焊接課程設(shè)計---發(fā)動機排氣管的焊接

1、<p><b>　　——焊接</b></p><p><b>　　焊接課程設(shè)計</b></p><p>　　——發(fā)動機排氣管的焊接</p><p><b>　　已知條件：</b></p><p>　　排氣管材料：不銹鋼；排氣管內(nèi)徑：110mm；排氣管厚度：1.5mm；

2、</p><p><b>　　要求：</b></p><p>　　抗拉強度：450MPa，足夠的耐腐蝕性以及足夠的抗振動疲勞性；</p><p><b>　　使用條件：</b></p><p>　　高溫（500℃左右）、振動、常與尾氣和外界環(huán)境接觸；</p><p><

3、b>　　制作要求：</b></p><p>　　高抗腐蝕性、耐高溫、高抗氧化性、焊縫密閉性、焊縫抗震動疲勞性、足夠的抗拉強度、美觀等；</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　一、選材：奧氏體不銹鋼</p><p><b>　　1）選擇依據(jù)</b><

4、/p><p>　　各種不銹鋼的特性和用途 </p><p>　　2）奧氏體不銹鋼的主要成分及其決定性作用</p><p>　　①鉻：決定不銹鋼性屬的元素只有一種，這就是鉻，每種不銹鋼都含有一定數(shù)量的鉻。鉻是不銹鋼中最基本的合金元素，其含量一般均在13%以上。它的主要作用是提高鋼的耐蝕性。在氧化性介質(zhì)中，鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化，使鋼表面形成一層牢固而致密的鉻的氧化物，使鋼

5、受到保護。鈍化是由于陽極反應(yīng)被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現(xiàn)象。鉻溶于鋼中能顯著提高鐵基固溶體的電極電位，降低了因電極電位不同形成的電化學腐蝕。鉻還能與鎳配合，可形成單相奧氏體組織并賦予鋼良好的耐蝕性、良好的韌性和強度。</p><p>　?、阪嚕烘囋诓讳P鋼中的作用是在與鉻配合后才發(fā)揮出來的。 鎳是優(yōu)良的耐腐蝕材料，也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素，但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織，含

6、鎳量要達到24％；而只有含鎳27％時才使鋼在某些介質(zhì)中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨構(gòu)成不銹鋼。但是鎳與鉻同時存在于不銹鋼中時，含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能?；谏厦娴那闆r可知，鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用，在于它使高鉻鋼的組織發(fā)生變化，從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。 </p><p>　　奧氏體不銹鋼，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約

7、0.1%時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強度較低，不可能通過相變使之強化，僅能通過冷加工進行強化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。</p><p>　　焊接時元素燒損情況及解決方法</p><

8、p>　　金屬在高溫情況下，表層離子和氧化性氣體接觸并發(fā)生化學反應(yīng)，使表面生成氧化物，這種現(xiàn)象叫做氧化，也叫燒損。其實質(zhì)是一種擴散過程，主要受被加熱金屬的化學成分和加熱環(huán)境（氣體環(huán)境、加熱溫度、加熱時間）兩個方面的因素影響。Cr、Ni是不銹鋼的主要組成元素，而它們能在金屬表面形成致密氧化膜，阻止了氧化性氣體相金屬內(nèi)部擴散，而且其氧化物膨脹系數(shù)幾乎與鋼一致，能牢固的附在鋼的表面而不脫落，阻止了氧化的進行。當Cr、Ni含量達到13%-2

9、0%的時候，幾乎不產(chǎn)生氧化。</p><p>　　但焊接時不銹鋼中仍有其他元素會被燒損，所選的焊絲中也會有部分元素會被燒損，進而影響焊縫性能?？梢酝ㄟ^以下方法加以解決：</p><p>　?、龠m當提高焊接速度，縮短局部加熱時間；</p><p>　?、诳刂票Ｗo氣的純度，嚴格按照規(guī)范使用保護氣，并采取措施減少外界環(huán)境對保護氣的干擾。</p><p&

