316LN焊接工藝試驗(yàn)報(bào)告分解

1、316LN焊接工藝試驗(yàn)報(bào)告編制:校對(duì):審核:中國船舶工業(yè) 集團(tuán)公司無湖造船廠二OO二年九月刖言根據(jù)中科院HT-7U焊接工程需要，對(duì)材料316LN進(jìn)行了一系列 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。由于線圈盒是在超低溫下運(yùn)行，材料的選用和試 驗(yàn)沒有專用的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)和經(jīng)驗(yàn)可循，試驗(yàn)內(nèi)容和項(xiàng)目均與中科院商定 后進(jìn)行。分別進(jìn)行了如下試驗(yàn)：一 CO2藥芯焊絲氣保焊堆焊試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)價(jià)N、C等元素的符合性由于焊接中CO2氣體保護(hù)焊具有較大的優(yōu)勢，所以優(yōu)先選用該 種焊接方法。為了滿足低溫下性能的要求，我們對(duì)廣泰焊接材料有限 公司生產(chǎn)的AS-316LN和天泰焊接材料有限公司生產(chǎn)的 TFW-316LN 藥芯焊絲（直徑為1.2 ）在

2、母材為316LN超低碳不銹鋼板上進(jìn)行堆 焊試驗(yàn)，檢測到的焊縫金屬化學(xué)成分如下表：焊縫金屬化學(xué)成分表施焊焊材元素編號(hào)CMnSiPSNiCrMoN要求 0.03 2.0 1.0 0.046 99.9皿焊接設(shè)備表三設(shè)備名稱型號(hào)特性制造廠氣體保護(hù)焊機(jī)Pana KR n 350平特性松下電器XC500日本大坂IV 焊接接頭接頭形式：對(duì)接坡口加工方法：機(jī)械加工試板尺寸:33 X60 X510坡口型式:X型.背面清根：刨削，焊接位置：平.試板長度方向應(yīng)與鋼板的軋制方向一致接頭圖:焊前對(duì)坡口區(qū)域進(jìn)行了除油、水處理V .各種焊接的規(guī)范參數(shù)如下：表四編 號(hào)焊接方法焊縫層次焊接程序電 源 極 性焊 接 位 置焊絲

3、直徑 (mm)焊道電弧電壓(V)焊接 電流(A)焊接 速度(mm/min)氣體流量(L/mi n)12半自動(dòng)CO 2氣體 保護(hù) 焊多層 單道 焊1址!直 流 反 極 性平正面1.21-831- 33180-21016021020反面1.21多層 多道 焊|I!正面0.91 131430 32130-16030036020018反面0.91223003003603.2試驗(yàn)項(xiàng)目由于線圈盒是在超低溫下狀態(tài)運(yùn)行，試驗(yàn)按照J(rèn)B4708-2000鋼 制壓力容器焊接工藝評(píng)定要求進(jìn)行了常態(tài)下試驗(yàn)和檢測，但部分常 溫狀態(tài)下試驗(yàn)根據(jù)實(shí)際情況采取減量測試，超低溫性能由中科院進(jìn)行 測試3.2.1試驗(yàn)與檢查項(xiàng)目(每付試

4、板)表五試驗(yàn)與檢查種類試驗(yàn)溫度數(shù)量備注外觀檢查全長射線探傷全長橫向拉力試驗(yàn)常溫2彎曲試驗(yàn)側(cè)彎常溫4沖擊試驗(yàn)焊縫區(qū)常溫3熱影響區(qū)常溫3橫向拉伸試驗(yàn)4K(-269 C)3磁導(dǎo)率1.01.化學(xué)成分測定 C、Mn Si、P、S、Ni、Cr、Mo N注：半自動(dòng)C02氣體保護(hù)焊中對(duì)多層多道焊各項(xiàng)性能指標(biāo)預(yù)先測試，多層單道焊暫緩執(zhí)行。由于在后面的測試結(jié)果多層多道焊性能指標(biāo)未能通過，因此多層單道焊機(jī)械性能測試也就沒有繼續(xù)進(jìn)行。由于受我廠目前探傷設(shè)備所限，試板焊后再加工成23mm板厚。3.2.2試樣取樣+ _ -肆向吊專-上述取樣圖為示意圖，僅供參考。3.2.3試樣尺寸a.橫向拉力試樣hk焊縫最大寬度 mm;S

