毕业论文0Cr18Ni9钢板的TIG焊接工艺研究_设计_论文.pdf

西安航空职业技术学院 毕业设计论文 1 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 论文题目：论文题目： 0cr18ni9 钢板的钢板的 tig 焊接工艺研究焊接工艺研究 所属系部：所属系部： 航空材料工程系航空材料工程系 指导老师：指导老师： 职职 称：称： 讲师讲师 学生姓名：学生姓名： 班级、学号班级、学号:10804108 :10804108 专专 业：业： 焊接技术及自动化焊接技术及自动化 2012 年 12 月 7 日 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 2 0cr18ni9 钢板的钢板的 tig 焊接工艺研究焊接工艺研究 【摘要】 本论文主要以 0cr18ni9 为例，探讨了奥氏体不锈钢的焊接性能及焊接工艺， 并结合所学知识，从 0cr18ni9 的力学性能、使用性能、焊接性能及工艺等几大部 分进行了分析与研究。 关键词关键词: 焊接性 力学性能 使用性能 焊接工艺 0cr18ni9 奥氏体不锈钢 abstract:abstract: this thesis, for example, to 0cr18ni9 of austenitic stainless steel welding performance and welding technology, combined with the knowledge from mechanical properties 0cr18ni9, performance, welding performance and process most of the analysis and research. key words:key words: welding mechanical properties using performance welding process 0cr18ni9 austenitic stainless steel 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 3 目目 录录 1 1 绪论绪论 . 4 2 2、材料介绍、材料介绍 5 2.1 0cr18ni92.1 0cr18ni9 的化学成分的化学成分 . 5 2.1.1 0cr18ni9 的焊接性分析 . 6 2.2 0cr18ni92.2 0cr18ni9 的用途的用途 . 7 3. 0cr18ni93. 0cr18ni9 的焊接的焊接 . 8 3.13.1 焊接方法的选择焊接方法的选择 . 8 3.1.1 焊前准备 . 8 3.1.2 手工焊（mma） . 8 3.1.3mig/mag 焊接 . 9 3.1.4tig 焊接 . 9 3.2 tig3.2 tig 焊接的原理焊接的原理 . 10 3.2.1 tig 焊的特点 . 10 3.2. 2 tig 焊的设备 10 3.2.3 不锈钢 tig 焊的要点 10 3.33.3 焊接工艺的制定焊接工艺的制定 . 11 3.3.1 焊前清理 11 3.3. 0cr18ni93.3. 0cr18ni9 的焊接的焊接 . 13 3.3.1 焊前准备 . 13 3.3.2 主要焊接参数 14 3.3.3 工件的装配 . 14 3.3.4 工件的焊接 . 14 3.3.5 0cr18ni9 的焊接工卡 15 4 0cr18ni94 0cr18ni9 的焊接的缺陷的焊接的缺陷 . 16 4.14.1 产生气孔的主要原因及防治措施产生气孔的主要原因及防治措施 . 17 4.24.2 产生未焊透的主要原因及防止措施产生未焊透的主要原因及防止措施 . 17 4.34.3 产生咬边的主要原因及防治措施产生咬边的主要原因及防治措施 . 18 5 0cr18ni95 0cr18ni9 的焊接检验的焊接检验 . 18 5.1x5.1x 射线照相法的探伤原理射线照相法的探伤原理 . 18 5.2x5.2x 射线探伤照相法的工序射线探伤照相法的工序 . 18 结 束 语 20 谢 辞 21 文 献 22 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 4 1 1 绪论绪论 机械工业是为所有的工业， 农业， 国防以及交通运输业提供机器和装备 的工业。在实现我国四个现代化的过程中，必须贯彻党的总路线精神，不断解决 自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备 的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务，使机械设计与制造能力在短时间内超 世界水平，除了必须解决设计与制造和使用的科学。