10、gt;　　4）奧氏體不銹鋼焊接特點、易出現(xiàn)的缺陷及解決方法</p><p>　　奧氏體不銹鋼具有良好的可焊性，但焊接材料或焊接工藝不正確時，會出現(xiàn)以下缺陷：</p><p><b>　　A、晶問腐蝕</b></p><p><b>　　晶間腐蝕產(chǎn)生原因：</b></p><p>　　晶問腐蝕發(fā)生于晶

11、粒邊界，所以叫晶問腐蝕。它是奧氏體不銹鋼最危險的一種破壞形式，它的特點是腐蝕沿晶界深人金屬內(nèi)部，并引起金屬機械性能和耐腐蝕性能的下降。奧氏體不銹鋼在450～850％溫度區(qū)間范圍內(nèi)停留一定時問后，則晶界處會析出C ，其中的鉻主要來自晶粒表層，內(nèi)部的鉻如來不及補充，會使晶界晶粒表層的含鉻量下降而形成貧鉻區(qū)，在強腐蝕介質(zhì)的作用下，晶界貧鉻區(qū)受到腐蝕就會形成晶間腐蝕。受到晶間腐蝕的不銹鋼在表面上沒有明顯的變化，但在受力時會沿晶界斷裂，幾乎完全喪

12、失強度。</p><p>　　防止晶間腐蝕的措施：</p><p>　?、龠x用超低碳C≤0．03％、添加鈦或鈮等穩(wěn)定元素的不銹鋼焊條。</p><p>　?、诓捎眯∫?guī)范，目的是為了減少危險溫度范圍停留時間，采用小電流、快焊速、短弧焊及不作橫向擺動。焊縫可采用強制冷卻(如銅墊板、水冷)方法加快焊接接頭的冷卻速度，減少熱影響區(qū)。多層焊時，應(yīng)控制層間溫度，要前一道焊縫冷卻

13、至60℃以下時再焊。</p><p>　　③接觸介質(zhì)的那面焊縫最后焊接。</p><p>　?、芎负蠊倘芴幚怼⒐ぜ訜嶂?050～1150％后淬火，使晶界上的C C6溶人晶粒內(nèi)部，形成均勻的奧氏體組織。</p><p><b>　　B、熱裂紋</b></p><p><b>　　熱裂紋產(chǎn)生原因：</b&

14、gt;</p><p>　?、僖合嗑€和固相線距離大，凝固過程溫度范圍大，使低熔點雜質(zhì)偏析嚴重，而且集中在晶界處。</p><p>　?、谂蛎浵禂?shù)大，所以冷卻收縮時的應(yīng)力也大。</p><p>　　控制熱裂紋產(chǎn)生的措施：</p><p>　?、倏刂坪缚p金屬組織，盡量使焊縫金屬呈雙相組織，鐵素體的含量控制在3％ ～5％以下。因為鐵素體能大量溶解有

15、害的S、P雜質(zhì)。</p><p>　?、诳刂苹瘜W成分，應(yīng)減少焊縫金屬中的鎳、碳、硫、磷含量，增加鉻、鉬、硅及錳等元素，可以減少熱裂紋的產(chǎn)生。</p><p>　　③選用適當?shù)暮笚l藥皮類型。用低氫型藥皮焊條可以使焊縫晶粒細化，減少雜質(zhì)偏析，提高抗裂性。用酸性藥皮焊條氧化性強，使合金元素燒損多，抗裂性下降，而且晶粒粗大，使熱裂紋極易產(chǎn)生。</p><p>　?、懿捎眠m當

16、的焊接規(guī)范和冷卻速度。采用小規(guī)范，即小電流、快焊速來減少焊接熔池過熱、快速冷卻，以減少偏析，使抗裂性提高。多層焊時，要控制層問溫度，前一焊道冷卻至6o℃后再焊。</p><p><b>　　C、應(yīng)力腐蝕開裂</b></p><p>　　應(yīng)力腐蝕開裂產(chǎn)生原因：</p><p>　　應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下，受拉伸應(yīng)力作用時所產(chǎn)生的延