5、試樣厚度 mm S=23mm;W試樣受拉平行側(cè)面寬度，大于或等于25mm;h -夾持部分長度，根據(jù)試驗(yàn)機(jī)夾具而定，mm。注：超低溫縱向位伸和橫向位伸試樣與上類似，S=1.53mm,W=15mmb側(cè)彎試樣B 試樣寬度（試件厚度方向）mm , 23mmC.沖擊試樣3.3試驗(yàn)檢查結(jié)果各試驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果具體見下表六、表七。表六檢查項(xiàng)目檢查結(jié)果外觀檢查焊縫表面成形均勻，平滑地向母材過渡，無裂、焊瘤和 咬邊等有害缺陷。（焊縫未加工前檢查）X射線探傷按GB3323-87標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，均為I級(jí)合格片。多層單道焊 試板編號(hào)01-1、01-2 ;多層多道焊試板編號(hào)02-1、02-2。橫向拉力試驗(yàn)（常溫）抗拉強(qiáng)度2（N/m

6、m）635; 635。彎曲試驗(yàn)（常溫）d =40； a =180側(cè)彎斷裂。沖擊試驗(yàn)（常溫）Akv （J）焊縫中心46.熱影響區(qū)270; 285。橫向拉伸試 驗(yàn)（超低溫）抗拉強(qiáng)度b b（Mpa）1117;1119;1142.屈服強(qiáng)度0.2（Mpa）858;832;873.延伸率$ （%）8.5;7.8;11.0.磁導(dǎo)率1.01。焊縫金屬化學(xué)成分表七施焊焊材、元素編號(hào)CMnSiPSNiCrMoN11.016.52.500.12要求 0.03 2.0 1.0 0.046 0.01514.018.53.060.22TFW 316LM2G0.033.660.270.0220.00913.417.492.

7、80.0865四TS 316LN焊條手工電弧焊焊接工藝試驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)價(jià)各項(xiàng)焊接性能4.1焊接工藝規(guī)程I母材的鋼種和厚度鋼種：超低碳奧氏體不銹鋼 牌號(hào):316LN厚度：23mmH焊接材料表八焊接材料牌號(hào)規(guī)格制造廠焊條TS-316MN3.2天泰焊材工業(yè)股份有限公司皿焊接設(shè)備表九設(shè)備名稱型號(hào)特性制 造 廠直流電焊機(jī)AX-320-1陡降外特性上海電焊機(jī)廠IV 焊接接頭接頭形式：對(duì)接坡口型式： X型坡口加工方法：機(jī)械加工試板尺 寸:23 X150 X350背面清根：刨削.焊接位置：平 .試板長度方向應(yīng)與鋼板的軋制方向一致接頭圖:焊前對(duì)坡口區(qū)域進(jìn)行了除油、水處理V .焊接規(guī)范參數(shù)如下：表十編 號(hào)焊接方

8、法焊縫層次焊接程序電 源 極 性焊接 位 置焊絲 直徑 (mm)焊道電弧電壓(V)焊接 電流(A)焊接 速度(mm/min)1手工 電弧 焊多層 多道 焊直 流 反 極 性平正面3.21-822-24120-130150200K 1反面3.21522- 24120-130200-3004.2試驗(yàn)項(xiàng)目由于試板較短，試樣取樣按3.2中說明對(duì)常溫下試驗(yàn)項(xiàng)目有所減少，其它試驗(yàn)要求及試樣加工尺寸均同 3.2中各條款。試驗(yàn)與檢查項(xiàng)目表十試驗(yàn)與檢查種類試驗(yàn)溫度數(shù)量備注外觀檢查全長射線探傷全長橫向拉力試驗(yàn)常溫2彎曲試驗(yàn)側(cè)彎常溫2沖擊試驗(yàn)焊縫區(qū)常溫3橫向拉伸試驗(yàn)4K(-269 C)3化學(xué)成分測定 C、Mn Si

9、、P、S、Ni、Cr、Mo N磁導(dǎo)率1.01.4.3試驗(yàn)檢查結(jié)果焊縫金屬化學(xué)成分表十二施焊焊材元素編號(hào)CMnSiPSNiCrMoN要求w 0.03w 2.0w 1.0w 0.046w 0.01511.014.016.518.52.503.060.120.22TS 第一次0.055.950.700.0110.00515.117.42.170.0500316LN改進(jìn)后0.031.760.320.0220.00913.617.672.80.1248表十二檢查項(xiàng)目檢查結(jié)果外觀檢查焊縫表面成形均勻，平滑地向母材過渡，無裂、焊瘤和 咬邊等有害缺陷。X射線探傷按GB3323-87標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，均為I級(jí)合格片。試

