馬氏體不銹鋼薄板焊接工藝

1、緒論波紋管是一種帶橫向波紋的圓柱形薄壁彈性殼體,是機(jī)械密封焊接金屬波紋管的關(guān)鍵零件,焊接金屬型機(jī)械密封由動(dòng)環(huán),靜環(huán),波紋管,彈簧,輔助密封圈,波紋管座,止轉(zhuǎn)螺釘所組成如下圖1所示.圖1隨著科技的進(jìn)步,高科技波紋管機(jī)械密封產(chǎn)品得到研制和開(kāi)發(fā)。波紋管機(jī)械密封采用新型結(jié)構(gòu)及密封材料,密封效果良好,比傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式密封有更突出的特點(diǎn),在油氣生產(chǎn)設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。第一章 波紋管的作用和生產(chǎn)1.1 波紋管機(jī)械密封的優(yōu)點(diǎn)波紋管機(jī)械密封原理與旋轉(zhuǎn)式機(jī)械密封原理基本相同,稱(chēng)為端面密封,所不同的是,波紋管機(jī)械密封比旋轉(zhuǎn)式密封有更突出的優(yōu)點(diǎn),表現(xiàn)為:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便,適應(yīng)性強(qiáng),靜止環(huán)具有浮動(dòng)性;浮環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),消

2、除鑲裝環(huán)的各種應(yīng)力;旋轉(zhuǎn)環(huán)易于更換、修復(fù);結(jié)構(gòu)緊湊,適用于螺桿泵軸向較小的場(chǎng)合;旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜止環(huán)法蘭連接、動(dòng)泄漏點(diǎn)少。應(yīng)用中有如下特點(diǎn):密封可靠,在較長(zhǎng)時(shí)間使用中不會(huì)泄漏;使用壽命長(zhǎng),靜環(huán)和動(dòng)環(huán)高耐磨材料和一定的比壓,它比旋轉(zhuǎn)式密封多用半年;摩擦功率損失小;適用范圍廣,能用于低溫、高溫、高壓、各種轉(zhuǎn)速及各種耐腐蝕、易燃、易爆、有毒介質(zhì)的密封;彈簧強(qiáng)度大,抗震能力強(qiáng),穩(wěn)定性好。波紋管彈簧與旋轉(zhuǎn)式彈簧優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)下表1。表1 波紋管彈簧與旋轉(zhuǎn)式彈簧優(yōu)缺點(diǎn)比較影響因素波紋管彈簧旋轉(zhuǎn)式彈簧比壓均勻性端面上彈簧比壓均勻端面上彈簧比壓不均勻摩擦副摩擦接觸面積大，對(duì)中性好摩擦接觸面積小，對(duì)中性好調(diào)整彈簧力彈簧

3、力調(diào)整范圍大，有利于調(diào)整彈簧力彈簧力調(diào)整范圍小，不利于調(diào)整彈簧力結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小結(jié)構(gòu)尺寸大性能加工精密，性能好加工精密低，性能差1.2 機(jī)械密封的選擇及常用材料波紋管機(jī)械密封種類(lèi)型號(hào)較多,按有無(wú)軸套分為集裝式機(jī)械密封和非集裝式機(jī)械密封兩種,按密封結(jié)構(gòu)型式分為兩種:一種是動(dòng)環(huán)采用波紋管組件;一種是靜環(huán)采用波紋管組件。一般的選擇方法為:根據(jù)輸送介質(zhì)的性質(zhì)和操作條件選擇機(jī)械密封;根據(jù)泵規(guī)格型號(hào)來(lái)選擇機(jī)械密封;根據(jù)端面的比壓和端面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度來(lái)選擇機(jī)械密封。就材料而言,波紋管用鎳鉻不銹鋼、鎳鉻鉬合金、高鎳合金鋼,具有硬度高、強(qiáng)度高、耐磨性能高、耐腐蝕、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。摩擦環(huán)用浸漬

4、樹(shù)脂石墨、浸漬金屬石墨、鎢化硅、碳化硅、硬質(zhì)合金等,它們的導(dǎo)熱性能好,自潤(rùn)滑性能好在硫酸、鹽酸、堿中耐腐蝕。密封圈采用o型橡膠密封圈,具有良好的彈性和密封性,并且具有不粘性,不溶解,不老化,耐高溫和耐低溫等性能。材質(zhì)主要有丁腈橡膠、氟橡膠等。1.3 機(jī)械密封的使用在喇二壓氣站淺冷裝置油氣生產(chǎn)設(shè)備上,大量使用波紋管機(jī)械密封,只有正確的使用和操作,才能保證機(jī)械密封的正常運(yùn)行和延長(zhǎng)使用壽命。(1)啟動(dòng)前,應(yīng)全面檢查機(jī)械密封是否有泄漏現(xiàn)象。若泄漏較多,應(yīng)查出原因設(shè)法消除,或拆卸檢查并重新安裝。按泵旋向盤(pán)車(chē),檢查是否輕快均勻。(2)啟動(dòng)前,應(yīng)保持密封腔充滿(mǎn)液體,必須盤(pán)車(chē),防止突然啟動(dòng)而造成密封損壞。(3

5、)泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中,泵的壓力應(yīng)平穩(wěn),應(yīng)避免發(fā)生抽空現(xiàn)象。目前,開(kāi)發(fā)研制和使用dbm-40a-1、dbm-35b-1等20多種波紋管機(jī)械密封,密封良好,壽命長(zhǎng),得到了廣泛應(yīng)用,并取得了顯著效果。1.4 波紋管的生產(chǎn)波紋管作為一種密封元件,它的形狀是有很多種的.就波的形狀而言,以u(píng)型波紋管應(yīng)用最為廣泛,其次還有v型、和s型等;就層數(shù)而言,則分為單層和多層波紋管;隨著近代工程的迅速發(fā)展,流體處理機(jī)械的使用范圍不斷夸大.用于密封機(jī)械裝置,或作為真空管路的膨脹節(jié),在真空、半導(dǎo)體、石化、儀器、醫(yī)療、航空和軍事等方面都有廣泛的用途.焊接金屬波紋管承受由軸向,振動(dòng)而傳遞的交變載荷作用.其直接效果是波紋管伸長(zhǎng)縮短.這

