【碳钢与不锈钢焊接性及焊接工艺研究10000字（论文）】

第一章不锈钢的焊接第四章焊接工艺的优化4.1二氧化碳气体保护焊的分层多道焊的优化分析对于分层焊接，有焊接的试验数据作为优化的依据。如表4-1，表4-2所示，以下为二氧化碳气体保护焊的多层焊接工艺。表4-1基本信息基本金属材料规格：DNV-GL类型和等级：VLE690P-No.：N.A.厚度：77mm直径：N.A.加热序号：S615221批次序号：Q6518139010表4-2多层焊接工艺参数焊道焊接工艺填充金属AWS规范规格保护气root1FCAWMegafil742ME110C-G1.2Supplierroot2FCAWMegafil742ME110C-G1.2SupplierfillSAWTopcore742BA/SFA5.234SupplierCapSAWTopcore742BA/SFA5.234Supplier直/交电流电压热输入量气流量送丝速度续表4-2DC+230-26529-301.1-1.615/18L5.0-6.0DC+230-26530-320.9-1.515/18L5.5-7.5DC+550-60029-311.5-1.9na10.0-11.0DC+550-60030-311.5-1.9na10.0-11.0想要分层多道焊的优点，就必须先了解热影响区的概念。所谓焊接热影响区，就是焊缝的两侧受到热力的作用升温，并且组织性能因此发生变化的那一部分的母材。焊接热影响区中的组织以及其所存在的问题是相当复杂的，并且对于材料焊接接头的性质起着尤为重要的作用。首先，热影响区是一个区域，每一个区域相对于焊缝的距离都不一样，正是因为距离的不一样，就导致了每一个区域的温度是不同的，有次各部分才有了个不相同的性质。不同的焊接方式所产生的热影响区的宽度也是不同的。表4-3为各个焊接方式对热影响区的影响。表4-3焊接方式对热影响区的影响焊接方法各区的平均尺寸（mm）总宽（mm）过热区相变重结晶区不完全重结晶区域手工电弧焊2.2-3.01.5-2.52.2-3.06.0-8.5埋弧自动焊0.8-1.20.8-1.70.7-1.02.3-4.0电渣焊18-205.0-7.02.0-3.025-30气焊214.02.027.0通过学习和查阅资料，对于热影响区组织的分类，总结为以下表格4-4。表4-4焊接热影响区组织的分类部位加热温度范围组织特征及性能焊缝＞1500℃铸造组织和柱状书结晶熔合区（熔合线）1400-1250℃晶粒粗大，易产生裂纹，塑性不好粗晶区（过热区）1250-1100℃晶粒粗大的过热组织，塑性和韧性下降，综合机续表4-4械性能差细晶区（相变重结晶区）1100-900℃晶粒较细，强度塑性韧性相对较好混晶区（不完全重结晶区）900-730℃机械性能不均匀时效脆化区730-300℃脆化物析出，经时效产生脆化现象母材300-室温没有受到热影响的母材部分由以上表格可以看出，当焊缝的温度下降至1250-1100℃时，焊缝的组织开始转变为晶粒较粗大的组织，这个时候过热组织的塑性和韧性相较于母材有着一定的下降，而强度会有一定的提升，当焊接工艺只实际一道焊缝时，温度由1500℃下降至1250℃时，焊缝停留的时间将会使一部分的母材进入粗晶区，导致材料的机械性能下降。当焊接工艺设置多层焊道时，控制好层间温度，每层和每层之间的温度控制在100℃，在第一道焊道加热至制定温度冷却时，就会对第二道焊道进行预热升温，使得第一焊道在粗晶区所停留的时间很短，尽量减少母材向粗大晶粒的转换，以此类推，每一道焊道在前一道焊道冷却的时候就开始预热，形成一个工序和体系，有效减少粗晶区的含量从而进一步减少材料韧性的下降，从而优化焊接工艺。焊接过后，对焊接热影响区进行淬火和回火的处理，再进行冲击韧性的试验，可以得到，焊接热影响区的冲击韧性提高到了38.5，由此可知，对焊后钢材采取淬火回火处理，可以提高材料的冲击韧性。4.2优化力学性能的方法分析而对于减少冷裂纹的优化方案，可以从内部和外部两个方面进行考虑。