17、遲開裂現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴重的失效形式，表現(xiàn)為無塑性變形的脆性破壞。</p><p>　　應(yīng)力腐蝕開裂防止措施：</p><p>　　①合理制定成形加工和組裝工藝，盡可能減小冷卻變形度，避免強制組裝，防止組裝過程中造成各種傷痕(各種組裝傷痕及電弧灼痕，都會成為SCC的裂源，易造成腐蝕坑)。</p><p>　　②合理選擇焊材。焊縫

18、與母材應(yīng)有良好的匹配，不產(chǎn)生任何不良組織，如晶粒粗化及硬脆馬氏體等。</p><p>　?、鄄扇『线m的焊接工藝。保證焊縫成形良好，不產(chǎn)生任何應(yīng)力集中或點蝕的缺陷，如咬邊等采取合理的焊接順序，降低焊接殘余應(yīng)力。</p><p>　?、芟龖?yīng)力處理。焊后熱處理，如焊后完全退火或退火；在難以實施熱處理時采用焊后錘或噴丸等。</p><p><b>　　D、焊縫成

19、形不良</b></p><p>　　焊縫成形不良產(chǎn)生原因：</p><p>　　奧氏體不銹鋼焊接時，由于焊縫中合金元素含量高，熔池流動性差，易造成焊縫表面成形不良。主要表現(xiàn)在根部焊道背面成形惡化及蓋面焊道表面粗糙。焊縫表面成形不良對焊縫性能的影響在常溫或高溫工況下表現(xiàn)不明顯，但在低溫工況下，其成形不良所造成的應(yīng)力集中，對焊縫低溫性能的影響不亞于焊縫內(nèi)部質(zhì)量的影響。</p&

20、gt;<p><b>　　防止措施：</b></p><p>　　對于焊縫成形不良以及焊接熱影響區(qū)的晶問腐蝕問題，可以通過焊接工藝來加以解決。采用鎢極氬弧焊打底、較小的焊接線能量，來控制熱影響區(qū)處于敏化溫度區(qū)間的范圍。</p><p>　　E、焊接接頭的脆化 </p><p>　　奧氏體不銹鋼的焊縫在高溫加熱一段時間后，就會出現(xiàn)沖

21、擊韌度下降的現(xiàn)象，稱為脆化。</p><p>　　（1）焊縫金屬的低溫脆化（475℃脆化）</p><p><b>　　產(chǎn)生原因：</b></p><p>　　含有較多鐵素體的相（超過15%～20%）的雙相焊縫組織，經(jīng)過350～500℃加熱后，塑性和韌性會顯著下降，由于475℃時脆化速度最快，故稱為475℃脆化。對于奧氏體不銹鋼焊接接頭，耐蝕性

22、或抗氧化性并不總是最為關(guān)鍵的性能，在低溫使用時，焊縫金屬的塑韌性就成為關(guān)鍵性能。為了滿足低溫韌性的要求，焊縫組織通常希望獲得單一的奧氏體組織，避免δ鐵素體的存在。δ鐵素體的存在，總是惡化低溫韌性，而且含量越多，這種脆化越嚴重。</p><p><b>　　防治措施：</b></p><p>　　① 在保證焊縫金屬抗裂性能和抗腐蝕性能的前提下，應(yīng)將鐵素體相控制在較低的水

23、平，約5%左右。</p><p>　?、?已產(chǎn)生475℃脆化的焊縫，可經(jīng)900℃淬火消除。</p><p>　?。?）焊接接頭的σ相脆化</p><p><b>　　產(chǎn)生原因：</b></p><p>　　奧氏體不銹鋼焊接接頭在375～875℃溫度范圍內(nèi)長期使用，會產(chǎn)生一種FeCr間化合物，稱為σ相。σ相硬而脆（HRC&