而机械制造中的材料问题， 一部分是属于金属材料本身的成分与质量问题，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， 做到既合实用又节省，只有这样才能达到多，快，好，省建设社会主义的目的。 新材料，新结构，新工艺等日新月异的发展，对材料要求也高了，可是材料 的合金元素多、组织结构复杂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，直接关系着设备使用的安全性。国内外对不锈钢及耐 蚀耐热合金的焊接做了大量的研究工作，其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究 几乎与母材的研究同步，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，在实际工作中，一部 分有关的焊接技术人员和焊工，对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多， 有的甚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，但与世界先进国家相比，差距还是很大的。为了尽快弥补这一差距， 需要我们现代化的科技人才而我们也需要付出更多。随着社会主义革命和现代化 建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求，不锈钢极其相关的技术科 学将得到不断地发展和完善。 目前我用的越来越多的钢就奥氏体不锈钢，所以对于奥氏体不锈钢的焊接的 研究已经越来越迫在眉睫。我做这篇论文就是从 tig 焊的方面来研究奥氏体不锈 钢的焊接。主要从材料的力学性能化学成分，和通过焊接性的分析来讨论奥氏体 不锈钢的焊接性能。最能直观表现奥氏体不锈钢焊接性能的就是焊接工艺书，我 们通过焊接工艺指导书的编制来反应奥氏体不锈钢的焊接工艺研究。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 5 2 2、材料介绍、材料介绍 2.1 0cr18ni92.1 0cr18ni9 的化学成分的化学成分 要全面的了解这种金属我们首先就必须清楚这种材料的化学成分其次我们还 要清楚它的机械性能。 化学成分如下： c si mn p s ni cr 0.08 1.00 2.00 0.035 0.030 811 1820 机械性能如下： 牌号 热处理 拉伸试验 硬度试验 屈服强度 抗 拉 强 度 伸长率 断面收 缩率 布氏硬 度 洛氏硬 度 维氏硬 度 0.2/mpa b/mpa 5(%) (%) hbs hrb hv 0cr18ni9 固溶 1010 1150 快冷 205 520 40 60 187 90 200 我们就先从化学成分方面来分析下这种材料： （1）铬、镍两元素相配合组成铬镍不锈钢，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，有较好的抗晶间腐蚀性能。铬 是决定不锈钢抗腐蚀性能的主要元素，因为钢中含铬就能使不锈钢在氧化介质中 产生钝化现象，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 愈高抗腐蚀性能就愈强。此外，铬对钢的机械性能和工艺性能都能起到很好的强 化作，用。镍只有在它与铬配合时才能充分表现出来。镍是形成奥氏体的合金元 素，当镍与铬配合使用时，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，经过热处理，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 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 6 （2）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，破坏了晶粒间的结合力，强烈地降低镍的强度和塑 性，使加工变形产生困难。另外碳与铬有很强的亲合力，能形成一系列碳化物。 钢中的含碳量愈高，形成的碳化铬愈多，固溶体中含铬量就相对减少，钢的耐腐 蚀性能就会降低。 硫是有害的杂质， 硫与镍形成 ni3s2 化合物， ni3s2 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“现象。镍在常温时与硫生成的 ni3s2 能引起冷脆。 （3） 从上面的化学成分的分析我们可以分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 况下要采用较小的线能量快 （4）特殊的合金元素就决定了它有特殊的性能，它具有良好的耐腐蚀性、耐 热性、低温强度和机械性能、冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无 磁性，使用温度在-196-800。 