绪论
机器工业是为所有的工业,农业,国防以及交通运输业供应机器和装备的工业。在实现
我国四个当代化的过程中,必须贯彻党的总路线精神,不断办理自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量天、本钱低的机器和设备的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务,使机器设计与制造能力在短韶光内超天下水平,除了必须办理设计与制造和利用的科学。而机器制造中的材料问题,一部分是属于金属材料本身的身分与质量问题,另一部分是属于材料的选用是否适当,在加工处理的工艺上是否发挥了材料的最大潜力的问题。因此,在提高金属材料的产量和质量的同时,还要提高和发挥材料的各种性能,充分挖掘潜力,做到既适宜用又节省,只有这样才能达到多,快,好,省培植社会主义的目的。

我国解放前合金钢的科学和生产险些完备是空缺点。解放后,我国机器工业的发展速率
是天下上前所罕见的。在近20~30年间,不锈钢的涌现和大量的利用,推动了不锈钢工业的进程。不锈钢由于具有优秀的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的可加工性,外不雅观的精美性,以及无毒无害性,广泛地运用与宇航、海洋、军工、化工、能源等方面,以及日用家具、建筑装潢、交通车辆的装饰上。合金元素多、组织构造繁芜且多变给不锈钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难。焊接接头的性能好坏,直接关系着设备利用的安全性。国内外对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接做了大量的研究事情,其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究险些与母材的研究同步,促进了不锈钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的研究成果和文献资料虽然很多,但较为系统的还是寥寥无几,在实际事情中,一部分有关的焊接技能职员和焊工,对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接知识理解不多,有的乃至直接照搬低合金钢的工艺和方法。虽然我国在这几年在不锈钢上的努力有目共睹,但与天下前辈国家比较,差距还是很大的。为了尽快填补这一差距,须要我们当代化的科技人才而我们也须要付出更多。随着社会主义革命和当代化培植奇迹的迅猛发展以及人们对高品质的生活的哀求,不锈钢极其干系的技能科学将得到不断地发展和完善。
在世界上45%的钢的连接是用焊接手法来完成的,手工电弧焊又是我们生活生
而中不可短缺的一部分,目前我用的越来越多的钢就奥氏体不锈钢,以是对付奥氏体不锈钢的焊接的研究已经越来越迫不及待。我做这篇论文便是从手工电弧焊方面来研究奥氏体不锈钢的焊接。紧张从材料的力学性能化学身分,和通过焊接性的剖析来谈论奥氏体不锈钢的焊接性能。最能直不雅观表现奥氏体不锈钢焊接性能的便是焊接工艺知道书,我们通过焊接工艺辅导书的体例来反应奥氏体不锈钢的焊接性能。
0Cr18Ni的焊接性剖析
对付什么是焊接性,GB/T3375-94《焊接术语》中注明:“材料在限定的施工条件下,焊接成按规定设计哀求的构件,并知足预定服役哀求的能力”。它包括两方面的内容:其一是焊成的构件符合设计哀求;其二是知足预定的利用条件,能够安全运行。
根据谈论问题的着眼点不同,焊接性可分为:
1)工艺焊接性
(2)利用焊接性
影响焊接性的成分紧张有以下几点:
