焊接技術(shù)及自動化專業(yè)畢業(yè)論文--不銹鋼的焊接性及焊接工藝的特點(diǎn)

1、<p>　　不銹鋼的焊接性及焊接工藝的特點(diǎn)</p><p>　　系 別： 材料工程系 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　專業(yè)班級： 焊接技術(shù)及自動化1班 </p><p>　　學(xué) 號： <

2、/p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2013年5月23日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p>&

3、lt;p><b>　　目 錄III</b></p><p>　　第1章不銹鋼概述1</p><p>　　第2章第2章 奧氏體不銹鋼的焊接性</p><p><b>　　2</b></p><p>　　2.1 奧氏體不銹鋼的焊接性2</p><p><b>

4、;　　2.2晶間腐蝕2</b></p><p>　　2.3應(yīng)力腐蝕開裂2</p><p>　　2.3.1 應(yīng)力腐蝕開裂產(chǎn)生原因………………………………4</p><p>　　2.3.2 應(yīng)力腐蝕開裂防治措施</p><p><b>　　2.4 熱裂紋</b></p><p><

5、;b>　　4</b></p><p>　　2.4.1 熱裂紋產(chǎn)生原因</p><p><b>　　5</b></p><p>　　2.4.2 熱裂紋的防止措施</p><p>　　52.5 焊縫成型不良5</p><p><b>　　結(jié) 論6</b>

6、</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)7</b></p><p><b>　　致 謝8</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　奧氏體不銹鋼比其他不銹鋼具有更優(yōu)良的耐腐蝕性、耐熱性和塑性。奧氏體不銹鋼　焊接性能比較好。但如果焊接方法和工藝參

7、數(shù)選擇不當(dāng)，仍可產(chǎn)生晶間腐蝕、裂紋等一些缺陷。為　防止這些缺陷的產(chǎn)生，有必要了解產(chǎn)生的原因和防止方法，在生產(chǎn)中加以預(yù)防，便可獲得優(yōu)良的焊接接頭。</p><p>　　關(guān)鍵詞；奧氏體不銹鋼；晶間腐蝕；應(yīng)力腐蝕；熱裂紋；焊接工藝特點(diǎn)　</p><p>　　The weldability of stainless steel and the characteristics of the weld

8、ing process</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Austenitic stainless steel is better than other stainless steel have good corrosion resistance, heat resistance and plasticity. Austenit

9、ic stainless steel welding performance is better. But if the improper welding method and process parameter selection, can still produce intercrystalline corrosion, cracks and other defects. To prevent the formation of th

10、ese defects, it is necessary to understand the causes and prevention methods, in production to prevent, then can obtain excellent welded joint.</p><p>　　Key words：Austenitic stainless steel; Intergranular co

11、rrosion; Stress corrosion; Hot crack; Welding process characteristics</p><p><b>　　第1章 不銹鋼概述</b></p><p>　　不銹鋼（Stainless Steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實(shí)際應(yīng)用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐

12、蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異，前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。不銹鋼基本合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等，以滿足各種用途對不銹鋼組織和性能的要求。不銹鋼容易被氯離子腐蝕，因?yàn)殂t、鎳、氯是同位原素，同位原素會進(jìn)行互換同化從而形成不銹鋼的腐蝕。</p><p>　　第2章 奧氏體不銹鋼的焊接性</p

13、><p>　　2.1 奧氏體不銹鋼的焊接性</p><p>　　奧氏體不銹鋼的焊接性能較好，焊接時不需要采用特殊的工藝措施。但若焊接工藝選擇不當(dāng)，容易引起晶間腐蝕和熱裂紋等缺陷。</p><p><b>　　2.2 晶間腐蝕</b></p><p>　　2.2.1產(chǎn)生晶間腐蝕的原因</p><p>　

14、　不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須大于10~12%。當(dāng)溫度升高時，碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的擴(kuò)散速度大于鉻的擴(kuò)散速度。因?yàn)槭覝貢r碳在奧氏體中的溶解度很小，約為0.02%～0.03%，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴(kuò)散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如（CrFe）23C6等。數(shù)據(jù)表明，鉻沿晶界擴(kuò)散的活化能力162～252KJ/mol，而鉻由晶粒內(nèi)擴(kuò)散活化能約540KJ/mol，