2.1.1 0cr18ni92.1.1 0cr18ni9 的焊接性分析的焊接性分析 使用要求：对于什么是焊接性，gb/t3375-94焊接术语中注明：“材料在 限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能 力”。它包括两方面的内容：其一是焊成的构件符合设计要求；其二是满足预定 的使用条件，能够安全运行。 根据讨论问题的着眼点不同，焊接性可分为： （1）工艺焊接性 （2）使用焊接性 影响焊接性的因素主要有以下几点： （1）材料因素 （2）焊接方法 （3）构件类型 金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系， 所以不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述分析可 以看出，很难找出一项技术指标可以概括焊接性，只有通过综合多方面的因素才 能分析焊接性问题。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 7 2.2 2.2 0c0cr r18n18ni i9 9 的用途的用途 主要应用在：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、医疗器械、建材、化学、食品工业、船舶部件等地方。 在食品工业和 化学工业用的由为广泛，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 它的用途是非常广泛的，在未来的日子里应用也将越来越多。而在这之中用的尤 为多的就是在低温压力容器制造行业， 低温压力容器是工作时壁温在-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。对于低温压力容器首先要选用合适的材料，制造这类产品首先要考虑 它是否具有良好的韧性，其次盛装这些介质需要材料具有很好的抗腐蚀能力。而 0cr18ni9 这两种性能都有，在低温下还具有很好的强度和机械性能，因而它在这 个行业应用很广泛。如图 1 图图 1 1：不锈钢茶几：不锈钢茶几 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 8 3. 03. 0cr18ni9cr18ni9 的焊接的焊接 0cr18ni9 属于奥氏体不锈钢，它的使用范围是很广泛的，并且它的焊接性能 也是非常好的，几乎所有的接方式对它都是实用的。在生产中我们常见的焊接方 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 具有特殊的性能，在现代工业生产中用的也很多，在国外也是应用的很多，在日 本它的相应标准是 usu304, 在美国它的相应标准是 304。这种钢一般作为不锈耐 热钢用较为广泛，在化工设备和食品用设备中应用最多。 3.13.1 焊接方法的选焊接方法的选择择 不锈钢最常用的焊接方法是手工焊（mma），其次是金属极气体保护焊 （mig/mag）和钨极惰性气体保护焊（tig）。 3.1.13.1.1 焊前准备焊前准备 4mm 一下的厚度不用开破口，直接焊接，单面一次焊透。4 到 6 mm 厚度对接 焊缝可采用不开破口接头双面焊。6 mm 以上，一般开 v 或 u，x 形坡口。其次： 对焊件，填充焊丝进行除油和去氧化皮。以保证焊接质量。 焊接参数：包括焊接电流，钨极直径，弧长，电弧电压，焊接速度，保护气 流，喷嘴直径等。 （1）焊接电流是决定焊缝成形的关键因素。通常根据焊件材料，厚度，及坡 口形状来决定的。 （2）焊极直径根据焊接电流大小决定，电流越大，直径也越大。 （3）焊弧和电弧电影，弧长范围约 0.5 到 3mm，对应的电弧电压为 810v。 （4）焊速：选择时要考虑到电流大小，焊件材料敏感度，焊接位置及操作方 式等因素决定。 3.1.3.1.2 2 手工焊（手工焊（mmamma） 手工焊是一种非常普遍的、易于使用的焊接方法。电弧的长度靠人的手进行 调节，它决定于电焊条和工件之间缝隙的大小。同时，当作为电弧载体时，电焊 条也是焊缝填充材料。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 9 这种焊接方法很简单，可以用来焊接几乎所有材料。对于室外使用，它有很 好的适应性，即使在水下使用也没问题。在电极焊中，电弧长度决定于人的手： 当你改变电极与工件的缝隙时， 你也改变了电弧的长度.在大多数情况下， 焊接采 用直流电，电极既作为电弧载体，同时也作为焊缝填充材料。电极由合金或非合 金金属芯丝和焊条药皮组成， 这层药皮保护焊缝不受空气的侵害， 同时稳定电弧， 它还引起渣层的形成，保护焊缝使它成型。电焊条既可以是钛型焊条，也可以是 碱性的，这决定于药皮的厚度和成分。