10、板編號(hào)為03。橫向拉力試驗(yàn)（常溫）抗拉強(qiáng)度2（N/mm）545; 590。彎曲試驗(yàn)（常溫）d =40; a =180側(cè)彎斷裂。沖擊試驗(yàn)(常溫)沖處出、Akv (J)焊縫中心38;43;43 .橫向拉伸試 驗(yàn)(超低溫)抗拉強(qiáng)度b b(Mpa)1028;1093;1048.屈服強(qiáng)度b0.2(Mpa)897;807;863.延伸率$ (%)5.4;16.4;5.35.磁導(dǎo)率 99.9皿焊接設(shè)備表十五設(shè)備名稱型號(hào)特性制造廠氣體保護(hù)焊機(jī)Pana KR n 350平特性松下電器IV 焊接接頭接頭形式：對(duì)接坡口型式:X型.坡口加工方法：機(jī)械加工背面清根： 刨削.試板尺寸:23 X150 X350焊接位置:

11、試板長度方向應(yīng)與鋼板的軋制方向一致接頭圖:焊前對(duì)坡口區(qū)域進(jìn)行了除油、水處理。V .各種焊接的規(guī)范參數(shù)如下：表十六編 號(hào)焊接方法焊縫層次焊接程序電 源 極 性焊接 位 置焊絲 直徑 (mm)焊道電弧電壓(V)焊接 電流(A)焊接 速度(mm/min)氣體流量(L/mi n)1半自動(dòng)CO 2氣體 保護(hù) 焊多層 多道 焊f直 流 反 極 性平正面0.91 930- 32130面0.9130- 32140-160160-200試驗(yàn)項(xiàng)目、試樣取樣、尺寸、試驗(yàn)結(jié)果見3.2、3.3。X光射線探傷，按GB3323評(píng)定，為I級(jí)片，試板編號(hào)為04.六CO2藥芯焊絲氣體保護(hù)焊角接焊焊接工藝

12、試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模菏煜ぜ皺z測著色檢驗(yàn)，及判定著色檢驗(yàn)效果的可靠性6.1焊接工藝規(guī)程I母材的鋼種和厚度鋼種：超低碳奧氏體不銹鋼 牌號(hào):316LN厚度：23mmII焊接材料表十七焊接材料牌號(hào)規(guī)格制造廠焊絲TFW-316LM20.9天泰焊材工業(yè)股份有限公司氣體CO2 99.9m焊接設(shè)備表十八設(shè)備名稱型號(hào)特性制造廠氣體保護(hù)焊機(jī)Pana KR n 350平特性松下電器IV 焊接接頭接頭形式：角接 坡口加工方法：機(jī)械加工.背面清根：刨削焊接位置：平角接.試板尺 寸:23 X115 X220(面板)、23 X115 X220(腹板)接頭圖:焊前除去焊縫區(qū)域油、水等污物。V .焊接規(guī)范參數(shù)如下：表十九編 號(hào)焊接方

13、法焊縫層次焊接程序電 源 極 性焊接 位 置焊絲 直徑 (mm)焊道電弧電壓(V)焊接 電流(A)焊接 速度 (mm/min)氣體流量(L/mi n)1半自多層直平角正面0.91 425- 27130186.2試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)刨去面板至與腹板焊縫位置進(jìn)行 X光射線照相，按GB3323 評(píng)定為1級(jí)片，說明著色檢驗(yàn)效果與X光射線探傷檢驗(yàn)的一致性。磁 導(dǎo)率卩1.01.七SANDVIK公司焊條對(duì)接焊試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)價(jià)各項(xiàng)焊接性能7.1焊接工藝規(guī)程I母材的鋼種和厚度鋼種：超低碳奧氏體不銹鋼 牌號(hào):316LN厚度：23mmH焊接材料表二十焊接材料牌號(hào)規(guī)格制造廠焊條25.22.2L M

14、nB3.2SANDVIK 公司皿焊接設(shè)備表二十設(shè)備名稱型號(hào)特性制 造 廠直流電焊機(jī)AX-320-1陡降外特性上海電焊機(jī)廠IV .焊接接頭接頭形式：對(duì)接坡口型式： X型.坡口加工方法：機(jī)械加工背面清根： 刨削試板尺寸:23 X150 X350焊接位置： 平 .試板長度方向應(yīng)與鋼板的軋制方向一致。焊前對(duì)坡口區(qū)域進(jìn)行了除油、水處理V .焊接規(guī)范參數(shù)如下：表二十二編 號(hào)焊接方法焊縫層次焊接程序電 源 極 性焊接 位 置焊絲 直徑 (mm)焊道電弧電壓(V)焊接 電流(A)焊接 速度(mm/min)1手工電弧焊多層 多道 焊直 流 反 極 性平正面3.21-922-24100-120160220 W )