6、樣在中段波峰、波谷處的截面將承受較大的反復(fù)拉壓應(yīng)力作用,文獻(xiàn)表明波紋管的失效形式疲勞破壞,膜片撕裂.提高波紋管的疲勞強(qiáng)度,提高波紋管的彈性是目前存在的問(wèn)題.同時(shí)保證可靠的密封性和延長(zhǎng)使用壽命是當(dāng)前密封研究、設(shè)計(jì)、制造、使用等方面十分重要的問(wèn)題.膜片結(jié)構(gòu)對(duì)焊接金屬波紋管的力學(xué)性能的影響較大.從國(guó)內(nèi)外研制開(kāi)發(fā)型新型膜片結(jié)構(gòu)的波紋管來(lái)看,要充分提高焊接金屬波紋管機(jī)械密封的密封性能和使用壽命,必須進(jìn)一步改進(jìn)膜片結(jié)構(gòu),以制造出性能更為優(yōu)越的波紋管,大幅度提高波紋管的力學(xué)性能,使其在惡劣環(huán)境下具有良好的耐高溫,耐疲勞的性能.在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求條件下,合理選擇管形及其參數(shù),不僅可以節(jié)省大量原材料,降低制造過(guò)程中

7、的能源消耗,還可以降低制造工裝的成本(如較為簡(jiǎn)潔的管形可以節(jié)省模具等工裝費(fèi)用).圖2 波紋管膜片分類(lèi)和形狀機(jī)械密封的工作過(guò)程是這樣的:當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),通過(guò)止轉(zhuǎn)螺釘帶動(dòng)波紋管座,而波紋官座,波紋管以及動(dòng)環(huán)座為焊接組合件,因此,波紋官座的旋轉(zhuǎn)會(huì)帶動(dòng)動(dòng)環(huán)一起旋轉(zhuǎn),而動(dòng)環(huán)借助波紋管的彈性力及密封介質(zhì)的壓力使之與靜環(huán)始終保持良好的貼合狀態(tài),從而完成軸封的作用圖3（a）.焊接波紋管是一種由許多以沖壓方式成型的薄形中空膜片,利用精密焊接所制成的高度可彎曲及伸縮的金屬管.其組成方式是由兩成型中空膜片以同心圓的方式作內(nèi)緣焊接組成膜片對(duì),再將多個(gè)膜片對(duì)堆一起作外緣焊接組成波紋段,再于兩端和端板金屬焊接組合成波紋管

8、組,如此便可應(yīng)外部的需要與其他運(yùn)動(dòng)部件一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)如圖3(b).圖3焊接金屬波紋管機(jī)械密封是近30年來(lái)發(fā)展較快的一種新型機(jī)械密封。因其結(jié)構(gòu)形式和選用材料的特殊性,其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,特別是我國(guó)石油化工的生產(chǎn)能力及技術(shù)水平的發(fā)展,對(duì)軸封的要求越來(lái)越嚴(yán)格,使用參數(shù)也越來(lái)越高。對(duì)于溫度為-200至-40,或高于200的介質(zhì)以及一些高溫高壓的介質(zhì),及其變工況和易抽空的情況下,不論是泵、反應(yīng)釜、高速離心壓縮機(jī)密封,焊接金屬波紋管機(jī)械密封一般來(lái)說(shuō)可以較好地解決。我國(guó)自行研制的焊接金屬波紋管也取得了良好的成效。1998年我國(guó)相繼發(fā)布實(shí)施了泵用焊接金屬波紋管機(jī)械密封標(biāo)準(zhǔn)jb/t 8723

9、1998和焊接金屬波紋管釜用機(jī)械密封標(biāo)準(zhǔn)jb/t31241998。薄壁管件的生產(chǎn),是一種生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本低的有效方法。第二章 馬氏體不銹鋼性質(zhì)分析和熱處理2.1 馬氏體不銹鋼的主要技術(shù)特點(diǎn)圖4馬氏體不銹鋼的化學(xué)組成及成分根據(jù)鐵鉻二元相圖(見(jiàn)圖4)可以看出,在8311394的溫度范圍內(nèi),靠近純鐵的一邊,存在一個(gè)封閉的相區(qū)(或稱(chēng)高溫奧氏體穩(wěn)定區(qū)域,是指鐵和其他元素形成的面心立方晶格結(jié)構(gòu)的固溶體),并存在一個(gè)窄的和雙相區(qū)域。馬氏體就是奧氏體通過(guò)無(wú)擴(kuò)散型相變而轉(zhuǎn)變成的亞穩(wěn)相(具有鐵磁性,其硬度、強(qiáng)度主要由過(guò)飽和的碳含量決定)。因此,為了獲得馬氏體組織,一個(gè)基本的先決條件,就是在相圖中必須存在有奧氏

10、體(相)的區(qū)域。對(duì)于無(wú)碳fe-cr二元合金平衡相圖而言,鉻含量大于12%時(shí),在所有溫度條件下,均不存在奧氏體組織,為此只有加入能改變相圖擴(kuò)大相區(qū)的元素,(主要是碳等),才能實(shí)現(xiàn)上述先決條件。隨著碳含量的增加,相區(qū)邊界逐漸向高鉻方向擴(kuò)展,而鉻含量的增加,又穩(wěn)定鐵素體和縮小奧氏體相區(qū),并阻礙冷卻時(shí)奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變,所以提高鉻含量時(shí),還需相應(yīng)提高碳含量來(lái)擴(kuò)大類(lèi)相區(qū),才能獲得馬氏體組織。當(dāng)碳含量達(dá)0.6%時(shí),純 (單一)奧氏體相最高鉻含量達(dá)18%左右。若繼續(xù)增加碳含量,因形成碳化物等而不再擴(kuò)大相區(qū),但能提高耐磨性。因此,馬氏體不銹鋼一般含鉻量在12%18%之間,含碳量在0.1%1.0%范圍內(nèi)。鑒于

11、碳對(duì)鋼的組織與性能的重大影響,馬氏體鉻不銹鋼習(xí)慣上可按碳含量大體分為三類(lèi):低碳類(lèi):c0.15%,cr12%14%,如1cr13;中碳類(lèi):c 0. 2% 0. 4%, cr12% 14%,如2cr13, 3cr13等;高碳類(lèi):c 0.6%1.0%,cr18%,如9cr19,9cr18mov等。為了改善鉻馬氏體不銹鋼的性能向鋼中加入少量的鎳,于是形成另一類(lèi)(或第四類(lèi))為含有少量鎳的馬氏體不銹鋼。鎳屬于穩(wěn)定奧氏體和擴(kuò)大相區(qū)的元素,加入2%ni時(shí),就有明顯效果。這樣可以用鎳代碳,如1cr17ni2馬氏體不銹鋼,因其低碳高鉻加鎳,比一般馬氏體不銹鋼具有更好的耐蝕性、強(qiáng)度與韌性。表2為列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的各類(lèi)馬

12、氏體型不銹鋼的化學(xué)成分。表2牌號(hào)化學(xué)成分/%csimnpsnicrmo1cr120.150.501.000.0350.03011.5013.0-1cr130.151.001.000.0350.03011.5013.50-1cr13mo0.080.180.61.000.0350.03011.5014.000.300.60y1cr130.151.001.250.0600.1512.0014.002cr130.160.251.001.000.0350.03012.0014.00-3cr130.260.401.001.000.0350.03012.0014.00-3crmo0.280.350.801.

