電流、快焊速、控制多層焊的層間溫度 等措施。避免工藝缺陷：防止焊接接頭產(chǎn)生各種應(yīng)力集中源。采用錘擊工件等強(qiáng)制手段進(jìn)行組裝會(huì)增加殘余應(yīng)力，易導(dǎo)致發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂破 壞。所以規(guī)定低溫鋼在組裝過程中不允許采用錘擊等強(qiáng)制手段進(jìn)行組裝。因?yàn)槿笨谛?yīng)往往是脆斷

12、的裂源，所以不允許在受壓元件上刻劃或敲打材料標(biāo)記和 焊工鋼印等導(dǎo)致產(chǎn)生缺口效應(yīng)的劃痕。焊件表面的電弧擦傷是應(yīng)力集中源，所以規(guī)定焊接時(shí)不得在焊件表面引弧、收弧和 試驗(yàn)電流，嚴(yán)禁有電弧擦傷。對(duì)低溫鋼焊接實(shí)行表面退火焊道，對(duì)改善焊接接頭的韌性有相當(dāng)有利的作用。這種 表面退火焊道通?？梢杂面u極氬弧焊不填焊絲表面重熔來實(shí)現(xiàn)。為了消除表面層的柱狀組織，也可以最后多焊一層退火焊道，再把退火焊道加工掉。焊后消除應(yīng)力熱處理可以降低低溫鋼焊接產(chǎn)品的脆斷危險(xiǎn)性。5、低合金低溫鋼的焊條選用要點(diǎn)：低溫鋼焊接的主要矛盾是保證接頭的低溫韌性要求，防止接頭在使用過程中產(chǎn)生脆性 斷裂，其強(qiáng)度通常均能滿足要求。故應(yīng)按以下原則選用

13、與母材的使用溫度相適應(yīng)的焊條： 當(dāng)?shù)蜏劁摻Y(jié)構(gòu)的使用條件在-45C以上時(shí)，可選用低溫韌性好的Ti-B系或高韌性普通低合金鋼焊條。如 W507、J507RH。W607、W707Ni使用條件在-60 C以下的低溫鋼，一般均采用含鎳的低溫鋼焊條。如 等。 在-100 C左右使用的低溫鋼，通常均使用含3.5Ni或更高含鎳量并含一定量鉬的低溫 鋼焊條。如W907Ni。對(duì)于9Ni鋼的焊接，常用的焊接材料有三種，即：含 Ni約60%以上的Inconel型、含Ni約40%的Fe-Ni基型、含Ni13%-Cr16%的奧氏體不銹鋼改進(jìn)型。女口：女0 ENiCrFe-2、ENiCrFe-4、 ENiCrMo-6 等焊

14、條。V型缺口沖擊吸收J(rèn)B/T4709-2000規(guī)定：用于焊接低溫鋼的鎳鋼焊條的焊縫金屬夏比34J。功在相應(yīng)低溫時(shí)應(yīng)不小于低溫鋼焊條藥皮一般均采用低氫型。2.3.1低溫鋼焊接的主要問題含鎳較低的Ni2.5%和Ni3.5%鋼，雖然由于鎳的加入提高了剛才的淬透性,但由于含碳量限制的較低，因此冷裂紋傾向并不嚴(yán)重，焊接薄板時(shí)可以不預(yù)熱, 厚板焊接時(shí)需進(jìn)行100C預(yù)熱。含鎳高的ni9%岡，淬透性很大，在超過臨界點(diǎn)的 熱硬性區(qū)內(nèi)得到的永遠(yuǎn)是淬火組織。 但由于含碳量很低，并采用了奧氏體焊接材料，因此冷裂紋傾向并不大。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，焊接厚度50mn一下的ni9%鋼時(shí)根本不需要預(yù)熱。此外，雖然鎳能提高鋼材的熱裂傾