15、i反面3.2122- 24100-120200-2407.2試驗(yàn)項(xiàng)目由于焊條較少，焊接試板較短，試樣取樣按3.2中說明對(duì)常溫下試驗(yàn)項(xiàng)目有所減少，其它試驗(yàn)要求及試樣加工尺寸均同3.2中各條款。試驗(yàn)與檢查項(xiàng)目表二十三試驗(yàn)與檢查種類試驗(yàn)溫度數(shù)量備注外觀檢查全長射線探傷全長橫向拉伸試驗(yàn)常溫0彎曲試驗(yàn)側(cè)彎常溫1沖擊試驗(yàn)焊縫區(qū)常溫0橫向拉伸試驗(yàn)4K(-269 C)3縱向拉伸試驗(yàn)1化學(xué)成分測定 C、Mn Si、P、S、Ni、Cr、Mo N磁導(dǎo)率1.01.7.3試驗(yàn)檢查結(jié)果表二十四檢查項(xiàng)目檢查結(jié)果外觀檢查焊縫表面成形均勻，平滑地向母材過渡，無裂、焊瘤和 咬邊等有害缺陷。X射線探傷按GB3323-87標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，

16、均為I級(jí)合格片。試板編號(hào)為06。橫向拉力試驗(yàn)(常溫)抗拉強(qiáng)度2(N/mm)彎曲試驗(yàn)(常溫)d =40； a =180側(cè)彎完好。沖擊試驗(yàn)(常溫)Akv (J)焊縫中心 橫向拉伸試 驗(yàn)(超低溫)抗拉強(qiáng)度b b(Mpa)1172;1211;1199.屈服強(qiáng)度0.2 (Mpa)860;-;944.延伸率$ (%)18.3;-;21.0.橫向拉伸試 驗(yàn)(超低溫)抗拉強(qiáng)度b b(Mpa)1453;1370屈服強(qiáng)度b0.2 (Mpa)985;816延伸率$ (%)30.4;35.7磁導(dǎo)率1.01。焊縫金屬化學(xué)成分表二十五施焊焊材元素編號(hào)CMnSiPSNiCrMoN要求 0.03 2.0 1.0 0.046

17、0.01511.014.016.518.52.503.060.120.2225.22.2LMnB0.033.50.380.0150.00823.524.32.70.16工藝性能：引弧性好，脫渣性較差，應(yīng)屬于堿性藥皮,來樣焊條有一 定程度偏心。八ESAB公司焊條對(duì)接焊試驗(yàn)8.1焊接工藝規(guī)程I母材的鋼種和厚度鋼種：超低碳奧氏體不銹鋼 牌號(hào)：316LN厚度：23mmH焊接材料表二十六焊接材料牌號(hào)規(guī)格制造廠焊條OK64.633.2ESAB公司皿焊接設(shè)備表二十七設(shè)備名稱型號(hào)特性制 造 廠直流電焊機(jī)AX-320-1陡降外特性上海電焊機(jī)廠IV 焊接接頭接頭形式：對(duì)接坡口型式：X型坡口加工方法：機(jī)械加工背面清

18、根： 刨削試板尺寸:23 X150 X350焊接位置:試板長度方向應(yīng)與鋼板的軋制方向一致接頭圖:焊前對(duì)坡口區(qū)域進(jìn)行了除油、水處理。V .焊接規(guī)范參數(shù)如下：表二十八編 號(hào)焊接方法焊縫層次焊接程序電 源 極 性焊 接 位 置焊絲 直徑 (mm)焊道電弧電壓(V)焊接 電流(A)焊接 速度(mm/min)1手工電弧多層多道直流平正面3.21-822-24100-120160190!話焊焊反極性反面3.211222- 24100-120200-2508.2試驗(yàn)項(xiàng)目由于焊接試板較短，試樣取樣按3.2中說明對(duì)常溫下試驗(yàn)項(xiàng)目有所減少，其它試驗(yàn)要求及試樣加工尺寸均同3.2中各條款。試驗(yàn)與檢查項(xiàng)目表二十九試驗(yàn)與檢查種類試驗(yàn)溫度數(shù)量備注外觀檢查全長射線探傷全長橫向拉伸試驗(yàn)常溫0彎曲試驗(yàn)側(cè)彎常溫1沖擊試驗(yàn)焊縫區(qū)常溫0橫向拉伸試驗(yàn)4K(-269 C)3縱向拉伸試驗(yàn)1化學(xué)成分測定 C、Mn Si、P、S、Ni、Cr、Mo N磁導(dǎo)率1.01.表二十8.3試驗(yàn)檢查結(jié)果檢查項(xiàng)目檢查結(jié)果外觀檢查焊縫表面成形均勻，平滑地向母材過渡，無裂、焊瘤和 咬邊等有害缺陷。X射線探傷按GB3323-87標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，均為I級(jí)合格片。試板編號(hào)為0&橫向拉力試驗(yàn)（常溫）抗拉強(qiáng)度（N/mm