13、000.0350.030-12.0014.000.501.00y3cr130.260.401.001.250.0600.1512.0014.001cr17ni20.110.170.800.800.0350.0301.502.5016.0018.007cr170.650.751.001.000.0350.03016.0018.008cr170.750.951.001.000.0350.03016.0018.0011cr170.951.201.001.000.0350.03016.0018.00y11cr170.951.201.001.250.0600.03016.0018.00注:允許含有0.6

14、0%ni;可加入0.60%mo;可加入0.75%mo。2.2 馬氏體不銹鋼的工藝性能2.2.1 焊接性能分析在各類(lèi)不銹鋼中,馬氏體不銹鋼的焊接性能較差,焊縫熱影響區(qū)有強(qiáng)烈的淬硬傾向,較大的焊后殘余應(yīng)力以及由于氫的作用所引起的延遲裂紋。特別是高碳馬氏體不銹鋼更為敏感,因此焊接這類(lèi)不銹鋼工件時(shí),一般采用200400預(yù)熱以及層間保溫措施,在焊完后尚未冷卻時(shí),將工件置于730790的爐中保溫,然后再進(jìn)行空冷。為了清除氫引起的延遲裂紋,應(yīng)注意焊條的干燥、焊縫坡口的清潔以及在干燥氣氛下進(jìn)行焊接等因素?？捎脢W氏體不銹鋼焊條焊接馬氏體不銹鋼。1cr13性能近于熱軋狀態(tài)45鋼,焊縫熱影響區(qū)顯著硬化脆性增大,殘余

15、應(yīng)力也較大,所以可焊性較差。含碳量越高,裂縫敏感性越大,就是與母材成份相同的焊縫同樣易硬化。另外,由于氫的作用亦容易引起延遲裂縫,鋼性大的焊接接頭也會(huì)產(chǎn)生裂縫。為防止焊縫硬化和產(chǎn)生裂縫,一般情況下焊前預(yù)熱和層間保溫,焊后在尚未冷卻前進(jìn)行高溫回火,以提高焊縫和熱影響區(qū)的塑性和韌性。當(dāng)工件不允許預(yù)熱和焊后熱處理時(shí),可使焊縫金屬為奧氏體組織,以提高塑性和韌性,松馳焊接應(yīng)力,降低焊接接頭冷裂傾向，但這種成份不一的焊接接頭其母材強(qiáng)度大于焊縫，由于膨脹系數(shù)不同,在循環(huán)溫度下工作,熔合區(qū)可產(chǎn)生剪應(yīng)力,導(dǎo)致焊接接頭提前破壞。1cr13、2cr13不銹鋼,導(dǎo)熱率是低碳鋼的1/ 2,線膨脹系數(shù)接近低碳鋼,在500

16、600以上抗拉強(qiáng)度明顯下降,也具有475脆性,但晶間腐蝕傾向較小。加熱到淬火溫度10001050時(shí),其組織處在奧氏體與鐵素體兩相狀態(tài),加熱時(shí)發(fā)生重結(jié)晶,淬火后的組織為馬氏體和鐵素體,從理論上講,、的轉(zhuǎn)變是可逆的,但在實(shí)際中,加熱時(shí)不能使鐵素體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。高溫時(shí)的奧氏體在冷卻時(shí)發(fā)生m轉(zhuǎn)變,由于鉻顯著地降低近縫區(qū)的臨界淬火速度,該類(lèi)鋼在800850范圍內(nèi)具有相變點(diǎn)使之有明顯的空氣自淬傾向,所以在焊后空冷時(shí),易得到高硬度的馬氏體。焊接接頭中受熱超過(guò)1150的區(qū)域晶粒長(zhǎng)大顯著,過(guò)快或過(guò)慢的冷卻速度都可能引起接頭脆化。經(jīng)過(guò)以上分析,焊接含13%鉻不銹鋼時(shí),一般情況下按以下要求：采用與母材相符的馬氏

17、體不銹鋼焊焊絲，由于是薄板焊接，可以不用填充焊絲，焊前預(yù)熱,焊后緩冷至150200時(shí),馬上進(jìn)行730750高溫回火處理;焊縫與母材成份不要求相同時(shí),可以不預(yù)熱,焊后不進(jìn)行高溫回火,熱影響區(qū)的淬硬層需在施焊中要加以注意;焊接電流取上限,以減緩冷卻速度,防止裂紋的產(chǎn)生。2.2.2鑄造性能馬氏體不銹鋼鑄造時(shí)流動(dòng)性較差,應(yīng)該提高澆注溫度和澆注速度,這類(lèi)鋼澆注時(shí)裂紋敏感性較大,鑄件易產(chǎn)生裂紋,同時(shí)也易產(chǎn)生氣孔與針孔。這類(lèi)鋼的鑄造收縮率一般為1.7%2.0%。2.2.3鍛造性能馬氏體不銹鋼鍛造工藝參數(shù)一般是:始鍛溫度為1150左右,終鍛溫度為850925(低碳的鋼取下限,高碳的鋼取上限)。對(duì)含碳較高的馬氏

18、體不銹鋼(2cr134cr13),鍛后應(yīng)緩慢冷卻,并隨即進(jìn)行軟化處理,否則有可能產(chǎn)生裂紋。馬氏體不銹鋼也屬于對(duì)白點(diǎn)敏感的鋼種,對(duì)于大型不銹鋼鍛件,特別是采用1cr17ni2鋼制大型鍛件時(shí),必須從工藝上采取措施(如去白點(diǎn)退火),以防止鍛件產(chǎn)生白點(diǎn)。另外,在鍛造加熱時(shí),要防止坯料過(guò)熱出現(xiàn)大量鐵素體,而惡化鋼的鍛造性能,可能導(dǎo)致鍛件內(nèi)部出現(xiàn)裂紋,這種裂紋易產(chǎn)生在高溫時(shí)奧氏體與鐵素體的兩相分界面上。2.2.4切削性能馬氏體不銹鋼在不同熱處理狀態(tài)下具有不同的硬度。一般鍛后空冷的工件,硬度較高,難以加工,需經(jīng)退火后進(jìn)行切削加工，但退火鋼的切削性較差,經(jīng)淬火和高溫回火后的鋼,其切削性好得多(盡管硬度較退火鋼