钛型焊条易于焊接，焊缝扁平美观，且焊 渣易于去除。如果焊条贮存时间长，必须重新烘烤，因为来自空气的潮气会很快 在焊条中积聚。 3.1.3.1.3 3mig/magmig/mag 焊接焊接 这是一种自动气体保护电弧焊接方法。在这种方法中，电弧在保护气体屏蔽 下在电流载体金属丝和工件之间稳定发热，机器送入的金属丝作为焊条，在自身 电弧下融化。由于 mig/mag 焊接法的通用性和特殊性的优点，至今她仍然是世界 上最为广泛的焊接方法，适用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料。 这使得它成为理想的生产和修复的焊接方法。当焊接钢时，mag 可以满足只有 0.6mm 厚的薄规格钢板的要求。这里使用的保护气体是活性气体，如二氧化碳或 混合气体。 3.1.3.1.4 4tigtig 焊接焊接 电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生，一般使用的保护气体是纯氩气，送 入的焊丝不带电，既可以手送，也可以机械送，还有一些特定用途则不需要送入 焊丝。被焊接的材料决定了是采用直流电还是交流电：采用直流电时，钨电焊丝 设定为负极，因为它有很深的焊透能力，对于不同种类的钢是很合适的，但对焊 缝熔池没有任何“清洁作用”。 tig 焊接法的主要优点是可以焊接大材料范围广，包括厚度在 0.6mm 及其以 上的工件，材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青 铜、镍、银、钛和铅。主要的应用领域是焊接薄的和中等厚度的工件，在较厚的 截面上作为焊根焊道使用。 我这次的设计课题就是 0cr18ni9 的焊接工艺， 因而我就着重从焊接方法和工 艺角度去谈谈它的焊接。对于 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 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 10 度和焊缝金属的合金元素要与母才相接近的原则选择焊条，经过上面的筛选可以 确定出焊接方法，我们就用 tig 焊的焊接方法来研究吧。 3.2 tig3.2 tig 焊接的原理焊接的原理 （1） 钨极惰性气体保护焊是指使用纯钨或钨合金作电极的非熔化极惰性气体 保护焊方法，简称 tig 焊。 （2）tig 焊是在惰性气体保护下，利用钨极与工件间产生的电弧热熔化母材 和填充焊丝（也可以不加填充焊丝），形成焊缝的焊接方法，焊接时保护气体从 焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，保护电极和焊接熔池 以及邻近热影响区，已形成优质的焊接接头。 3.2.1 tig3.2.1 tig 焊的特点焊的特点 tig 焊与其他焊接方法相比有如下主要特点： （1）可焊金属材料 （2）适应能力强 （3）焊接生产率低 （4）生产成本高 3.2. 2 tig3.2. 2 tig 焊的设备焊的设备 （1）tig 焊设备按焊接电源不同也可以分为交流 tig 焊机、直流 tig 焊机、 脉冲 tig 焊机；按操作方式可以分为手工 tig 焊机和自动 tig 焊机两类。 （2）tig 焊机的设备主要由焊接电源、焊枪、供气和供水系统以及控制系统 等部分组成。 3.2.3 3.2.3 不锈钢不锈钢 tigtig 焊的要点焊的要点 tig 焊接法的主要优点是可以焊接大材料范围广，包括厚度在 0.6mm 及其以 上的工件，材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青 铜、镍、银、钛和铅。主要的应用领域是焊接薄的和中等厚度的工件，在较厚的 截面上作为焊根焊道使用。 不锈钢 tig 焊要点及注意事项： 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 11 （1）采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性（焊丝接负极）。 （2）一般适合于 6mm 以下薄板的焊接，具有焊缝成型美观，焊接变形量小的 特点。 （3）保护气体为氩气，纯度为 99.99%。当焊接电流为 50150a 时，氩气流 量为 810l/min，当电流为 150250a 时，氩气流量为 1215l/min。 （4）钨极从气体喷嘴突出的长度，以 45mm 为佳，在角焊等遮蔽性差的地方 是 23mm，在开槽深的地方是 56mm，喷嘴至工作的距离一般不超过 15mm。 （5）为防止焊接气孔之出现，焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。 （6）焊接电弧长度，焊接普通钢时，以 24mm 为佳，而焊接不锈钢时，以 13mm 为佳，过长则保护效果不好。 （7） 对接打底时， 为防止底层焊道的背面被氧化， 背面也需要实施气体保护。 （8）为使氩气很好地保护焊接熔池，和便于施焊操作，钨极中心线与焊接处 工件一般应保持 8085角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小， 一般为 10 左右。 （9）防风与换气。有风的地方，务请采取挡网的措施，而在室内则应采取适 当的换气措施。 3.3.3 3 焊接工艺的制定焊接工艺的制定 tig 焊工艺主要包括焊前清理、工艺参数的选择和操作技术等几方面。 3.3.3 3.1 .1 焊前清理焊前清理 tig 焊常用氩气作为保护气体。氩气是惰性气体，在焊接过程中，既不与金 属起化学反应，与不溶解金属中，为获得高质量焊缝提供了良好的条件。为了保 证焊接质量，焊前对工件及焊丝必须清理干净，不应残留油污、氧化皮、水分、 灰尘等。 （1）清理油污、灰尘：用汽油、丙酮等有机溶剂对工件和焊丝进行清理。 （2）清除氧化膜：常用的方法有机械清理和化学清理的两种方法。0cr18ni9 的工件用机械方法来清理，用砂布打磨，将工件接头两侧 30-50mm 宽度内进行氧 化膜清除掉；清除工件坡口正反两面的锈蚀、油污、氧化皮、水分等，去掉毛刺， 保证无错边，当出现错边时应及时进行矫正。保证工件焊缝终点的装配间隙大于 焊缝起点的装配间隙。 进行定位焊时要用与焊接相同的焊接材料， 要求焊透.不得 有焊接缺陷。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 12 3.3.2 ocr18ni963.3.2 ocr18ni96 的焊接工艺思路分析的焊接工艺思路分析 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做 好一个工艺就首先要熟悉焊接工艺评定标准 jb4708-2000，熟读标准后要从中了 解做这种厚度材料的焊接工艺必须要注意些什么，比如这种材料焊前需不需要进 行预热，焊后需不需要进行热处理，这种材料需要做哪几种力学性能试验，怎样 去制取试样，试样的尺寸是如何的，等等这一切都需要从 jb4708 中去了解。其次 要去确定这种焊接方法需要什么样的焊接材料，然后要按要求去准备焊接试板， 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 质量的检验，表面质量检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以后我 们在参照 gb4708 进行编制工艺评定。下面就具体讲讲焊接工艺分析的步骤。 （1） 焊接材料的选择先从材料的化学成分， 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判定具体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判定出来。 根据选择焊接材料我们的依据是同成分等强度这个原则，就是焊缝金属的化 学成风于母材相同，焊缝金属的强度要于母材接近。根据这个原则确定出焊材为 hocr20ni10ti。焊条的种类选择好以后就根据所焊材料母材的厚度为 6mm 选定焊 条的直径为 2.5mm。这个直径的焊条用来焊接 6mm 的板是完全可以满足焊接要求 的. （2） 焊接参数的确定焊接材料和材料的规格全确定下来以后我们就需要确定 出焊接参数了，焊接参数的确定是没有一个标准可以依据的，因为每台焊接的性 能和每个焊工的操作方法都不一样，所以焊接参数的选择我们只能是根据实际生 产中所积累的经验来确定出一个范围，然后我们在这个范围内用同样材料同样厚 度的试板来试焊接参数，我们可以选出一个最为合适的参数做为我们焊接试板的 参数。 需要注意的是由于 ocr18ni9 的热导率是比较大的所以焊接时如果在不影响 焊接质量的情况下焊接的速度尽可能大一些。制定焊接工艺评定选择好焊接材料 和焊接参数是非常重要。焊接工艺如下表 1 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 13 表 1 焊接工艺参数 焊接方法 焊道层数 焊丝直径/mm 电流极性 电流/a 电压/v 钨极氩弧焊 1 2.5 直流正接 90-100 12-14 2 90-100 12-14 （3） 焊接试板的准备 ocr18ni9 我们做的是 ocr18ni9 6mm 的板手工电弧焊的 焊接工艺，所以我们的试板就是 6mmocr18ni9，我们找的板必须要有出处有理化 和力学性能试验报告，这样才可以准确的判断出这副试板是否是合格的板是否符 合要求。制取这种奥氏体不锈钢试板不能用火焰切割，只能用等离子或机械切割 进行下料。 