奧氏體不銹鋼TiG焊的焊接工藝評(píng)定

1、奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)目 錄摘 要 . 1 引 言. 2第一章 焊接工藝評(píng)定基本原理 . 31.1 焊接工藝評(píng)定的目的 31.2焊接工藝評(píng)定的一般程序 31.3 焊接性能是焊接工藝評(píng)定基礎(chǔ) 3第二章 奧氏體不銹鋼TIG42.1 評(píng)定對(duì)接焊縫 42.2 管與板角焊縫試件 42.3 焊接工藝因素 42.4. 評(píng)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(píng)定設(shè)計(jì)摘 要焊接過(guò)程是特殊過(guò)程。焊接結(jié)果不容易經(jīng)濟(jì)地通過(guò)檢驗(yàn)和試驗(yàn)完全驗(yàn)證，有些問(wèn)題在設(shè)備使用后才曝露出來(lái)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(píng)定又是制造安裝單位的技術(shù)資源和技術(shù)儲(chǔ)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(guò)焊接工藝評(píng)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(jì)價(jià)值.一般認(rèn)為,奧氏體鋼在焊接中存在的問(wèn)題主要有:蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂及含Ni這些問(wèn)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(píng)定 檢測(cè) 焊縫奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)引 言在現(xiàn)代生產(chǎn)中，隨著社會(huì)的進(jìn)步、生產(chǎn)力的發(fā)展對(duì)焊接產(chǎn)品的要求越來(lái)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(kāi)發(fā)應(yīng)用的超級(jí)奧氏體不銹鋼。本文以1Cr18Ni9Ti鋼為例做焊接工藝評(píng)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(guò)焊接工藝評(píng)定，國(guó)的地位很不相稱。產(chǎn)量、和提高，我國(guó)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(huì)產(chǎn)生碳擴(kuò)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(shí),會(huì)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(shí)就會(huì)沿晶斷裂，是奧氏體鋼最危險(xiǎn)的一種破壞

4、形式。晶間腐蝕受應(yīng)力作用時(shí)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(shí)候都會(huì)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(guò)程中高溫停留時(shí)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(shí)，不會(huì)產(chǎn)生碳擴(kuò)散現(xiàn)象。也就是說(shuō)不會(huì)形成碳化鉻化合物。當(dāng)溫度升高至830以上時(shí)，此時(shí)晶粒內(nèi)鉻擴(kuò)散現(xiàn)象增強(qiáng)。大量的鉻于晶粒的碳化合生成碳化鉻，但兩者都不會(huì)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(guò)程中嚴(yán)格控制危險(xiǎn)溫度區(qū),降低630的高溫度停留時(shí)間。奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)第一章 焊接工藝評(píng)定基本原理1.1 焊接工藝評(píng)

5、定的目的焊接工藝評(píng)定的目的是驗(yàn)證施焊單位擬定的焊接工藝的正確性，并評(píng)定施焊單位能力。1.2焊接工藝評(píng)定的一般程序焊接工藝評(píng)定的一般過(guò)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(píng)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(yàn)；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(guò)焊接性能試驗(yàn)可以了解焊接方法、焊接工藝對(duì)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(yàn)可分為間接法和直接法兩大類。做焊接性能試驗(yàn)時(shí)要根據(jù)金屬材料的特點(diǎn)，

6、要有針對(duì)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(méi)有冷裂紋傾向。對(duì)奧氏體不銹鋼不做熱影響區(qū)最高硬度試驗(yàn)或Y形坡口焊接裂紋試驗(yàn)。奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)第二章 奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定理論基礎(chǔ)2.1 評(píng)定對(duì)接焊縫工藝時(shí)，采用對(duì)接焊縫試件。對(duì)接焊縫試件評(píng)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(píng)定試件形式2.2a. b.板材對(duì)接焊縫試件評(píng)定合格的焊接工藝適用于管材的對(duì)接焊縫，反之亦可。2.3 焊接工藝因素1.焊接工藝評(píng)定因素分為重要因素、補(bǔ)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(bǔ)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(yàn) 5奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)時(shí)，需增加補(bǔ)加因素。3)次要因素是指對(duì)要求測(cè)定的力學(xué)性能無(wú)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(píng)定因素接工藝時(shí)，可按每種焊接方法或焊接工藝分別進(jìn)行評(píng)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(píng)定。組合評(píng)定合格后用于焊件時(shí)，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(bǔ)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(píng)定設(shè)計(jì)2.5熱處理改變焊后熱處理類別，需重新評(píng)定焊接工藝。除氣焊外，當(dāng)規(guī)定進(jìn)