19、略有增加)。2.3馬氏體不銹鋼的熱處理為了得到較好的綜合力學(xué)性能,馬氏體不銹鋼一般都采用淬火加回火。2.3.1淬火含鉻12%14%的馬氏體不銹鋼,其馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)(ms)大約在250300之間,對(duì)尺寸不大的零件,經(jīng)淬火溫度加熱后,于空氣中冷卻即可;對(duì)于大型零件,為使奧氏體充分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,多采用油中淬火。對(duì)尺寸不大的零件也有采用鼓風(fēng)-噴霧的方法進(jìn)行淬火。淬火溫度一般選擇如下:（1) 1cr13或zg1cr13的淬火溫度為9501050。因?yàn)楹剂枯^低,加熱至淬火溫度時(shí)仍處于奧氏體與鐵素體兩相狀態(tài),淬火后的組織為馬氏體和鐵素體。(2)中碳和高碳馬氏體不銹鋼;如2cr13、9cr18等,淬火溫度以1

20、0001050較適宜。淬火溫度低時(shí),碳化物不能充分溶解,不僅使基體中含鉻量降低,影響鋼的耐腐蝕性能,且影響鋼的強(qiáng)度及硬度。故采用油中淬火,以防淬裂。(3) 1cr17ni2鋼淬火溫度以9801000較合適,也有推薦為10001050。需要指出的是,淬火溫度過(guò)高會(huì)使鋼中的-鐵素體與殘余奧氏體量增多,將損壞鋼的性能。2.3.2回火為了得到較好的綜合性能(力學(xué)性能和耐腐蝕性能),馬氏體不銹鋼通常采用如下兩種回火工藝。(1)低溫回火:回火溫度為200370。當(dāng)要求最大的硬度時(shí),可對(duì)工件進(jìn)行低溫回火,同時(shí)可以消除淬火過(guò)程中所形成的內(nèi)應(yīng)力。(2)高溫回火:回火溫度為600750。高溫回火的目的是獲得高的強(qiáng)

21、度、塑性與沖擊韌性,以及較好的耐腐蝕性能。必須指出,在高低兩種回火溫度間的370600溫度范圍內(nèi)進(jìn)行回火,不僅使鋼的韌性急劇降低,同時(shí)也將嚴(yán)重?fù)p害鋼的耐蝕性能。2.3.3退火對(duì)馬氏體不銹鋼進(jìn)行退火的主要目的是使其軟化,以便于機(jī)加工。含碳量0.15%的第一類(lèi)馬氏體不銹鋼,軟化的方法有兩種:當(dāng)需要降低硬度, 又并不要求降至最低時(shí),可采用加熱至750 800,保溫13h,在空氣中冷卻,這樣處理后的硬度可降至170200hb;當(dāng)需要將硬度降至更低時(shí),可加熱至850900,保溫13h,然后緩冷(1520/h)至600,繼而在空氣中冷卻,可使硬度降至160hb。對(duì)于中碳和高碳類(lèi)馬氏體不銹鋼的軟化處理,可采

22、用750800,保溫26h,進(jìn)行高溫回火?；蛘咴?75900,保溫24h,隨爐冷卻至500以下空冷。需要指出的是,只有在對(duì)力學(xué)性能與耐蝕性能都要求不高的情況下,才使用退火狀態(tài)(供貨狀態(tài))的馬氏體不銹鋼。因?yàn)橥嘶馉顟B(tài)的馬氏體不銹鋼的力學(xué)性能很低,耐蝕性能也不高。2.4 馬氏體不銹鋼耐蝕性分析在鉻含量相當(dāng)?shù)牟讳P鋼中,一般奧氏體鋼耐蝕性最好,鐵素體次之,馬氏體最差(如圖5所示)。但馬氏體不銹鋼的主要優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)熱處理強(qiáng)化,適用于對(duì)強(qiáng)度、硬度、耐磨性等要求較高并兼有一定耐蝕性的零部件。圖5各種不銹鋼的耐蝕性(40%hno3)試片:7mm60mm,淬火:1100,水冷;浸泡8h,沸騰馬氏體不銹鋼在淬火狀

23、態(tài)時(shí)耐全面腐蝕和點(diǎn)腐蝕性能較好(但這種狀態(tài)的鋼很脆,又難以加工,所以,在工程上的實(shí)用性很小),其次是淬火+回火處理的調(diào)質(zhì)件,而以退火狀態(tài)的工件耐蝕性最差。2.4.1耐全面腐蝕性能馬氏體不銹鋼在熱處理后經(jīng)拋光,在室溫的下列介質(zhì)中具有良好的耐蝕性能:無(wú)機(jī)酸:濃度不低于1%的硝酸、硼酸;有機(jī)酸:濃醋酸和濃度低于10%的醋酸、苯甲酸、油酸、硬脂酸、苦味酸、單寧酸、焦性沒(méi)食子酸及尿酸等;鹽溶液:碳酸鈉、碳酸銨、碳酸鉀、碳酸鎂、碳酸鈣、鈉鉀的硫酸鹽,所有金屬的硝酸鹽,以及各種有機(jī)酸鹽。堿溶液:苛性鈉、苛性鉀、氨水、氫氧化鈣、水等;其它介質(zhì):食用無(wú)鹽醋、果汁、咖啡、茶、牛奶及工業(yè)用酒精、醚、汽油、重油、礦物

24、油等。馬氏體不銹鋼在硫酸、鹽酸、氫氟酸、熱磷酸、熱硝酸以及熔融堿等介質(zhì)中耐蝕性能很差。2.4.2耐局部腐蝕性能馬氏體不銹鋼(如cr13型)對(duì)特殊腐蝕形式(如晶間腐蝕、點(diǎn)腐蝕等)是不耐蝕的,故在具有這類(lèi)腐蝕特點(diǎn)的實(shí)際工程中不宜選用。當(dāng)cr13型不銹鋼不能滿(mǎn)足工程上需要時(shí),可選用1cr17ni2鋼,因此鋼中含有高達(dá)17%的鉻,并含有2%的鎳代替了部分的碳。鎳能阻止淬火溫度下鐵素體的生成,能提高抗回火性,改善強(qiáng)度和韌性,改善對(duì)鹽霧及稀還原性酸的耐蝕性。馬氏體不銹鋼在電耦合或非電耦合使用時(shí),?？赡馨l(fā)生氫脆或應(yīng)力腐蝕。前者如1cr13鋼在弱酸、濕蒸汽介質(zhì)中與奧氏體鋼電耦合時(shí)發(fā)生應(yīng)力腐蝕;后者如在油井h2