下料的尺寸为两块 6150300mm 的试板， 试板需要开一个 60 度的坡 口，并且板需要留一个 1-2mm 的顿边，装配时试板两头要有一定的间隙一头为 3.2mm 左右一头为 4.0mm 左右，并且学要做一个反面变形，留两头不同间距的间 隙和做反变形都是为了使焊接变形对焊接质量的影响减小到最小。如图 2： 图图 2 2：钢板破口设计图：钢板破口设计图 3.3. 0cr18ni93.3. 0cr18ni9 的焊接的焊接 3.3.13.3.1 焊前准备焊前准备 （1）试件规格：6mmx100mmx300mm （2）zx7-400s/st 逆变式焊条电弧焊/tig 焊两用弧焊电源 （3）喷嘴直径：10-20mm （4）焊丝牌号：hocr19ni9ti （5）焊丝直径：2.5mm （6）喷嘴至试件的距离：8-12mm （7）保护气体：氩气，其纯度大于 99.99 （8） 点固与装配： 坡口角度 60 度， 试件两端点固， 点固焊缝长度不大于 20mm. 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 14 对接间隙始焊端 2mm，终焊端 3mm，反变形角度不大于 3 度，错边量不大于 1mm。 3.3.2 3.3.2 主要焊接参数主要焊接参数 焊接时采用直流电源。 在使用直流电源时， 要采用正极性， 即焊件接正极， 钨及接负极。因为阳极区的温度较高，如果采用用反极性钨极将烧损严重。采用 2.5mm 的 wce-20 钨极，钨极伸出长度 46mm，不预热，喷嘴直径 12mm，其他参 数见表 2. 表表 2 其他焊接参数其他焊接参数 焊丝 焊丝 直径 d/m m 焊接电 流 i/a 电弧电压 u/v 气体流量 l/min 电 流 极 性 焊接层数 hocr19ni 9ti 2.5 90-100 23-24 12-14 直 流 正 接 1 100-170 23-24 12-14 2 3.3.3 3.3.3 工件的装配工件的装配 清除工件坡口正反两面的锈蚀、油污、氧化皮、水分等，去掉毛刺，保证无 错边，当出现错边时应及时进行矫正。保证工件焊缝终点的装配间隙大于焊缝起 点的装配间隙。 进行定位焊时要用与焊接相同的焊接材料， 要求焊透.不得有焊接 缺陷。4 工件的焊接工件打底焊的难度较大，但也是影响合格率的关键层。控制 弧长为 23mm，对坡口根部加热 23s 之后，当钝边熔化形成熔池后，即可填充焊 丝开始焊接。焊接时用左手送进焊丝，熔化金属应送至坡口根部，以便得到熔透 坡口正、背两面的焊缝、焊接过程采取电弧交替加热坡口根部和焊丝端头的操作 方法。焊枪与焊缝影城 6580夹角。焊丝与焊枪的夹角一般为 90，焊接过 程中应注意观察、控制破口两侧，使之熔透均匀，以保证焊缝内壁成形均匀。灭 弧时，用氩气把熔池逐渐减小移至坡口的一侧灭弧使其背面出现缩孔，一般打底 焊焊缝厚度为 3mm 左右。 3.3.43.3.4 工件的焊接工件的焊接 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 15 工件打底焊的难度较大，但也是影响合格率的关键层。控制弧长为 23mm， 对坡口根部加热 23s 之后，当钝边熔化形成熔池后，即可填充焊丝开始焊接。焊 接时用左手送进焊丝，熔化金属应送至坡口根部，以便得到熔透坡口正、背两面 的焊缝、焊接过程采取电弧交替加热坡口根部和焊丝端头的操作方法。焊枪与焊 缝影城 6580夹角。 焊丝与焊枪的夹角一般为 90， 焊接过程中应注意观察、 控制破口两侧，使之熔透均匀，以保证焊缝内壁成形均匀。灭弧时，用氩气把熔 池逐渐减小移至坡口的一侧灭弧使其背面出现缩孔，一般打底焊焊缝厚度为 3mm 左右。 （1）引弧。在焊接右侧定位焊缝上进行引弧后焊枪停留在原位不动，待稍预 热，当定位焊缝形成熔池并出现溶孔后开始填丝，并自右至左焊接。焊接时要压 低电压弧，等熔池形成后开始焊接，焊枪在焊接过程中做直线运动，移动速度要 均匀。 （2） 焊道接头。 当焊丝用完需要更换焊丝时或因其他原因需暂停焊接时需要 接头。在接头前应先检查原弧坑处焊缝的质量，如有氧化皮和缺陷。最好将待连 接处用锉刀或角向砂轮打磨成斜坡状后，在弧坑右侧 15-20mm 处重新引弧，并慢 慢向左移动，待原弧坑处开始熔化形池和熔孔后继续填充焊丝。 （3）收弧。收弧时，应首先利用电流衰减的功能，逐渐降低熔池温度；然后 将熔池由慢变快引至前方一侧的坡口面上，以逐渐减小熔深；并在最后熄弧时， 保持焊枪不动，氩气需要延长 10s 左右在关闭，防止熔池金属氧化。如果焊机没 有衰减装置时，多采用改变操作方法来收弧，其基本要点是逐渐减少热量输入， 如改变焊强角度、拉长电弧、加大焊速。 （4）焊完打底层焊缝后，需要角向磨砂轮清理焊趾处的氧化物，然后进行盖 面层的焊接。 （5）盖面焊时要进一步加大焊枪的摆动幅度，保证熔池两侧超过坡口棱边 0.5-1.5mm，并根据焊缝余高决定填丝速度。 