24、gt;68）。由于σ相析出的結(jié)果，使焊縫沖擊韌度急劇下降，這種現(xiàn)象稱為σ相脆化。σ相一般僅在雙相組織焊縫內(nèi)出現(xiàn)；當使用溫度超過800～850℃時，在單相奧氏體焊縫中也會析出σ相。</p><p><b>　　防止措施：</b></p><p>　?、傧拗坪缚p金屬中的鐵素體含量(小于15%);采用超合金化焊接材料,即高鎳焊材,并嚴格控制Cr、Mo、Ti、Nb等元素的含量

25、。</p><p>　?、诓捎眯∫?guī)范,以減小焊縫金屬在高溫下的停留時間。</p><p>　　③對已析出的σ相在條件允許時進行固溶處理,使σ相溶入奧氏體。</p><p>　　④把焊接接頭加熱到1000～1050℃，然后快速冷卻。σ相一般在１Cr18Ni9Ti鋼中一般不產(chǎn)生。</p><p>　?。?）熔合線脆斷 </p>&

26、lt;p><b>　　產(chǎn)生原因：</b></p><p>　　奧氏體不銹鋼在高溫下長期使用，在沿熔合線外幾個晶粒的地方，會發(fā)生脆斷現(xiàn)象。</p><p><b>　　防治措施：</b></p><p>　　在鋼中加入 Mo能提高鋼材抗高溫脆斷的能力。</p><p>　　通過以上的分析，只有合

27、理選擇以上的焊接工藝措施或焊接材料都可以避免以上焊接缺陷的產(chǎn)生。奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的焊接性，幾乎所有的焊接方法都可用于奧氏體不銹鋼的焊接。在各種焊接方法中焊條電弧焊具有適應(yīng)各種位置與不同板厚的優(yōu)點、應(yīng)用非常廣泛。</p><p>　　二、工作條件的影響及解決方法</p><p>　　溫度的影響及解決方法：</p><p>　　奧氏體不銹鋼對熱膨脹比較敏感，因而易于

28、翹曲變形。這是由于相對局部的熱影響區(qū)所引起的。當這個局部熱影響區(qū)冷卻時，他就會慢慢將熱量傳給周圍金屬，從而造成翹曲。但是由于微量翹曲并不影響排氣，所以只需合理固定排氣管即可。另外，在高溫作用下，尾氣和大氣對焊縫的腐蝕作用會有所加強，可以采用耐腐蝕的焊絲或者對焊縫進行表面處理來解決。</p><p>　　振動的影響及解決方法：</p><p>　　由于發(fā)動機工作時會一直振動，會對焊縫造成損壞

29、，長時間的損壞累積造成焊縫疲勞以致失效。解決這個問題，可以采用抗疲勞和抗裂性能較好的焊絲作為填充金屬，或者采用機械緊固的方法減少振動對焊縫的影響。</p><p>　　腐蝕的影響及解決方法：</p><p>　　汽車排除的尾氣中含有大量水蒸氣、二氧化碳的氧化性氣體，大氣中也含有許多氧化性物質(zhì)，焊縫長時間與這些物質(zhì)接觸會發(fā)生緩慢氧化反應(yīng)，排氣管工作時，高溫作用下氧化性物質(zhì)的氧化性增強，氧化反

30、應(yīng)加快，造成氧化腐蝕。解決辦法：采用抗腐蝕能力較強的焊絲，對焊縫進行表面處理，在表面形成致密鈍化膜。</p><p><b>　　三、焊接工藝設(shè)計</b></p><p>　　1、奧氏體不銹鋼焊接方法選擇——鎢極氬弧焊</p><p>　　不銹鋼最常用的焊接方法有：手工焊、金屬極氣體保護焊、和鎢極惰性氣體保護焊。各種方法的特點和使用情況對比如下