25、s環(huán)境中產(chǎn)生的穿晶型氫脆斷裂。在鹽溶液、鹽霧、或高純水中,馬氏體不銹鋼易產(chǎn)生晶間型的應(yīng)力腐蝕?？箲?yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能與鋼所經(jīng)受的回火處理溫度密切相關(guān),如在5%nacl噴霧試驗(yàn)中410、420(國(guó)產(chǎn)為1cr13)鋼經(jīng)480回火的彎曲試樣,沿原奧氏體晶界產(chǎn)生裂紋;但經(jīng)370以下或590以上回火,試驗(yàn)75天也不產(chǎn)生裂紋。410鋼在3%nacl和酸性h2s溶液中的應(yīng)力腐蝕斷裂途徑與腐蝕幾乎無(wú)關(guān),主要依賴(lài)于回火溫度; 550回火最易出現(xiàn) 晶間型分枝裂紋。馬氏體不銹鋼,根據(jù)不同的熱處理?xiàng)l件,有時(shí)也易發(fā)生堿脆,如固溶處理的410鋼在332脫氣的10%naoh中,外加應(yīng)力=90%0.2,經(jīng)4800h未裂,僅為嚴(yán)重

26、的全面腐蝕,649回火(hrc=28)及565回火 (hrc=41)也一樣,而經(jīng)482回火者(hrc=50), 4800h后即產(chǎn)生裂紋。1cr13（表3）不銹鋼在溫度30以下時(shí)的弱腐蝕介質(zhì)中,即在大氣、蒸汽、淡水中,亦具有良好的耐腐蝕性能,因而在機(jī)械制造中得到廣泛的應(yīng)用。1cr13不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)小(約為低碳鋼的1/3),而線膨脹系數(shù)比低碳鋼大,所以,在焊接后引起的變形也較大,因此,在焊接過(guò)程中應(yīng)采用相應(yīng)工藝措施。1cr13不銹鋼在焊接過(guò)程中焊接性較差。因?yàn)?在焊接冷卻過(guò)程中出現(xiàn)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變,由于體積發(fā)生變化,促使硬度增加和塑性降低,致使有強(qiáng)烈的淬硬傾向,母材含碳量越高,淬硬傾向就越大。在

27、焊縫擴(kuò)散氫和焊接應(yīng)力作用下,焊接殘余應(yīng)力較大,易產(chǎn)生裂紋。因此,根據(jù)焊件厚度和剛性大小,焊接時(shí)應(yīng)采取焊前預(yù)熱、焊后緩冷等工藝措施。表3 1cr13的化學(xué)成分ccrnimnsips0.1512.990.140.480.710.0250.0102.5 焊接缺陷分析薄壁件焊接的特點(diǎn)薄壁件大多為精密元器件。實(shí)際生產(chǎn)中薄壁管件的焊接通常有兩種接頭方式:平面對(duì)接和卷邊對(duì)接。卷邊對(duì)接用得較少,只有在平面對(duì)接無(wú)法焊接時(shí)才采用。經(jīng)常采用的平面對(duì)接形式適用的管子厚度范圍0.11mm。2.5.1 燒穿和變形薄壁件大多為不銹鋼材料,由于不銹鋼的導(dǎo)熱性能差,工件又為薄壁,因而焊接時(shí)極易產(chǎn)生焊穿和變形,故焊接時(shí)必須在夾具

28、上進(jìn)行。(1)焊件易變形焊件為薄壁件,剛性小,熱容量小,焊接時(shí)溫升快,因而焊件易變形。實(shí)踐證明:薄壁件焊接過(guò)程中防止和減小變形是獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的主要條件之一。 (2)對(duì)焊接規(guī)范變化敏感因?yàn)楹讣?、電流?形成的焊接熔池也小,熱容量必然小,所以對(duì)焊接熱過(guò)程中的很小變化,都會(huì)破壞焊接熔池的熱平衡,導(dǎo)致焊縫尺寸的變化,甚至燒穿或未焊透。因此,焊接過(guò)程中一定要保持電弧穩(wěn)定,焊接規(guī)范穩(wěn)定,夾具的導(dǎo)熱條件不變。 (3)對(duì)焊件的裝配及工裝夾具的要求高為了獲得良好的焊縫,焊前必須保證裝配精度,不允許有間隙和錯(cuò)邊,相對(duì)應(yīng)的工裝夾具也應(yīng)保證其精度,并具有良好的散熱條件。否則,便產(chǎn)生燒穿等缺陷,出現(xiàn)廢品。 (4)對(duì)焊

29、接處的表面清理要求高因工件壁薄、焊縫小,工件表面的氧化物及油污對(duì)焊縫質(zhì)量的影響很大。所以要注意清除焊縫處的油污、鐵銹、氧化物等。2.5.2 焊接冷裂紋由于馬氏體不銹鋼在空冷的情況下就能夠形成脆硬的馬氏體，馬氏體是典型的淬硬組織，對(duì)擴(kuò)散氫敏感，如果街頭拘束力大，就很容易形成冷裂紋。冷裂紋的表現(xiàn)特征冷裂紋形成的溫度大體在-100100之間，具體溫度隨母材和焊接條件不同而異，產(chǎn)生冷裂紋的材料大都有淬硬傾向的低合金高強(qiáng)度鋼和中高碳鋼的焊接接頭，裂紋大都在熱影響區(qū)，通常發(fā)源于熔合區(qū)，有時(shí)也發(fā)生在高強(qiáng)度鋼或鈦合金的焊縫中。宏觀上冷裂紋的斷口有脆硬斷裂的特征，表面有金屬光澤，成人字形態(tài)發(fā)展，冷裂紋較多的是在