(1)材料成分
(2)焊接手法
(3)构件类型
(4)利用哀求
金属的焊接性与材料身分、焊接手法、构件类型、利用哀求都有密切的关系,以是不应分开这些成分而纯挚的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述剖析可以看出,很难找出一项技能指标可以概括焊接性,只有通过综合多方面的成分才能剖析焊接性问题。
剖析金属的焊接性我们在不哀求做非常准确的情形下我们可以根据碳当量、材料的化学性能、
材料的物理性能来判断,如果哀求须要很准确的话我们可以通过焊接性试验来剖断。
0cr18ni9的焊接性能我们就从这方面来剖断:
1、Ocr18Ni9的焊接哀求
1)0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢,其组织为奥氏体(A)加3-5%铁素体(F_)。它具有
良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的浸染下,紧张显示出以下基本哀求:
焊接过程中采取小的线能量输入,减小热影响区范围,加快焊缝及热影响区的冷却
速率对不锈钢的焊接是有益的。
用OCr18Ni9焊接时导热系数小,存在过热区,也随意马虎造成热影响区的晶粒终年夜。焊
缝高温勾留韶光过长,在高温状态下cr和c形成化合物,在高温区就形成了贫铬层,也会导致焊缝的枝晶方向加剧。因此哀求只管即便选择线能觉输入较小的焊接手法。
由于导热系数小而线膨胀系数大,自由焊态下焊接易产生较大的变形,选用能量集
中,热影响区窄的焊接手法能在一定程度上减少焊接变形。
2)0cr18ni9的含碳量很小,在加上它属于高合金钢碳当量法对它焊接性能的估算是不怎么准确的。因此我们不用碳当量对它的焊接性进行剖析。
3) Ocr18ni9属于奥氏体不锈钢,这类钢有具有交高的变形能力并不可淬硬,而且它的含碳量又很底,以是总的来说焊接性还是不错的。但是由于热导率低,热膨胀系数大,局部加热时温度分布不屈均,紧缩里大等都将使接头在焊接过程中产生交大的内应力。在焊接的时候该当把稳这方面的问题,焊接时只管即便避免或减少这种受热不均显现的发生,焊接的速率也该当适当的快点。
上面我们已经从它的化学身分和物理性能对Ocr18ni9的焊接性能进行了剖析,但是根据这些判断出的焊接性是不足准确的,我们须要准确的判断它的焊接性我们就必须通过焊接性试验来完成。焊接性的试验是很多的,我在这里就用斜Y型坡口焊接裂纹试验方法。
板材的规格是6×150×200mm
焊接手法是手工电弧焊
焊材型号A132,规格¢3.2mm
坡口形式是斜Y型
焊接参数是电流:90-120A,电压20-24v,速率15-20cm/min
斜Y型坡口裂纹试验图如下:
焊完的试件须要经由48H时效后再作裂纹的检测和解剖。裂纹可以分为表面裂纹、跟部裂纹、断面裂纹三种形式。首先用放大镜目测或莹光粉检讨焊缝表面裂纹,然后用机器方法切并六个等长度横向试片,检讨五个片面上的裂纹情形。一样平常用裂纹率作为评定标准。
根部裂纹率=∑LR/L×100%
表面裂纹率=∑Lf/L×100%
端面裂纹率=∑h/5H×100%
试验焊缝的总长度是80mm而我们焊接裂纹的总长度通过试验测得为9.8mm试件的裂纹率小于20%因此在实际生产中如果按哀求来做的话是不会产生裂纹的,此种钢的焊接性能还是可以的。
综上所述0cr18ni9钢是具有良好的焊接性能的,在生产中按标准来做的话是该当可以生产出合格的产品,它的利用性能还是可以的。
0Gr18Ni9焊接