31、：</p><p><b>　　1）手工焊</b></p><p>　　手工焊是一種非常普遍的、易于使用的焊接方法.電弧的長度靠人的手進行調(diào)節(jié)，它決定于電焊條和工件之間縫隙的大小.同時，當作為電弧載體時，電焊條也是焊縫填充材料。</p><p>　　這種焊接方法很簡單，可以用來焊接幾乎所有材料.對于室外使用，它有很好的適應(yīng)性，即使在水下使用也沒

32、問題.大多數(shù)電焊機可以TIG焊接.在電極焊中，電弧長度決定于人的手：當你改變電極與工件的縫隙時，你也改變了電弧的長度.在大多數(shù)情況下，焊接采用直流電，電極既作為電弧載體，同時也作為焊縫填充材料.電極由合金或非合金金屬芯絲和焊條藥皮組成.這層藥皮保護焊縫不受空氣的侵害，同時穩(wěn)定電弧.它還引起渣層的形成，保護焊縫使它成型.電焊條即可是鈦型焊條，也可是緘性的，這決定于藥皮的厚度和成分.鈦型焊條易于焊接，焊縫扁平美觀.此外，焊渣易于去除.如果焊

33、條貯存時間長，必須重新烘烤.因為來自空氣的潮氣會很快在焊條中積聚。</p><p>　　2）金屬極氣體保護焊</p><p>　　這是一種自動氣體保護電弧焊接方法.在這種方法中，電弧在保護氣體屏蔽下在電流載體金屬絲和工件之間燒接.機器送入的金屬絲作為焊條，在自身電弧下融化.由于MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的優(yōu)點，至今她仍然是世界上最為廣泛的焊接方法.它使用于鋼、非合金鋼、低合金鋼和

34、高合金為基的材料.這使得它成為理想的生產(chǎn)和修復(fù)的焊接方法.當焊接鋼時，MAG可以滿足只有0.6mm厚的薄規(guī)格鋼板的要求.這里使用的保護氣體是活性氣體，如二氧化碳或混合氣體.唯一的限制是當進行室外焊接時，必須保護工件不受潮，以保持氣體的效果。</p><p>　　3）鎢極惰性氣體保護焊</p><p>　　電弧在難熔的鎢電焊絲和工件之間產(chǎn)生.這里使用的保護氣體是純氬氣，送入的焊絲不帶電.焊絲

35、既可以手送，也可以機械送.也有一些特定用途不需要送入焊絲.被焊接的材料決定了是采用直流電還是交流電.采用直流電時，鎢電焊絲設(shè)定為負極.因為它有很深的焊透能力，對于不同種類的鋼是很合適的，但對焊縫熔池沒有任何“清潔作用”。</p><p><b>　　鎢極氬弧焊的特點：</b></p><p>　　特別適用于厚度在6mm以下的工件，適用于全位置管道對接焊。氬氣保護效果好

36、，合金元素過度系數(shù)高，焊縫成分易于控制；由于熱源較集中，又有氬氣冷卻作用，其焊接熱影響區(qū)較窄，晶粒長大傾向小，焊后不需要清渣，可以全位置焊接和[wiki]機械[/wiki]化焊接。缺點是設(shè)備較復(fù)雜，一般須使用直流弧焊電源，成本較高。TIG有手工和自動兩種，前者較后者熔敷率低些。TIG最適于3mm以下薄板不銹鋼焊接，在奧氏體不銹鋼壓力容器和管道的對接和封底焊等廣為應(yīng)用。對于厚度小于0.5mm的超薄板，要求用10~15A電流焊接，此時電弧不

37、穩(wěn)，宜用脈沖TIG焊。厚度大于3mm有時須開坡口和采用多層多道焊，通常厚度大于13mm，考慮制造成本，不宜再用TIG焊。</p><p>　　優(yōu)點：焊接過程穩(wěn)定；</p><p><b>　　焊接質(zhì)量好；</b></p><p>　　適用于厚薄板，單雙面以及全位置焊接；</p><p><b>　　易于實現(xiàn)自動