3.3.3.3.5 5 0cr18ni90cr18ni9 的焊接工卡的焊接工卡 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 16 表 3 焊接工艺卡 产品名称 0cr18ni9 的板板对接 焊接方法 tig 焊 接头形式简图 母 材 厚度 , mm 尺寸,mm 焊前准备： 1.焊前将焊缝两侧边缘 氧化物，污垢等清理干净。 2.焊缝装配错边量不超过板厚的 1/10 3.焊丝要进行烘干； 4.保护气体纯度为 99.99% 0cr18ni9 6mm 6*150*300 0cr18ni9 6mm 6*150*300 焊 接 位 置 1g 焊接 方向 右焊法 保 护 气 体 氩气 层间 温度 / 预 热 / 焊接方法 手工钨极氩弧焊 焊 接 工 艺 参 数 焊接 层数 焊接电 流 焊接 电压 电流极 性 焊接速 度 热输入 量 （kj/cm） 焊丝直 径 mm 1 90-110 18-20 直流正 接 15-18 6.67 2.5 2 100-120 20-22 18-20 6.7 操 作 技 术 1.第一层焊后，背面要用角向抛光。 2.第二层是盖面焊，要进一步加大焊枪的摆动幅度 焊 后 检 验 1.外表检验，无焊留、裂纹、咬边、等 2.x 射线检验 4 04 0cr18ni9cr18ni9 的焊接的焊接的缺陷的缺陷 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 17 通过对大量焊接试件的分析，可以认为造成合格率偏低的原因，除了焊后检 查焊缝外观不合格外，更主要的是 x 射线探伤不合格。x 射线探伤不合格的主要 原因是：气孔、咬边、未焊透、背面凹陷、氧化、裂纹等缺陷。 4.14.1 产生气孔的主要原因及防治措施产生气孔的主要原因及防治措施 气孔就是在焊接时熔池中的气泡在一次结晶时不能及时逸出而残留下来的 空穴。用氩弧焊焊接时主要产生氢气孔和氮气孔。 产生气孔的主要原因：试件表面不清洁，焊丝表面有油污、水分、锈蚀等， 焊接电弧过长，气体流量过小，气体纯度不够，背面保护不良等。 防止产生气孔的主要措施： 针对产生气孔的原因对症下药， 可以有效地防止 气孔的产生。首先，要减少材料的影响，清理试件坡口及附近的油污、锈蚀、水 和氧化物等；其次，控制电弧长度，熄弧的速度不要过快，再引弧时要正确到位， 正确选用焊接工艺参数及适当的操作方式。 4.24.2 产生未焊透的主要原因及防止措施产生未焊透的主要原因及防止措施 未焊透，表现为基本金属与焊缝金属局部未熔合。在压力容器等行业这种焊 接缺陷是绝不允许存在的。检测中一旦发生未焊透，立即会被判定为不合格。 未焊透产生的原因，一是焊接电流偏小，运条速度过快，线能量小，致使产 生的电弧热量减小，使电弧穿透力不足，焊件边缘得不到充分熔化。二是焊接电 弧过长，从焊丝熔化下来的熔滴不仅过渡到熔池中，而且也过渡到未熔化的金属 上。三是焊件表面存在氧化物、锈、油、水、等污物。四是组装参数不符合要求， 如组装间隙小，坡口角度偏小，钝边太厚或不均匀等。五是焊件散热速度过快， 造成熔化金属结晶过快，导致与基本金属之间得不到充分熔合。六是操作人员技 术不熟练，如焊丝角度、摆动方法不当，对控制熔孔大小经验不足。七是接头打 磨不符合要求。 在足够的焊接参数的前提下，一是选焊接电流、组装间隙、钝边、坡口角度的最 佳组合参数。二是清净焊接表面的氧化物、铁锈、油污等杂质。三是在焊缝起焊 与接头处，可先用长弧预热后再压低电弧焊接，根部焊缝的接头应充分熔合。四 是每次停弧后，用角向磨光机对接头进行打磨，其打磨长度一般 1520mm，且形 成圆滑过渡。每次焊接时，必须在坡口内至起焊点 20mm 和 30mm 处引弧，然后以 正常焊接速度焊接，保证焊接接头的充分熔合。五是进行根部焊接时，要严格控 制熔孔直径，对要求单面焊双面成形的焊缝，操作人员应将熔孔始终控制在 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 18 2.53mm 之间，并保持匀速焊接，这样才能是焊缝形成美观，符合质量要求。 4.34.3 产生咬边的主要原因及防治措施产生咬边的主要原因及防治措施 （1） 咬边是指由于焊接参数选择不当或操作方法不正确， 从而导致沿焊趾的母 材部位产生的沟槽或凹陷。 （2）产生咬边的主要原因：电流过大，焊丝的送给量过少的，焊枪角度不合适 或焊接速度过快等。 （3）防止产生咬边的措施;电流过大是产生咬边的主要原因，在焊接时要选择 合适的电流，一般打底焊的电流为 90100a 之间；焊丝的送给量要适当，不要送 的过多、过快，以防背面出现焊瘤。 5 0cr18ni95 0cr18ni9 的焊接检验的焊接检验 射线探伤是利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种 探伤方法。按探伤所用的射线不同，射线探伤可以分为 x 射线、 射线和高能射 线探伤三种。由于显示缺陷的方法不同，每种射线探伤又有电离法、荧光屏观察 照相法和工业电视法几种。