0gr18ni9属于奥氏体不锈钢,它的利用范围是很广泛的,并且它的焊接性能也是非常好的,险些所有的接办法对它都是实用的。在生产中我们常见的焊接手法有:焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧自动焊等。由于0cr18ni9具有分外的性能,在当代工业生产中用的大概多,在国外也是运用的很多,在日本它的相应标准是USU304,在美国它的相应标准是304。这种钢一样平常作为不锈耐热钢用较为广泛,在化工设备和食品用设备中运用最多。
0gr18ni9的手工电弧焊焊接工艺,着重从手工电弧焊的角度去谈谈它的焊接。选择焊条电孤焊去焊接就必须要确定焊条的种类然后才能去焊接。对付0cr18ni9这种钢首先判断出它是属于奥氏体不锈钢,判断出它是奥氏体不锈钢后可以确定要用不锈钢焊条进行焊接,再根据等强度和焊缝金属的合金元素要与母才相靠近的原则选择焊条,经由上面的筛选可以确定出焊接这种金属的材料是A132焊条。对付焊条的选择我们可以还参照下面的方法:
为提高生产率,常日选用直径较粗的焊条,但一样平常不大于6mm。工件厚度在4mm以下的对接焊时,一样平常均用直径小于即是工件厚度的焊条。可参考表4.1。大厚度工件焊接时,一样平常接头处都要开坡口,在焊打底层焊时,可采取2.5~4mm直径的焊条,之后的各层均可采取5~6 mm直径的焊条。立焊时,焊条直径一样平常不超过5毫米;仰焊时则不应超过4毫米。焊条直径与板厚的关系:
通过试板的焊接我们可以更深一步的理解到这种金属的焊接性能,我们可以从试板的焊接中更直不雅观的看出它的焊接。在一样平常的情形下这种奥氏体不锈钢焊前不须要进行预热,焊后也不须要进行热处理。
同样这种钢对付其他焊接手法也是适用的并且焊接的质量成型也都不亚于手工电弧焊,在低温设备制造行业常用这种钢来做内容器,而内容器的连接便是用的埋弧自动焊,用这种方法焊不仅焊接效率高而且焊接质量好成型也比较好看,还有一种常用的焊接手法便是手工钨极氩弧焊,这种焊接手法虽然操作有点困难对焊工的哀求比较高,但是一旦你节制了这种焊接手法,它的焊接质量绝对是比手工电孤焊和二氧化碳气体保护焊要好的,外不雅观成型也要比这两种焊接手法要好。这种焊接手法的毛病便是事情效率太低。
据我的理解现在制造低温压力容器的行业基本上都因此这种材料为主的,对付这种材料的焊接在这个行业焊条基本是要被淘汰了,但是在目前这个阶段焊条电弧焊还是占主导地位的,由于对产品质量特殊是对焊接质量哀求高以是GTAW是焊接发展的一个方向。
我们就先从化学身分方面来剖析下这种材料:
铬、镍两元素相合营组成铬镍不锈钢,是一种较好的不锈钢。在此种不锈钢中加入大量镍是为了得到单一的奥氏体组织,从而提高其耐蚀性和工艺性。在常温和低温下有很强的塑性和韧性,不具磁性,有较好的抗晶间堕落性能。
铬是决定不锈钢抗堕落性能的紧张元素,由于钢中含铬就能使不锈钢在氧化介质中产生钝化征象,即在表面形成一层很薄的膜,在这层膜内富集了铬。钢中含铬量愈高,抗堕落性能就愈强。此外,铬对钢的机器性能和工艺性能者有总起到很好的强化浸染。镍只有在它与铬合营时才能充分表现出来。镍是形成奥氏体的合金元素,当镍与铬合营利用时,即可使金相组织由单相的铁素体变为奥氏体和铁素体双相组织,经由热处理,可以提高强度,从而使其具有更强的不锈耐蚀性和良好的形变性能杂质元素的影响:
当含碳量介于0.1%~0.3%之间时,在退火后,碳将以石墨状态在晶格间界上析出,毁坏了晶粒间的结合力,强烈地降落镍的强度和塑性,使加工变形产生困难。其余碳与铬有很强的亲协力,能形成一系列碳化物。钢中的含碳量煎高,形成的碳化铬愈多,固溶体中含铬量就相对减少,钢的耐堕落性能就会降落。硫是有害的杂质,硫与镍形成Mi3$2化合物,Ni382与镍在~625℃形成低熔点共晶,分布在晶粒间界上,当热变形温度超过共晶熔点时,即沿晶粒间界开裂,产生所谓"热脆~征象。镍在常温时与硫天生的Mi3S2能引起冷脆。从上面的化学身分的剖析我们可以剖析出它的导热性很差,线膨胀系数很大,焊接变形也是比较大的。因而我们在焊接这种金属试件时如果在可能的情形下要采取较小的线能量快速的焊接完成。