文章之前论证过，冷裂纹的主要影响来源是氢元素，所以就要控制氢元素的来源，选用低氢含量的焊接材料和与之匹配的焊条可以有效减少氢致裂纹的产生。外部则是严格执行焊接的工艺规范，相对于其他焊接方式，二氧化碳气体保护焊更易获得低氢焊缝，在焊接时也要严格注意环境，对于焊丝，最好采用低氢焊丝。钢板坡口的铁锈和油污一定要仔细的清理干净，还要仔细烘干焊条焊剂，时刻注意环境温度。普通的低氢焊条应该在350℃，超低氢焊条应该在400-450℃保温两个小时。另外还有一些特殊的房外或者针对特殊的钢材，例如在焊缝中加入一些合金元素，例如钛硼，硒等等，使焊缝韧化，提高焊缝的塑性，分担一下热影响区的负担。还可以使用奥氏体焊条，但由于奥氏体塑性高强度低，当焊接接头的强度允许时，才可以使用。只有制定合理的焊接工艺程序，选择正确的焊接规范，焊前预热，焊后缓冷，才可以更好的避免焊接缺陷。参考文献[1]徐育烺,钱鹏,李敬勇,石铭霄,刘嘉琦.304&Q235异种钢TIG焊接接头组织及力学性能研究[J].电焊机,2022,52(01):54-62.[2]付安庆,袁军涛,李轩鹏,陈子晗,李文升,吕乃欣,范磊,李磊,李厚补,马卫锋,曹峰,尹成先,冯耀荣.油气田地面管道内腐蚀现状及防腐技术研究进展[J].石油管材与仪器,2021,7(06):14-25+32.[3]李鹏,谢威.不锈钢T4003的焊接工艺性研究[J].客车技术与研究,2020,42(03):43-46.[4]宋桂锋.石化工程中奥氏体不锈钢焊接技术的研究[J].石化技术,2020,27(01):300-301.[5]梁宇.奥氏体不锈钢焊材焊接双相不锈钢研究[J].电焊机,2019,49(04):233-236.[6]杨钊,但龙,马君.不锈钢与碳钢的异种钢焊接技术研究[J].中国金属通报,2019,(02):116-117.[7]沈根平.不锈钢板焊接技术的应用研究[J].内燃机与配件,2019,(02):93-95.[8]王一龙.2205双相不锈钢TIG焊工艺探析[J].焊接技术,2018,47(10):57-60.[9]任爱梅,杨通胜,历金雁.Q345R+S31603不锈钢复合板真空闪蒸罐的焊接工艺[J].热加工工艺,2018,47(11):211-213+219.[10]刘明阳.不锈钢复合板焊接接头界面组织与力学行为研究[D].河北工业大学,2018.[11]宫博,汪汀,魏晓涛,张光伟.低温超导磁体液氦杜瓦用304不锈钢TIG焊工艺研究[J].机电技术,2018,(02):59-61.[12]许骥,王鹏,焦德义.船用20钢与316L不锈钢的异种钢管焊接工艺[J].船海工程,2016,45(01):23-25+31.[13]史良忠,许海波,任永杰.水下打捞抓斗的焊接技术[J].港口科技,2015,(09):48-49.[14]邹新斌,谭小文,伍胜男.1Cr18Ni9Ti不锈钢与20碳钢的管对焊连接技术[J].南方农机,2011,(06):39-41.[15]郑继水.谈几种金属材料的焊接[J].价值工程,2010,29(33):266.[16]董桂萍,王少刚,季小辉.不锈钢复合板制备技术及其焊接性探讨[J].焊接,2008,(06):10-14+69.[17]KaczmarJ,PietrzakK.Theproductionandapplicationofmetalmatrixcompositematerials[J].JournalofMaterialsProcessingandTechnology,2000,106(3):58~67.[18]TrykovYP,StepanishchevIB,TrudovAF,etal.Structureandpropertiesofexplosive-weldedcompositesfromsteelsofdifferertkinds[J].MetalScienceandHeattreatment,2004,46(4):167~169.[19]Kahr