30、焊后延續(xù)一段時(shí)間才產(chǎn)生，延遲時(shí)間不等，可能幾小時(shí)，也可能幾天或幾十天。冷裂紋的分布根據(jù)冷裂紋的分布特征，可歸納為四種類(lèi)型：焊道下裂紋：是在靠近堆焊焊道的熱影響區(qū)所形成的焊接冷裂紋，走向大致與熔合線平行，一般不顯露于焊縫表面。焊趾處裂紋：焊縫表面與母材交界處叫做焊趾，裂紋一般向熱影響區(qū)粗晶區(qū)擴(kuò)展，有時(shí)也向焊縫中擴(kuò)展。焊根處裂紋：沿應(yīng)力集中的焊縫根部所形成的焊接冷裂紋，主要發(fā)生在含氫量較高預(yù)熱不足的條件下，焊縫擴(kuò)展方向可以向焊縫也可以向熱影響區(qū)。橫向裂紋：起源于熔合線，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向擴(kuò)展到焊縫和熱影響區(qū)。形成冷裂紋的基本因素及其作用形成冷裂紋的因素是擴(kuò)散氫鋼種的淬硬傾向及接頭所承受的拘束應(yīng)力三

31、者共同作用的結(jié)果。氫的影響:導(dǎo)致接頭產(chǎn)生冷裂紋的氫主要是擴(kuò)散氫，實(shí)驗(yàn)證明，隨著焊縫中擴(kuò)散氫含量的增加，冷裂紋率提高，近年來(lái)一些學(xué)者在顯微鏡下觀察彎曲試件的斷裂情況時(shí)，還觀察到在裂紋尖端附近有氫氣泡析出。擴(kuò)散氫含量影響裂紋延遲時(shí)間的長(zhǎng)短，擴(kuò)散氫含量越高，延時(shí)越短。鋼種的淬硬傾向：一般來(lái)說(shuō)，鋼種的淬硬傾向越大，則接頭中出現(xiàn)馬氏體的可能性越大，則越容易產(chǎn)生冷裂紋。當(dāng)材料一定時(shí)，隨冷卻速度不同，接頭的組織相應(yīng)改變，冷卻速度越大，使馬氏體含量增加，導(dǎo)致裂紋率上升。焊接的拘束應(yīng)力：焊接的拘束應(yīng)力包括接頭在焊接過(guò)程中因加熱不均所承受的熱應(yīng)力相變應(yīng)力結(jié)構(gòu)自身幾何因素所決定的內(nèi)應(yīng)力。上述三方面的應(yīng)力都是不可避免

32、的，由于與拘束條件有關(guān)而統(tǒng)稱(chēng)拘束應(yīng)力。拘束應(yīng)力的作用也是形成冷裂紋的重要要素之一，在其他條件一定時(shí)，拘束應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂。三個(gè)因素的相互關(guān)系固液）圖6 氫的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)與晶格結(jié)構(gòu)的關(guān)系氫在開(kāi)裂時(shí)的作用：氫在裂紋形成的過(guò)程中的作用與其溶解度和擴(kuò)散規(guī)律有關(guān)。溶解度在液體金屬中的氫原子，在連續(xù)冷卻金屬凝固和發(fā)生固態(tài)相變時(shí)，溶解度將發(fā)生突變【圖6-a】，氫在相中的溶解度大大高于在相中的溶解度，在快冷時(shí)，就來(lái)不及在轉(zhuǎn)變時(shí)析出，而以過(guò)飽和和溶解的形式存在于相中。由于氫的擴(kuò)散性很強(qiáng)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，過(guò)飽和的氫將不斷擴(kuò)散，其中一部分?jǐn)U散到金屬外部，另一部分則在金屬內(nèi)部遷移。氫在不同晶格中擴(kuò)散能

33、力不同，在相中的擴(kuò)散能力比在相高【圖6-b】。熔合線裂紋焊縫熱影響區(qū)接方向液體金屬熔池圖7 焊接接頭冷卻過(guò)程中的組織分布與氫的擴(kuò)散情況因此在發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)氫的溶解度突降，而擴(kuò)散能力突升。從接頭組織分布的示意圖中可知【圖7】，熔池以外的焊縫和熱影響區(qū)都是固態(tài)，由于焊縫與母材的成分不同，焊縫金屬的奧氏體分解溫度tfa高于母材的分解溫度tma，因此等tfa溫面導(dǎo)前于等tma溫面。圖中的熔合線上ab兩點(diǎn)的兩側(cè)的組織不同，焊縫已完成奧氏體分解fe3c（或貝氏體，馬氏體），而母材仍為相。焊縫進(jìn)行奧氏體分解時(shí)，氫的溶解度突降，擴(kuò)散速度突升，過(guò)多的氫必然通過(guò)熔合線向尚未轉(zhuǎn)變的熱影響區(qū)擴(kuò)散。氫擴(kuò)散到母材后，由于氫在

34、相中溶解度而擴(kuò)散度低，在快冷時(shí)就不可能據(jù)需母材內(nèi)部擴(kuò)散，而聚集在熔合線附近形成高氫帶。在母材也發(fā)生了相變后，氫就可以以過(guò)飽和的形式殘留于馬氏體（或貝氏體）中，并擴(kuò)散到應(yīng)力集中或晶格畸變處結(jié)合為氫分子，形成較高的局部應(yīng)力，再加上熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的共同作用，就可能開(kāi)裂。氫與力的共同作用產(chǎn)生延遲現(xiàn)象：氫裂紋的延遲特點(diǎn)是潛伏期是裂紋形成的孕育期階段，實(shí)際上是氫逐漸向開(kāi)裂部位擴(kuò)散集中結(jié)合成分子并形成一定壓力的過(guò)程。開(kāi)始時(shí)，氫的分布相對(duì)比較均勻，在熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的作用下金屬中出現(xiàn)一些微觀缺陷，氫開(kāi)始向缺陷前沿應(yīng)力部位遷移。焊縫中氫的平均濃度較高，則遷移的氫的數(shù)量越多，輕易的速度也越高。當(dāng)氫聚集到發(fā)生裂紋

35、所需要的臨界濃度時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生微裂紋。由于裂紋尖端的應(yīng)力集中，進(jìn)一步使氫向尖端高應(yīng)力區(qū)擴(kuò)散，裂紋擴(kuò)展。氫的擴(kuò)散聚集達(dá)到臨界濃度都需要時(shí)間，這就形成了裂紋的延遲特征。氫與應(yīng)力有一種互補(bǔ)的關(guān)系，即擴(kuò)散氫含量越高，開(kāi)裂所需要的應(yīng)力 越小，潛伏期越短；應(yīng)力越大，開(kāi)裂所需要的含氫量越低。鋼材淬硬傾向的作用：馬氏體是典型的淬硬組織，這是由于間隙原子碳的過(guò)飽和，使鐵原子偏離平衡位置，晶格發(fā)生明顯畸變所致。特別是在焊接條件下，近縫區(qū)的加熱溫度高達(dá)1350-1400，使奧氏體晶粒嚴(yán)重長(zhǎng)大，當(dāng)快速冷卻是，粗大的奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮鸟R氏體。硬脆的馬氏體在斷裂時(shí)所需要的能力較低。因此焊接接頭中又馬氏體存在時(shí)，裂紋易于形成