15、向，但在低溫鋼中，由于含炭 量和雜質(zhì)硫，磷的含量控制很嚴(yán)格，所以液化裂紋在這類鋼中已基本解決。 含鎳 剛的另一問題是回火脆性，為此，要注意這類鋼焊后回火時(shí)的溫度和冷卻速度的 控制。1嚴(yán)格控制焊接線能量低溫鋼焊接時(shí)除了要防止裂紋外，關(guān)鍵是要保證焊縫和過熱區(qū)的低溫韌性,這是制定低溫用鋼焊接工藝的一個(gè)根本出發(fā)點(diǎn)。 解決熱影響區(qū)韌性問題主要是通 過控制焊接線能量。2正確選擇焊接材料焊縫韌性除了與線能量有關(guān)外，最根本的是取決于焊縫成分的選擇。由于焊縫金 屬是粗大的鑄造狀組織，因此韌性要低于同樣成分的木材，故焊縫成分不能與木 材完全一樣。如何正確選擇焊縫成分，是保證焊縫韌性的關(guān)鍵。由于對(duì)低溫條件 的要求不

16、同，故應(yīng)針對(duì)不同類型低溫鋼來選擇不同的焊接材料和不同的線能量。232接頭與坡口型式設(shè)計(jì)焊縫布置與接頭的應(yīng)力集中程度都對(duì)接頭質(zhì)量有明顯的影響。合理的接頭 設(shè)計(jì)應(yīng)使應(yīng)力集中系數(shù)盡可能的小，且具有好的可焊性，便于焊后檢驗(yàn)。一般來說，對(duì)接焊縫比角焊縫更合理。同時(shí)便于進(jìn)行射線或超聲波探傷, 坡口形式以U形為佳，單邊V形也可采用。但必須在工藝規(guī)程中注明要求兩個(gè)坡 口面必須完全焊透。為了降低焊接應(yīng)力，可采用雙V或雙U坡口。無論采用何種 形式的接頭或坡口，都必須要求焊縫與母材交界處平滑過渡。本次設(shè)計(jì)，鋼板開V型坡口。坡口形式見下圖。2.4 母材的焊接性試驗(yàn)對(duì)09Mn2V鋼的焊接性進(jìn)行試驗(yàn)，可用以下幾種方法來衡

17、量該鋼的焊接性。2.4.1插銷試驗(yàn)采用插銷試驗(yàn)方法，可以定量測(cè)定低溫鋼焊接熱影響區(qū)冷裂紋敏感性。 插銷試件和底板尺寸分別如圖2-3和圖2-4所示。ROf將被焊鋼材加工成圓柱形的插銷試棒，沿軋制方向取樣并注明插銷在厚度方向上的位置。試棒上端附近有環(huán)形缺口。將插銷試棒插入底板相應(yīng)的孔中， 使帶 缺口一端與底板表面平齊。用選定的焊接輸入進(jìn)行堆焊（垂直底板縱向，并通過 插銷頂端中心），焊道長(zhǎng)度100-150mm為獲得焊接熱循環(huán)有關(guān)參數(shù)（18/5等）， 應(yīng)事先將熱電偶旱在底板焊道下的盲孔中，其深度應(yīng)與插銷試棒的缺口處一致,100C。測(cè)點(diǎn)最高溫度不低于1100C。當(dāng)焊道冷至150-100 C時(shí)，給試棒逐漸

18、加載，規(guī)定 載荷應(yīng)在1min內(nèi)加載完畢，此時(shí)試棒的溫度不應(yīng)低于載荷保持16h或24h后卸載，若試棒未斷，而采用“斷裂準(zhǔn)則”，應(yīng)增加載 荷重復(fù)上述試驗(yàn)，直至試棒發(fā)生斷裂，然后降低約10Mpa的載荷，而試棒未發(fā)生 斷裂，此值即為“斷裂準(zhǔn)則”的“臨界應(yīng)力”2.4.2焊接熱裂紋敏感性試驗(yàn)方法壓板對(duì)接（FISCO）焊接裂紋試驗(yàn)方法GB4675.4-84）,可用于評(píng)定焊條焊縫的熱裂紋敏感性。(1)準(zhǔn)備試件試件材質(zhì)與焊件相同，采用原板厚，開I形坡口。采用機(jī)械加工方法1C 擔(dān)1O N一 200L 一 n圖2-4 FISCO試驗(yàn)班尺寸試驗(yàn)裝置如圖2-5所示。J _1|対圖2-5 FISCO試驗(yàn)裝置(3)試驗(yàn)步驟