38、化；</b></p><p><b>　　焊縫區(qū)無熔渣。</b></p><p>　　缺點：抗風險能力差；</p><p>　　對工件清理要求較高；</p><p><b>　　生產(chǎn)效率低。</b></p><p>　　2、奧氏體不銹鋼焊接技巧</p>

39、<p>　　根據(jù)奧氏體不銹鋼的焊接特點，為保證接頭的質(zhì)量，應(yīng)當嚴格遵守以下焊接規(guī)范：</p><p>　?、俸盖皽蕚洹１仨毲宄赡苁购缚p金屬增碳的各種污染。焊接坡口和焊接區(qū)焊前應(yīng)用丙酮或酒精除油和去水。不得用碳鋼鋼絲刷清理坡口和焊縫表面。清渣和除銹應(yīng)用砂輪、不銹鋼鋼絲刷等。</p><p>　?、诤笚l必須存放在干凈的庫房內(nèi)。使用時應(yīng)將焊條放在焊條筒內(nèi)，不要用手直接接觸焊條藥皮

40、。</p><p>　?、酆附颖“搴途惺容^小的不銹鋼焊件，可選用氧化鈦型藥皮焊條。因為這種焊條的電弧穩(wěn)定，焊縫成型美觀。</p><p>　　④對于立焊和仰焊位置，應(yīng)采用氧化鈣型藥皮焊條。其熔渣凝固較快，對熔化的焊縫金屬可起到一定的支托作用。</p><p>　?、輾怏w保護焊和埋弧自動焊時，應(yīng)選用鉻錳含量比母材高的焊絲，以補償焊接過程中合金元素的燒損。</p

41、><p>　　⑥在焊接過程中，必須將焊件保持較低的層問溫度，最好不超過150℃。不銹鋼厚板焊接時，為加快冷卻，可從焊縫背面噴水或用壓縮空氣吹焊縫表面，但層問必須注意清理，防止壓縮空氣污染焊接區(qū)。</p><p>　?、呤止る娀『笗r，應(yīng)在焊條說明書規(guī)定的電流范圍內(nèi)選擇焊接電流。由于不銹鋼電阻值較大，靠近夾持端的一段焊條容易受電阻熱的作用而發(fā)紅，在焊至后半段焊條時應(yīng)加快熔化速度，使焊縫熔深減少，但

42、熔化速度太快又會造成未熔合和熔渣等缺陷。從保證接頭的耐腐蝕性考慮，也要求選用較小的焊接電流，減少焊接熱輸入量，防止焊接熱影響區(qū)的過熱。</p><p>　?、嘣诓僮骷夹g(shù)上應(yīng)采用窄焊道技術(shù)，焊接時盡量不擺動焊條，在保持良好熔合的前提下，盡可能提高焊接速度。</p><p>　?、岵讳P鋼焊件焊后一般不作消除應(yīng)力處理。雖然在不銹鋼的焊接中也存在較高的殘余應(yīng)力，但由于接頭各區(qū)在焊后具有良好的塑性和

43、韌性，使殘余應(yīng)力的有害影響顯著減小。更重要的是消除應(yīng)力處理的溫度范圍正好處于不銹鋼的敏化溫度區(qū)，消除應(yīng)力處理反而導致耐蝕性的降低。因此不銹鋼焊件的焊后熱處理的目的不應(yīng)是消除接頭的殘余應(yīng)力，而應(yīng)是提高接頭的耐蝕性。主要有固溶處理和穩(wěn)定化處理。</p><p><b>　　焊接注意事項：</b></p><p>　　1）TIG焊接時，對焊件和填充金屬的表面污染比較敏感，焊