运用最广的是 x 射线照相法，下面介绍其探伤原理和 过程。 5.15.1x x 射线照相法的探伤原理射线照相法的探伤原理 照相法探伤是利用射线在物质中的衰减规律和对某些物质产生的光化及荧光 作用为基础进行探伤的。从射线强度的角度看，当照射在工件上射线强度为 j0， 由于工件材料对射线的衰减，穿过工件的射线被减弱至 jc。若工件存在缺陷时， 因该点的射线透过的工件实际厚度减少， 则穿过的射线强度 ja、 jb 比没有缺陷的 点的射线强度大一些。从射线对底片的光化作用角度看，射线强的部分对底片的 光化作用强烈，即感光量大。感光量较大的底片经暗室处理后变得较黑。因此， 工件中的缺陷通过射线在底片上产生黑色的影迹，这就是射线探伤照相法的探伤 原理。 5.25.2x x 射线探伤照相法的工序射线探伤照相法的工序 （1）确定产品的探伤位置和对探伤位置进行编号。在探伤工作中，抽查的焊 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 19 缝位置一般选在：可能或常出现缺陷的位置；危险断面或受力最大的焊缝部 位；应力集中的位置。 对选定的焊缝探伤位置必须按一定的顺序和规律进行编号，以便容易找出翻 修位置。 （2）选取软片、增感屏和增感方式，探伤用的软片一般要求反差高、清晰度 高和灰雾少。增感屏和增感方式可根据软片或探伤要求选择。 （3）选取焦点、焦距和照射方向。照射方向尤其重要，一定选择最佳透照角 度。 （4）放置铅字号码、铅箭头及象质计。一定按 gb 3323 要求放置。 （5）选定曝光规范。曝光规范要根据探伤机型事先作出，探伤时按工件的厚 度和材质选取。 （6）进行暗室处理。 （7）焊缝质量的评定。由专业人员按 gb 3323 进行评定，射线探伤必须由持 证的专业人员按 gb 3323 进行，根据图纸中的技术要求或行业标准确定验收。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 20 结结 束束 语语 在整个毕业设计中，我得到了指导老师陈茂军老师的热心指导和帮助，本次 设计为简单的0cr18ni9焊的tig焊的焊接工艺研究经过近一个月的设计终于完成 了，这是我第一次设计和研究焊接的，经过生产部门制造及检验的一系列过程， 在设计过程中，查阅了大量资料，解决了变形问题、焊接方法的选择、工艺的指 定，等等一系列问题。经过毕业设计的训练，我把在学校几年学习的知识全部用 上。虽然已经通过试焊，但是焊接是一个实践性很强的专业，对于刚接触设计工 作的年轻人来说，在设计制造过程中，由于经验不足也出现一些情况，比如设计 与制造脱节，如何进一步提高焊接质量、如何选择更何时的焊接方法，如何设计 焊接工艺，如何避免焊接缺陷等问题，在以后工作中，我会注意经验的积累，对 以上问题加以克服和解决。这种不锈钢无论在钢结构行业还是在化工设备行业都 越来越多的被大家使用。这种不锈钢以及同类的奥氏体不锈钢将是以后研究开发 的重点方向。特别是在化工设备行业中的深冷业，奥氏体不锈钢的发展将直接影 响设备的质量。 这种不锈钢具有良好的低温和高温性能，焊接性业比较好，但是这种钢的晶 界腐蚀比较严重，所以解决晶界腐蚀已经成为现在研究的一个方向了。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 21 谢谢 辞辞 在整个毕业设计中， 我得到了指导老师老师的热心指导和帮助， 使我的设计 更完美,在设计中老师从我的格式,内容上给我细心的指导,让我从中学到了很多 知识,让我对三年来学的知识有了一个总结,让我的所学的知识有了一个整体的规 整. 通过毕业设计是对我们三年来所学知识的综合的检测，更是一个对所学知识 的回顾及综合复习的过程；对机械绘图、工程材料、机械设计、模具设计等过程 等都有了更进一步的认识。 在设计过程中，得到了设计部许多同事和老师的帮助与指导，在此表示感谢；感 谢工作车间的师傅们的热心帮助， 尤其对担任本次设计的指导老师表示深深敬意， 在设计过程中遇到一些困难，在陈老师的帮助下我才顺利的完成了 0cr18ni9 的 tig 焊焊接工艺研究，他对我设计过程中出现的疏忽与不足之处提出批评与修 改建议，使我受益非浅。衷心的感谢老师们对我的帮助。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利 完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚 的谢意! 我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们! 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 22 文文 献献 1 ：史耀武 .焊接技术手册m .福州：福建科学技术出版社,2005. 550-600 2 ：郑应国.焊接工艺学m 2 版 .北京：中