8、行沖擊試驗(yàn)時(shí)，焊后熱處理的保溫溫度范圍或保溫時(shí)間范圍改變后要重新評(píng)定焊接工藝。試件的焊后熱處理應(yīng)與焊件在制造過(guò)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(shí)，試件保溫時(shí)間不得少于焊件在制造過(guò)程中累計(jì)保溫時(shí)間的80%。奧氏體鋼的使用溫度高于或等于196時(shí)，可免做沖擊試驗(yàn)，一般不熱處理。2.6 試件厚度和焊件厚度表2mm1)對(duì)接焊縫試件評(píng)定合格的焊接工藝用于角焊縫焊件時(shí)，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(píng)定設(shè)計(jì)2）組合評(píng)定合格后，當(dāng)作單一焊接方法（或焊接工藝）分別評(píng)定來(lái)確定適用于焊件母材的厚度有效范圍。3）本次設(shè)計(jì)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(jiàn)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(píng)定設(shè)計(jì)圖3 管材角焊縫試件2.8 對(duì)接焊縫試件和試樣的檢驗(yàn)a.外觀檢查和按 JB4730b. 夏比 V （當(dāng)規(guī)定時(shí)）和彎曲試驗(yàn)。1) 5 的規(guī)定。2)（或焊接工藝）的焊縫對(duì)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(píng)定設(shè)計(jì)表 5 力學(xué)性能和彎曲性能試驗(yàn)項(xiàng)目和取樣數(shù)量c .力學(xué)性能試驗(yàn)的取樣要求：1) 取樣時(shí)，一般采用冷加工方法，區(qū)。2) 3)4)圖4 板材對(duì)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(píng)定設(shè)計(jì)

10、d. 拉伸試驗(yàn)1) 取樣和加工要求a) 試樣的焊縫余高應(yīng)以機(jī)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(yàn)。c) 當(dāng)試驗(yàn)機(jī)受能力限制不能進(jìn)行全厚度的拉伸試驗(yàn)時(shí)，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(yàn)機(jī)所能試驗(yàn)的最大厚度。等分后的兩片或多片試樣試驗(yàn)代替一個(gè)全厚度試樣的試驗(yàn)。2)形式緊湊型板接頭帶肩板形試樣（見(jiàn)圖 5圖3)指標(biāo)e.1)試樣的焊縫余高應(yīng)采用機(jī)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(jiàn)圖6。奧氏體不銹鋼TIG

11、焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)圖6 橫向側(cè)彎試樣b) 面彎和背彎試樣見(jiàn)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(píng)定設(shè)計(jì)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(zhǎng)大于3mm的裂紋和缺陷。試樣的棱角開(kāi)裂一般不記。f. 沖擊試驗(yàn)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(jiàn)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(guò)熱影響區(qū)。沖擊試樣位置圖2) 3 個(gè)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(gè)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(yàn)檢驗(yàn)項(xiàng)目：外觀檢查，金相檢驗(yàn)（宏觀、微觀）1)檢驗(yàn)不得有裂紋。2)項(xiàng)檢驗(yàn)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(píng)定設(shè)計(jì)3）用線切割機(jī)將奧氏體鋼母材和焊接熱影響區(qū)切下厚0.5mm的薄片.對(duì)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(píng)定設(shè)計(jì)奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書第二頁(yè)奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)第三頁(yè)奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)焊 接 工 藝 評(píng) 定 報(bào) 告第四頁(yè)奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)第五頁(yè)奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)第六頁(yè)奧氏體不銹鋼TIG焊的焊接工藝評(píng)定設(shè)計(jì)金相檢驗(yàn)（微觀）對(duì)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(chóng)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(chóng)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(zhǎng)，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(chóng)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(yàn)中發(fā)現(xiàn),奧氏體鋼焊縫在經(jīng)過(guò)高溫處理或時(shí)效處理時(shí)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(jī)理，相長(zhǎng)

15、大很迅速，鐵素體可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)橄啵粫?huì)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(duì)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(duì)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(cuò)亞結(jié)構(gòu)很少，HAZ的馬氏體中的位錯(cuò)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(píng)定設(shè)計(jì)第四章 結(jié)束語(yǔ)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(duì)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(píng)定設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)1.王新民. 焊接技能實(shí)訓(xùn)： 機(jī)械工業(yè)出版社2.烏日根. 焊接質(zhì)量檢測(cè)： 化學(xué)工業(yè)出版社3.王貴斗. 金屬材料與熱處理： 機(jī)械工業(yè)出版社4.鄧洪軍. 金屬熔焊原理： 機(jī)械工業(yè)出版社5.