44、接前必須去除表面的油污、氧化膜等。常用的清理方法有化學清理和機械清理兩種?；瘜W清理常常先酸洗適當時間，再用清水沖洗。機械清理方法主要有：砂輪、砂布打磨、刮刀刮削以及噴丸處理等，機械清理方法長用來去除金屬表面氧化膜、銹蝕污染等。</p><p>　　2）注意保持適宜的電弧長度。因為氬弧的挺度較差，弧長控制不好會削弱保護效果，影響接頭質(zhì)量。</p><p>　　3）要根據(jù)焊接位置和接頭形式的具

45、體要求掌握好焊槍和焊絲角度。</p><p>　　4）填絲時注意：焊絲角度和填充位置；焊接過程中填絲的端頭不要退出氣體保護區(qū)，以免高溫焊絲端頭被空氣污染（氧化）；填絲不要觸及鎢極，以免污染電極；填絲要均勻穩(wěn)定的送入熔池，不可亂動，以免破壞保護氣流。</p><p>　　5）要注意掌握引弧、收弧操作。</p><p>　　6）奧氏體不銹鋼對熱膨脹比較敏感，因而在焊接過

46、程中容易引起翹曲變形。避免翹曲的辦法有：合理設(shè)計接頭形式；采用夾緊裝置；在多處實施定位焊等。</p><p>　　7）焊接時，應(yīng)使焊縫正反面同時受到保護氣體的保護，否則焊縫背面的焊接質(zhì)量難以保證。</p><p>　　8）焊接時應(yīng)嚴格控制周圍環(huán)境，避免破壞保護氣氛的作用。</p><p>　　4、焊接工件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定</p><p>　　根

47、據(jù)以上論證，確定為奧氏體不銹鋼鎢極氬弧焊對接焊。由于管厚1.5mm，應(yīng)采用I型對接接頭，自動焊方式焊接，接頭間隙值取0-0.3mm，無鈍邊，單層單面焊接。</p><p>　　5、焊接工藝參數(shù)的確定</p><p>　　焊絲種類和極性：焊絲直徑1mm；</p><p><b>　　電源：直流正接；</b></p><p>

48、;　　電極：鈰鎢極，鎢極直徑1.6mm；</p><p>　　保護氣體：氬氣或氬-氦氣，純度》=99.7%，氬氣流量4-6L/min；</p><p>　　噴嘴尺寸：噴嘴直徑11mm。</p><p>　　奧氏體不銹鋼氬弧焊焊接焊絲選擇：</p><p>　　電源種類及極性的選擇：</p><p>　　直流正接，即焊件

49、接焊接電源的正極，鎢極接負極，是TIG焊中應(yīng)用最為廣泛的一種形式。</p><p>　　直流正接時，焊件作為陽極。由于在直流電弧中，70%的熱量產(chǎn)生在陽極，故可得到深而窄的熔池，不但生產(chǎn)效率高，而且焊件的收縮應(yīng)力和變形都小。直流正接時，鎢極為陰極，陰極熱量小，只占電弧熱量的1/3。因此一定尺寸的電極所能承受的焊接電流比反接時大，即同樣的焊接電流下可采用直徑較小的鎢極。采用小直徑鎢極時，電流密度大，所以直流正接的電

50、弧穩(wěn)定性比直流反接時好。</p><p>　　保護氣的選擇與使用：</p><p>　　使用正確的保護氣體種類和數(shù)量是進行奧氏體不銹鋼焊接時的關(guān)鍵因素。它們也是避免碳析出的重要方法。通常，氬氣是焊接不銹鋼，特別是焊接薄尺寸材料時的首選保護氣體。對于比較厚的材料，可再氬氣中添加少量的氫氣可以增加移動速度。當某種使用場合需要將焊件完全焊透時，通常會使用背吹法（用保護氣體覆蓋焊縫的背面）。在進行