15、即:鉻由晶粒內(nèi)擴(kuò)散速度比鉻沿晶界擴(kuò)散速度小，內(nèi)部的鉻來不及向晶界擴(kuò)散，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內(nèi)部，而是來自晶界附近，結(jié)果就使晶界附近的含鉻量大為減少，當(dāng)晶界的鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低到小于12%時，就形成所謂的“貧鉻區(qū)”，在腐蝕介質(zhì)作用下，貧鉻區(qū)就會失去耐腐蝕能力，而產(chǎn)生晶間腐蝕。</p><p>　　2.2.2 防止晶間腐蝕的措施</p><p>　?、僬{(diào)整焊縫的化

16、學(xué)成份，加入穩(wěn)定化元素減少形成碳化鉻的可能性，如加入鈦或鈮等。 　　</p><p>　　②減少焊縫中的含碳量，可以減少和避免形成鉻的碳化物，從而降低形成晶界腐蝕的傾向，含碳量在0．04%以下，稱為“超低碳”不銹鋼，就可以避免鉻的碳化物生成。 　　</p><p>　?、酃に嚧胧?，控制在危險溫度區(qū)（425-815℃）之間的停留時間，防止過熱，快焊快冷，使碳來不及析出。產(chǎn)生晶間腐蝕的不銹鋼，

17、當(dāng)受到應(yīng)力作用時，即會沿晶界斷裂、強(qiáng)度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險的破壞形式。晶間腐蝕可以分別產(chǎn)生在焊接接頭的熱影響區(qū)(HAZ)、焊縫或熔合線上，在熔合線上產(chǎn)生的晶間腐蝕又稱刀線腐蝕(KLA)，晶間腐蝕。</p><p>　　2.3 應(yīng)力腐蝕開裂</p><p>　　2.3.1 應(yīng)力腐蝕開裂產(chǎn)生原因</p><p>　　應(yīng)力腐蝕開裂是指承受應(yīng)力的合金在腐蝕性

18、環(huán)境中由于烈紋的擴(kuò)展而互生失效的一種通用術(shù)語。應(yīng)力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌，但它也可能發(fā)生于韌性高的材料中。發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應(yīng)力（不論是殘余應(yīng)力還是外加應(yīng)力，或者兩者兼而有之）和特定的腐蝕介質(zhì)存在。</p><p>　　2.3.2 應(yīng)力腐蝕開裂防治措施</p><p>　　從電化學(xué)防護(hù)通過水的凈化處理降低冷卻水與蒸汽水中的氯離子含量，對預(yù)防奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕斷裂是十分

19、有效的，因此，改進(jìn)金屬構(gòu)件的設(shè)計(jì)，防止腐蝕介質(zhì)的富集，是一項(xiàng)重要的抑制SCC措施來說也可以用陰極保護(hù)來防止應(yīng)力腐蝕的發(fā)生，因?yàn)殛帢O極化可降低裂紋擴(kuò)展速度。</p><p><b>　　2.4 熱裂紋</b></p><p>　　熱裂紋常發(fā)生在焊縫區(qū)，在焊縫結(jié)晶過程中產(chǎn)生的叫結(jié)晶裂紋，也有發(fā)生在熱影響區(qū)中，在加熱到過熱溫度時，晶間低熔點(diǎn)雜質(zhì)發(fā)生熔化，產(chǎn)生裂紋，叫液化裂紋

20、。</p><p>　　2.4.1 熱裂紋產(chǎn)生原因</p><p>　?、?晶間存在液態(tài)間層焊縫：存在低熔點(diǎn)雜質(zhì)偏析形成液態(tài)間層</p><p>　　熱影響區(qū)：過熱區(qū)晶界存在低熔點(diǎn)雜質(zhì)② 存在焊接拉應(yīng)力</p><p>　　2.4.2 熱裂紋的防止措施</p><p>　?、?限制鋼材和焊材的低熔點(diǎn)雜質(zhì)，如S、P含