36、和擴(kuò)展。鋼材的淬硬傾向越大，熱影響區(qū)或焊縫冷卻后得到的淬硬組織越多，對(duì)冷裂紋就越敏感。這里的淬硬傾向包括淬透性和淬硬性?xún)蓚€(gè)方面，也就是冷裂紋的傾向大小，即取決于馬氏體的數(shù)量，更取決于馬氏體本身的韌性。含碳量不同時(shí)。得到不同形態(tài)馬氏體的韌性差別較大的。如果以馬氏體的數(shù)量對(duì)不不同鋼種的冷裂紋敏感性，會(huì)造成較大誤差。不同組織對(duì)冷裂紋的敏感性大致按下列順序遞增：鐵素體或珠光體貝氏體條狀馬氏體馬氏體+貝氏體針狀馬氏體。防止冷裂紋的措施（1）嚴(yán)格控制氫的來(lái)源：選用優(yōu)質(zhì)焊接材料或低氫的焊接方法，嚴(yán)格規(guī)定對(duì)焊接材料進(jìn)行烘焙及焊前清理工作。（2）提高金屬的塑性和韌性：通過(guò)焊接材料向焊縫過(guò)渡ti,nb,mo,v,

37、b.te或稀土元素來(lái)韌化焊縫，利用焊縫的塑性?xún)?chǔ)備減輕熱影響區(qū)的負(fù)擔(dān)，從而降低整個(gè)焊接接頭的冷裂紋的敏感性。（3）焊前預(yù)熱：焊前預(yù)熱可以有效降低冷卻速度，從而改善接頭組織，降低拘束應(yīng)力，并有利于氫的析出，可有效地防止冷裂紋，是生產(chǎn)中常用的方法。（4）控制線能量：線能量增加可以降低冷卻速度，從而降低冷裂紋的傾向。但線能量過(guò)大，則可能造成焊縫及熱影響區(qū)的晶粒粗化，而粗大的奧氏體一旦轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮鸟R氏體，裂紋傾向反而增大。（5）焊后熱處理：焊后進(jìn)行不同的熱處理，可分別起到清除擴(kuò)散氫，降低和清除殘余應(yīng)力，改善組織或降低硬度等作用。焊后常用的熱處理制度有削氫處理，消除應(yīng)力退火，正火和淬火或淬火+回火。具體選

38、用視產(chǎn)品的需要而定。第三章 薄壁件焊接的幾種基本方法3.1 微束等離子弧焊普通電弧焊的電弧是在工件上的空氣中自由燃燒,不受約束;而等離子弧是一種受壓縮氣體約束的電弧。維束等離子弧焊接作為薄壁件的常用焊接方法,其原因在于微束等離子弧焊接具有以下特點(diǎn):電弧能量密度高、電弧穩(wěn)定性好、電弧剛性好、弧長(zhǎng)變化對(duì)焊件的熱影響小、工件變形小等。微束等離子弧焊接的工藝參數(shù),主要是焊接電流、焊接速度、工作氣體流量、保護(hù)氣體流量、電弧長(zhǎng)度、焊嘴直徑等,它們對(duì)焊縫的形狀和焊接質(zhì)量都有影響。 (1)為了加強(qiáng)保護(hù)效果、提高焊縫質(zhì)量,常采用以氬氣為主的混合氣體為保護(hù)氣。焊接不銹鋼時(shí),在保護(hù)氣中加入5%左右的氫氣,效果最佳。

39、 (2)微束等離子弧焊接的接頭形式和尺寸有其特別之處,下圖8所示為常用的幾種接頭形式。圖8(3)為了獲得良好的焊縫背面成型,常在焊道背面放置紫銅墊板,墊板上均有成形槽,槽寬23mm,槽深0.20.5mm。3.2 小電流氬弧焊小電流直流氬弧焊具有:焊接時(shí)電弧穩(wěn)定無(wú)飛濺、明弧熔池觀察清晰、焊接電流量小、氬氣流量小、可焊異種金屬、焊縫美觀的特點(diǎn),廣泛用于薄壁件的焊接。正確地選擇焊接工藝參數(shù),是進(jìn)行薄壁件焊接時(shí)獲得優(yōu)良焊縫的基本條件。另外,在特殊情況下,薄壁件焊接還可以采用小功率釬焊或激光焊接。另外,在特殊情況下,薄壁件自動(dòng)焊接還可以采用小功率釬焊或激光焊接。第四章 馬氏體不銹鋼焊接工藝1cr13的焊

40、接工藝金屬波紋管作為彈性敏感元件，是儀器儀表和自動(dòng)化裝置上的重要元件之一。金屬波紋管屬于超薄零件，壁厚在0.05一0.3mm之間。從節(jié)約成本，本文將討論用tig焊完成壁厚0.3mm的金屬波紋管的焊接。由于不銹鋼的焊接性良好，所以超薄不銹鋼零件焊接的技術(shù)關(guān)鍵是防止燒穿和保證良好的焊縫成形。金屬表面若有油污和氧化皮，會(huì)降低液體的表面張力而破壞熔池的動(dòng)態(tài)平衡，造成管燒穿。所以，對(duì)超薄不銹鋼零件焊接時(shí)，必須進(jìn)行除油和酸洗。4.1 下料及板材成型圖8 模片超薄型波紋管的加工過(guò)程通常是先沖壓出膜片（圖8），然后將各膜片依次焊接起來(lái)，2個(gè)膜片的內(nèi)圓焊接后，再與另外膜片的外圓焊接，直到所需的長(zhǎng)度，如圖9所示。

41、圖9 波紋管波紋管材料為牌號(hào)為1cr13不銹鋼，厚度0.3mm管外徑60mm內(nèi)徑42mm，如圖8所示。由于波紋管的焊縫是由電弧熔化膜片邊緣所形成的，所以膜片邊緣凸出夾具表面的形狀和尺寸對(duì)焊縫成形有極大影響。由文獻(xiàn)知，膜片邊緣凸出夾具表面的高度由下式?jīng)Q定：h=h1+h; h=s/20式中s為焊縫的橫截面積；h為熔化偏差量；0為膜片厚度。當(dāng)焊縫的橫截面直徑在2.503.50范圍內(nèi)變化時(shí)，焊縫質(zhì)量較好。經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和實(shí)際焊接試驗(yàn)，取膜片邊緣凸出夾具表面高度為0.45mm。膜片裝配時(shí)的同心度及間隙、錯(cuò)邊尺寸也是影響焊接質(zhì)量的重要因素。膜片焊前裝配時(shí)，要求間隙及錯(cuò)邊量不得大于0.05mm。如此嚴(yán)格的要求