51、奧氏體不銹鋼的鎢極氣體保護焊時需要考慮是否使用氣體透鏡。在進行6.4mm或更薄材料的焊接時更要考慮這一點。氣體透鏡能更加平穩(wěn)的在鎢極、電弧和熔池周圍分布保護氣體，以實施良好的冷卻作用。若使用了氣體透鏡，維持適當?shù)谋Ｗo氣體延后氣流可以保護焊縫免受雜質(zhì)的玷污。在焊接時，每10A的焊接電流應(yīng)使用1S的延后氣流。保護氣的使用應(yīng)該在引弧前送氣，焊接結(jié)束時應(yīng)該在熄弧后才停止送氣。</p><p><b>　　焊槍與

52、送絲角度：</b></p><p>　　鎢極材料選擇及使用：</p><p>　　TIG所用的鎢極，國內(nèi)主要使用純鎢極、釷鎢極、鈰鎢極，也有其他鎢極。出了純鎢極意外的其他鎢極都有輻射性，鈰鎢極的放射性較小。鈰鎢極是在純鎢極的基礎(chǔ)上加入鈰的氧化物制作而成。鎢極末端的形狀對鎢極使用壽命和焊接質(zhì)量都有很大影響，其末端可以是尖的、半球的等形式。為了達到最好的效果，鎢極尖端應(yīng)該磨成點狀，

53、應(yīng)為這樣的形狀可以使焊接電流更加容易的轉(zhuǎn)移到基體金屬上，并形成比較平穩(wěn)的電弧。為了避免玷污造成電弧飄移，需要在金剛石或氮化硼砂輪上磨制鎢極，而且次砂輪是專為磨削鎢極而設(shè)計制作的。在磨削鎢極時，鎢極上帶錐的長度不應(yīng)大于電極直徑的2.5倍。

54、 </p><p><b>　　6、焊接參數(shù)的確定</b></p><p>　　焊接電流：50-80A；</p><p>　　焊接速度：80-100mm/min；</p>

55、;<p>　　熱輸入：應(yīng)盡量適當減小。</p><p><b>　　四、成本估算</b></p><p>　　設(shè)備、材料（焊絲、保護氣、不銹鋼管、清理用藥品以及其他材料）、加工費、檢驗費等均需考慮在內(nèi)。</p><p><b>　　五、檢驗</b></p><p>　　1）焊接前及焊接

56、過程的質(zhì)量檢驗：</p><p>　　原材料的檢驗（不銹鋼、焊絲等質(zhì)量檢驗）、焊接設(shè)備檢驗、焊接規(guī)范檢驗、焊縫尺寸及焊件定位檢驗等。</p><p><b>　　焊接接頭的外觀檢查</b></p><p>　　焊接接頭的無損檢測（針對焊縫內(nèi)部缺陷）</p><p>　　焊接接頭機械性能檢驗（拉伸試驗、疲勞試驗、硬度試驗等

57、）</p><p>　　焊接接頭金相組織檢查分析</p><p>　　焊接接頭腐蝕性能試驗</p><p>　　7）焊縫金屬和熔敷金屬的化學成分檢驗</p><p>　　8）焊接接頭的斷口分析（宏觀分析、微觀分析） </p><p>　　9）焊件的焊縫密閉性（是否漏氣）檢驗</p><p>

58、　　若經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)有不合格處，須嚴格按照規(guī)定進行返修或重做直到做出合格產(chǎn)品。 </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】楊文杰主編.電弧焊方法及設(shè)備.哈爾濱工業(yè)大學出版社.2007年8月.</p><p>　　【2】朱玉義主編.焊工實用技術(shù)手冊（修訂版）.江蘇科學技術(shù)出版社.2004年5月. </p>

59、;<p>　　【3】中國機械工程學會焊接分會、哈爾濱焊接研究所、上海通用電焊機股份有限公司編，陳裕川主編.焊工手冊（第二版）.機械工業(yè)出版社.2007年1月. </p><p>　　【4】[美國]Brent Williams.焊接不銹鋼用的鎢極氬弧焊——焊接奧氏體不銹鋼的實際問題解答.生產(chǎn)技術(shù)期刊.2010年10月. </p><p>　　【5】王嘉玲編著.焊