19、把試件安裝在C形裝置中，調(diào)好坡口間隙。將螺栓旋緊,在水平、垂直方向頂緊試板。用待試焊條焊4條長(zhǎng)約40mm勺試驗(yàn)焊縫。10min后，取出試件，沿焊縫彎斷，觀察斷面有無裂紋。（4）計(jì)算裂紋率C C =（ 刀li / 刀Li ） X 100%?式中：刀li 4條試驗(yàn)焊縫上的裂紋長(zhǎng)度之和(mm；刀Li 4條焊縫的長(zhǎng)度之和(mm)。2.4.3 接頭機(jī)械性能試驗(yàn)(一)焊接接頭拉伸試驗(yàn)板接頭板形拉伸試樣如圖3-1所示，至少1個(gè)。按GB228-87金屬拉伸試驗(yàn)法，在拉力機(jī)上進(jìn)行。圖3-1（二）焊接接頭彎曲試驗(yàn)試樣種類和數(shù)量按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制取。如無注明,可制取正彎、背彎、側(cè)彎試樣各不少于 1個(gè)，縱彎不少于2個(gè)。尺寸

20、按GB2649-89中的規(guī)定。試驗(yàn)按GB232-88金屬彎曲試驗(yàn)法，在拉力機(jī)上進(jìn)行。3焊接工藝性評(píng)定3.1 焊接試件的制備采用刨邊機(jī)進(jìn)行坡口加工。清除坡口附近的水、油污、銹漬等雜質(zhì)。對(duì)接焊縫試件的制備采用V形坡口，坡口型式如前圖所示。采用埋弧 自動(dòng)焊，埋弧自動(dòng)焊的規(guī)范參數(shù)包括電源極性、 焊絲直徑、電弧電壓、焊接電流、 焊接速度等。源極性 埋弧自動(dòng)焊焊接09Mn2V鋼時(shí)應(yīng)采用直流反接。焊絲直徑 埋弧自動(dòng)焊的焊絲直徑一般可根據(jù)板厚選擇。銅液氨冷凝器 的壁厚為12mm可選4.0mm的焊絲。電弧電壓和焊接電流對(duì)于一定直徑的焊絲來說，在埋弧自動(dòng)焊中，采 用較低的電弧電壓，較小的焊接電流焊接時(shí)，焊絲熔化所

21、形成的熔滴把母材和焊 絲連接起來，呈短路狀態(tài)稱為短路過渡。大多數(shù)埋弧自動(dòng)焊工藝都采用短路過渡 焊接。當(dāng)電弧電壓較高、焊接電流較大時(shí)，熔滴呈小顆粒飛落稱為顆粒過渡。綜上所述，其焊接工藝參數(shù)如表 3-1所示。表3-1 埋弧自動(dòng)焊工藝參數(shù)焊接方法焊絲牌號(hào)及規(guī)格/mm焊接電流/A電弧電壓/V極性焊接速度/(m/h)SAWH08 Mn 2MoV4.0A 60036直流反接36(2)角接焊縫試件的制備采用埋弧自動(dòng)焊焊接，如圖3-2所示。其工藝參數(shù)見表3-2。表3-2 埋弧自動(dòng)焊工藝參數(shù)坡口形式焊絲直徑/mm焊接電流/A焊接電壓/V焊絲焊接速度m/h電流極性單邊V型4.056035H08 Mn 2MoVA3

22、0直流反接圖3-2角接試件及坡口設(shè)計(jì)3.2焊接試件試驗(yàn)方法3.2.1拉伸試驗(yàn)金屬拉伸實(shí)驗(yàn)是測(cè)定金屬材料力學(xué)性能的一個(gè)最基本的實(shí)驗(yàn)，是了解材料力 學(xué)性能最全面，最方便的實(shí)驗(yàn)。按GB/T228-2002規(guī)定對(duì)試件進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn), 如圖3-3所示。圖3-3拉伸試件322沖擊試驗(yàn)將試樣置于低溫槽的均溫區(qū)冷卻到-45 C后，保溫足夠長(zhǎng)的一段時(shí)間，然后將試樣取出進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。使用液體冷卻介質(zhì)，保溫時(shí)間不得少于5mi n。試樣移出冷卻介質(zhì)至打斷的時(shí)間不超過 5s，如超過5s則應(yīng)將試樣放回冷卻介質(zhì)重新冷卻，保溫，再進(jìn)行試驗(yàn)。采用擺錘沖擊試驗(yàn)，其示意圖如圖 3-4所示。4315310I觀機(jī)* 2皮帶ftT 3