分外的合金元素就决定了它有分外的性能,它具有良好的耐堕落性、耐热性、低温强度和机器性能,冲压、波折等热加工性好,无热处理硬化征象,无磁性,利用温度在-196℃-800℃。用场也很广泛紧张运用在:1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器锅炉、压力容器、浴缸、汽车配件、医疗东西、建材、化学、食品工业、船舶部件等地方。在食品工业和化学工亚用的由为广泛,在食品工业它可以做食品保鲜液体的贮罐,在化工行业它可以用来做反应容器,可以用来做换热容器,也可以用来做锅炉容器。可以说它的用场是非常广泛的,在未来的日子里运用也将越来越多。而在这之中用的尤为多的便是在低温压力容器制造行业,低温压力容器是事情时壁温在-20℃以下的压力容器。液化乙烯、液化天然气、液氮和液氢等的储存和运输用容器均属低温压力容器。对付低温压力容器首先要选用得当的材料,制造这类产品首先要考虑它是否具有
良好的韧性,其次艳服这些介质须要材料具有很好的抗堕落能力。而0cr18ni9这两种性能都有,在低温下还具有很好的强度和机器性能,因而它在这个行业运用很广泛。
0cr18Ni96mm板平对接的手工电弧焊焊接工艺剖析
做一个焊接工艺评定是有一定的思路一定的步骤的,不是想到哪就做到那的,这就必须有一个合理的焊接工艺思路,要有这个思路就必须进行焊接工艺性的剖析,焊接工艺里面的细节比如说母材覆盖的范围啊这些问题就不做过多的先容,就把制订焊接工艺的过程,和每个过程该如何实现做个先容。
焊接工艺性剖析如下:
做好一个工艺就首先要熟习焊接工艺评定标准JB4708-2000,熟读标准后要从中理解做这种厚度材料的焊接工艺必须要把稳些什么,比如这种材料焊前需不须要进行预热,焊后需不须要进行热处理,这种材料须要做哪几种力学性能试验,若何去制取试样,试样的尺寸是如何的,等等这统统都须要从JB4708 中去理解。其次要去确定这种焊接手法须要什么样的焊接材料,然后要按哀求去准备焊接试板,接着去焊接试板,在焊接试板的过程中记录下焊接参数,焊接完成后就进行表面质量的考验,表面质量考验合格的试板就可以拿去拍片了。拍片合格的试板在进行力学性能试验,再由试验单位出具力学性能报告,有了这些材料和数据往后我们在参照CB4708进行体例工艺评定。下面就详细讲讲焊接工艺剖析的步骤。
焊接材料的选择
先从材料的化学身分,材料的力学性能大致的判断出材料的焊接性能,这里做的判断只是大概的剖断详细的焊接性还是要等到焊接试样的力学性能试验报告出来后才能剖断出来。
根据选择焊接材料我们的依据是同身分等强度这个原则,便是焊缝金属的化学成风于母材相同,焊缝金属的强度要于母材靠近。根据这个原则确定出焊材为A132。焊条的种类选择好往后就根据所焊材料母材的厚度为6mm选定焊条的直径为3.2mm。这个直径的焊条用来焊接6mm的板是完备可以知足焊接哀求的。
根据以上JB4708-2000中的一些标准可以知道, 6mm的OCr18Ni9材料手工电弧焊接的焊接工艺适应与1.5~12mm厚度的目材金属对接,还适应o~12mm的管材对接,角焊缝厚度不限。这个工艺在钢制压力容器生产方面运用非常广泛。特殊对付一些生产贮罐、低温液体运输设备、锅炉等生产广家这些评定的运用就很多。现如今不锈钢设备越来越多,对付不锈钢工艺的哀求也,越来越多,技能含量也越来越严格。