42、，只能通過(guò)精密的夾具來(lái)保證。夾具由帶有散熱片的分離半圓形零件組成，在焊接波紋管外圓焊縫時(shí)，散熱面作為中心定位部件，如圖10所示。內(nèi)焊縫是利用專(zhuān)門(mén)的錐盤(pán)形夾具來(lái)定位的，如圖11所示。圖10 波紋管外圓焊接夾具圖11 波紋管內(nèi)圓焊接夾具夾具與膜片接觸面的寬度直接影響到散熱量的大小，也對(duì)焊縫成形有重要影響。為了防止出現(xiàn)鋸齒狀焊縫，夾具與膜片接觸面的寬度由實(shí)驗(yàn)調(diào)定為1mm。4.2 焊前準(zhǔn)備除油 : 用有機(jī)溶劑(丙酮、酒精 、四氯化碳等) 擦洗焊接接頭 。酸洗：:對(duì)于1cr13不銹鋼,采用以下配方:h3po410%、hf5%、h2so45%、h2o80%酸洗時(shí)間:5分鐘(室溫)。酸洗后用弱堿溶液中和 ,

43、然后用流動(dòng)水沖洗涼干4.3 焊接工藝參數(shù)的選擇及焊接(l)接頭形式為端接接頭，組裝工藝應(yīng)合理，使模片之間緊密配合，可提高波紋管的成品率。(2)焊接設(shè)備使用nza21一120一1型弧焊機(jī)(電源電壓380v、額定功率3kw、調(diào)節(jié)范圍5一120a)。(3)焊接電流和焊接速度，焊接電流是影響焊接質(zhì)量的主要參數(shù)。電流過(guò)大或焊速過(guò)慢，會(huì)使焊接線能量增大，將導(dǎo)致波紋管燒穿。焊接電流過(guò)小或焊接速度過(guò)快，會(huì)造成電弧的穩(wěn)定性差和金屬的熔化量不足，也無(wú)法獲得良好的焊縫成形。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)確定，焊接電流為20一25a，焊接速度6一7mm/s。（4）嘴尺寸和氬氣流量的選擇，我們采用自制的噴嘴,噴嘴直徑為8mm,噴嘴長(zhǎng)度

44、比普通噴嘴要長(zhǎng),確定為40mm,這樣可以使氬氣平行流出 ,不致發(fā)生紊流,又可壓縮電弧,使電弧更集中,提高了電弧的穩(wěn)定性 ,保證焊縫的成形。氬氣流量為:6-8升/分。數(shù)據(jù)的確定按下列公式計(jì)算 d=(2.5-3.5)dw d為噴嘴直徑，dw為鎢極直徑。 q=(0.8-1.2)dq為氣體流量，d為噴嘴直徑(5)電弧長(zhǎng)度盡可能小焊接中采用短弧焊，弧長(zhǎng)控制在1mm以下，這時(shí)氫氣保護(hù)效果好，電弧穩(wěn)定。(6)鎢極直徑和端頭形狀采用的鎢極直徑為1.6mm，端頭磨成30度錐角。這樣可提高引弧和穩(wěn)弧性能，保證焊縫的成形。鎢極伸出長(zhǎng)度一般為5-6mm.（7）進(jìn)行焊接，焊后的接頭組織見(jiàn)下圖12?；静僮?，引弧時(shí)提前送

45、氣5-10秒鐘；收弧時(shí)延遲斷氣10秒鐘左右。焊縫內(nèi)不填充焊絲。圖12（8）焊件冷卻至室溫后，進(jìn)行外觀檢測(cè)，不能有燒穿，咬邊，未熔合，裂紋等缺陷。（9）焊后熱處理對(duì)焊件進(jìn)行700-750回火處理，保溫一小時(shí)，然后空冷。（10）100%對(duì)焊件進(jìn)行1.6 mpa水壓強(qiáng)度試驗(yàn),檢驗(yàn)焊件的密封性是否合格。（11）表4是本工藝的焊接工藝卡，焊接工藝的參數(shù)都在上面。表4焊接接頭焊接順序焊接工藝卡編號(hào)0001先焊接外焊縫圖號(hào)0001再焊接內(nèi)焊縫接頭名稱(chēng)端接接頭街頭編號(hào)0001焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào)n0001焊工持證項(xiàng)目檢驗(yàn)序號(hào)本廠鍋檢所第三方或用戶(hù)母材mm1cr13厚度mm0.3焊縫金屬mm1cr13厚度mm0

46、.3焊接位置平焊層道焊接方法填充材料焊接電流電弧電壓（v）焊接速度（cmmin）線能量（kjcm）牌號(hào)直徑極性電流（a）焊后熱處理回火700-750自動(dòng)鎢極氬弧焊正接20-253642鎢絲直徑1.6mm噴嘴直徑8mm氣體成分純ar氣體流量正面6-8升/分背面4.4 焊接中的工藝缺陷及產(chǎn)生原因(l)燒穿起弧端燒穿的原因?yàn)槎搪匪查g電流大，內(nèi)、外托環(huán)與波紋管間隙大。燒穿是由于局部間隙過(guò)大，電弧瞬時(shí)不穩(wěn)成偏弧。(2)波紋管未焊住頭之間間隙過(guò)大，使波紋管端面它兩件未對(duì)齊，會(huì)造成局部虛焊和漏焊而未焊住，試壓時(shí)漏水。(3)成形不規(guī)則、熔寬過(guò)窄，是由于鎢極距焊接縫距離大，使弧長(zhǎng)過(guò)大，電弧剛度不造成的。4.5 結(jié)論本文采用tig焊焊接超薄零件，降低了成本。按以上的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接工藝進(jìn)行焊接后，對(duì)焊接零件觀檢驗(yàn)，焊縫表面平滑光亮，經(jīng)試驗(yàn)未發(fā)生漏現(xiàn)象，說(shuō)明波紋管接頭強(qiáng)度高，氣密性好，滿(mǎn)足使用要求。第五章 1cr13波紋管的焊接工藝評(píng)定5.1