23、4Hffic7試仔t a描示； 9一電開餐；loTfir示燈圖3-4 擺錘沖擊試驗(yàn)3.2.3彎曲試驗(yàn)將試件放在實(shí)驗(yàn)機(jī)帶滾動(dòng)軸的支座上，用規(guī)定的彎心直徑壓頭將試件彎曲到要求的角度，彎曲試件的中心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)焊縫中心，當(dāng)彎曲到規(guī)定角度后，焊縫拉伸面沿試件寬度方向上所允許出現(xiàn)的裂紋或缺陷不大于1.5，沿試件長(zhǎng)度方向上為不大于3mm試件如圖3-5所示。圖3-5 彎曲試件3.3工藝評(píng)定試驗(yàn)分析(1)(2)無損探傷 試驗(yàn)試板焊后經(jīng)射線探傷，均末發(fā)現(xiàn)焊接缺陷。接頭力學(xué)性能 根據(jù)接頭力學(xué)性能試驗(yàn)的結(jié)果，其接頭強(qiáng)度、塑性均 能滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。接頭沖擊韌性 試驗(yàn)結(jié)果表明，焊縫金屬的-45 C卻貝沖擊值可以達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)

24、，熱影響區(qū)-45 C卻貝沖擊值比規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值要高得多，其沖擊值完全可以滿足09Mn2v鋼的標(biāo)準(zhǔn)。熔合線的沖擊值所反映的是焊縫或熱影響區(qū)的沖擊韌性。可以認(rèn)為，只要是熱影響區(qū)尤其是焊縫金屬的沖擊韌性解決好了，熔合線 的沖擊韌性應(yīng)該能獲得較為滿意的結(jié)果。根據(jù)試驗(yàn)可以看出，焊接接頭無淬硬組織。接頭的硬度分布是正常的。調(diào)質(zhì)鋼焊接后，如不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，則熱影響區(qū)的軟化將成為調(diào)質(zhì)鋼焊接的 個(gè)重要問題， 而09Mn2v鋼的焊接接頭并無軟化現(xiàn)象。3.4焊接工藝參數(shù)的選擇從防止冷裂紋出發(fā)，要求冷卻速度慢為佳，但對(duì)防止脆化來說，卻要求冷卻 較快為好，因此應(yīng)該確定兼顧兩者的冷卻速度范圍。 這個(gè)范圍的上限取決于不產(chǎn)生

25、冷裂紋，下限取決于熱影響區(qū)不出現(xiàn)脆化的混合組織。但在焊接厚板時(shí)，即使 采用了大的線能量，冷卻速度往往還是超過了它的上限， 這就必須通過預(yù)熱來使 冷卻速度降到低于不出現(xiàn)裂紋的極限值。因此，正確選擇線能量和預(yù)熱這兩個(gè)參 數(shù)使保證不出現(xiàn)裂紋和脆化的關(guān)鍵。焊接線能量 如果焊接線能量較大，使得熱影響區(qū)的晶粒粗大，則焊縫中的柱狀晶也粗大，焊接線能量大，必然會(huì)引起結(jié)晶時(shí)的冷卻速度較慢， 最高加熱溫度Tm升高和AC3以上停留的時(shí)間長(zhǎng)，從而導(dǎo)致焊縫金屬的晶粒就更粗大。線 能量較小，焊速過快，焊工操作困難，而且易產(chǎn)生夾渣等焊接缺陷，所以焊接線 能量一般應(yīng)以812kJ/cm為宜。預(yù)熱溫度 預(yù)熱主要希望它能降低馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的冷卻速度，通過馬氏體 的自回火作用來提高抗裂性能。由于殼體厚度僅 12mm所選用的鋼板厚度為 12mm所以不需要預(yù)熱。焊后熱處理：考慮到09Mn2v鋼調(diào)質(zhì)時(shí)的回火溫度為640660C，所以焊 后退火處理溫度，只能是600C左右。在此溫度范圍內(nèi)，焊縫-45 C沖擊韌性是