21、量。 ② 控制焊接規(guī)范，適當(dāng)提高焊縫成形系數(shù)（即焊道的寬度與計(jì)算厚度之比）棗焊縫成形系數(shù)太小，易形成中心線偏析，易產(chǎn)生熱裂紋。 ③ 調(diào)整焊縫化學(xué)成分，避免低熔點(diǎn)共晶物；縮小結(jié)晶溫度范圍，改善焊縫組織，細(xì)化焊縫晶粒，提高塑性，減少偏析。 ④ 減少焊接拉應(yīng)力 ⑤ 操作上填滿弧坑</p><p>　　2.5 焊縫成型不良2.5.1 焊縫成型不良原因</p><

22、p>　　焊縫成型不良與很多因素有關(guān)，如工藝參數(shù)選擇不對，人員操作手法不對，也有環(huán)境的影響因素。當(dāng)焊縫表面出現(xiàn)凹坑、塌陷等，很可能會造成焊縫應(yīng)力集中，影響接頭的疲勞使用壽命。當(dāng)焊縫內(nèi)部出現(xiàn)孔洞時，影響接頭的拉伸性能。焊縫表面出現(xiàn)焊瘤、飛濺等影響美觀，又增加焊后的修復(fù)的成本。</p><p>　　5.2防止措施對于焊縫成形不良以及焊接熱影響區(qū)的晶腐蝕問題，可以通過焊接工藝來解決。采用烏極 輕弧焊打底，較小的

23、焊接線數(shù)量，來控制熱影響處 與敏化溫度區(qū)間的 5.3焊接工藝特點(diǎn) ． 5.1、采用手工鎢極氬弧焊打底，電焊蓋面的焊接方法，焊接材料采用日本產(chǎn)TGS-9Cb焊絲，電焊條采用英國曼切特生產(chǎn)9MV-N。焊絲需經(jīng)表面除油、銹、水處理。焊條需經(jīng)350-400℃烘干處理，值放于80-100℃保

24、溫內(nèi)隨用隨取?！　?．2、焊前準(zhǔn)備工作要認(rèn)真仔細(xì)，焊工必須認(rèn)真按照工藝評定要求進(jìn)行，坡口打磨，對口間隙、鈍邊、固定焊的支撐塊等一系列工作，熱處理工要認(rèn)真作好預(yù)熱、恒溫、保溫、熱處理等項(xiàng)準(zhǔn)備工作?！　?．3、焊前預(yù)熱，焊接層間溫度，除以熱電偶進(jìn)行自動測控外，在現(xiàn)場輔以遠(yuǎn)紅外線自動測溫儀進(jìn)行監(jiān)控，以保證管壁達(dá)到真正的溫度要求?！　?．4、焊接時采用小規(guī)范進(jìn)行焊接，焊接線能量要嚴(yán)格控制。P91鋼焊接時，熔池鐵水粘度大，流動性較差，且

25、焊接規(guī)</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王康印. 紅外檢測. 北京：國防工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[2] 英若采. 熔焊原理及金屬材料焊接. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[3] 熊臘森. 焊接工程基礎(chǔ). 上海：上海交通大學(xué)出版社，2002&

26、lt;/p><p>　　[4] 俞尚知. 焊接工藝人員手冊. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001</p><p>　　[5] 康云武主. 金屬熔焊工藝. 北京：水利電力出版社，1995</p><p>　　[6] 邢曉林. 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[7] 吳潤輝. 船舶焊接工藝. 哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)

27、出版社，1996</p><p>　　[8] 鄭遠(yuǎn)謀. 爆炸焊接與金屬復(fù)合材料. 復(fù)合材料學(xué)報，1999</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大學(xué)三年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過我的老師和關(guān)心過我的同學(xué)，他們在我成長過程中給予了我很大的幫助。本課題在選題及研究過程中得到xx老師的悉心指導(dǎo)。xx老師

28、多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵。xx老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時三載，卻終生受益。對xx老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。再次感謝。</p><p>　　感謝xx老師等對我的教育培養(yǎng)。他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。</p><p>　　感謝我的同學(xué)xx三年來