奥氏体不锈钢TiG焊的焊接工艺评定

奥氏体不锈钢TIG焊接的焊接工艺评定设计奥氏体不锈钢TIG焊接的焊接工艺评定设计摘要焊接工艺是一种特殊的工艺。 焊接结果在经济检验和试验中不容易完全验证，有些问题在设备使用后暴露出来，造成了不应有的损失。 在对产品进行焊接之前，需要确认焊接工艺能否保证焊接接头的使用性能。焊接技术评定又是制造安装单位的技术资源和技术储备，是焊接技术和焊接质量控制水平和能力标志，也是获得优良焊接质量的保证。 通过焊接技术评价的研究，能够充分理解焊接技术和焊接技术的特性，掌握焊接工序的内在规律。关键词焊接工艺评价一般工艺指导评价报告书检验焊接查词典在现代生产中，随着社会的进步、生产力的发展，对焊接产品的要求越来越高，不锈钢在其耐腐蚀、耐酸等良好性能中得到广泛应用奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢，最普遍的是Gr-Ni型不锈钢。 现在奥氏体不锈钢大致分为Gr18-Ni8型、Gr25-Ni20型、Gr25-Ni35型。 也有被广泛开发应用的超级奥氏体不锈钢。 本文以1Gr18Ni9Ti钢为例进行焊接工艺评定。第一章焊接工艺评价的基本原理1.1焊接工艺评价的目的焊接工艺评价的目的是验证焊接部门制定的焊接工艺的正确性，评价焊接部门的能力。1.2焊接工艺评估的一般程序焊接技术评价的一般过程是，在对产品进行焊接之前，根据材料的焊接性能，按照产品的制造技术制作焊接技术指导书，按照焊接技术评价标准施工焊接试验片，检查试验片和规格，测定焊接接头是否具有所要求的使用性能，提出焊接技术评价报告书，评价制作的焊接技术指导书根据评定合格的焊接技术指导书，可以在其垄断范围内制定一些焊接技术规程，规范生产部门的制造安装焊接工作。 评定不合格的，要分析不合格的原因，修订焊接技术指导书，再评定。1.3焊接性能是焊接工艺评价的基础1.3.1焊接性能试验的目的、作用和方法焊接性能是金属材料对焊接加工的适应性。 也就是说，材料是在有限的施工条件下焊接满足设计要求的构筑，满足预定的服务要求的能力。焊接性能受材料、焊接方法、构件类型、使用所需的4个要素的影响。焊接性能试验包括焊接工艺性能试验和焊接接头使用性能试验。 焊接工艺性能试验主要指焊接裂纹敏感性试验、焊接气孔敏感性试验，焊接接头的使用性能包括力学性能、耐腐蚀性能、耐疲劳性能、耐脆性断裂性能。通过焊接性能试验，可以合理地选择焊接工艺参数，以了解焊接方法、焊接工艺对金属材料的适应性以及焊接材料的完整性。焊接裂纹敏感性试验分为间接法和直接法两种。在进行焊接性能试验时，要根据金属材料的特点，规定目的。 奥氏体不锈钢从凝固到冷却在室温保持奥氏体组织，不发生马氏体相变，没有冷裂的倾向。 不对奥氏体不锈钢进行热影响部的最高硬度试验和y形坡口焊接裂纹试验。第2章奥氏体不锈钢TIG焊接的焊接工艺评价理论基础2.1对接焊接、圆角焊接的焊接工艺评价2.1.1评价对接焊接工艺时，采用对接焊接试件。 通过对接焊接试验片评价的焊接工艺也适用于圆角焊接。 原型形式示意图1。.图1焊接工艺评价试验片形式2.1.2管和板角焊试件评定合格的焊接技术适用于板材角焊，反之亦然。板材对接焊接试验片评定合格的焊接技术适用于管材对接焊接，反之亦然。2.1.3焊接工艺因素焊接工艺评价因素可分为重要因素、附加因素和次要因素重要因素是影响焊接接头力学性能(冲击韧性除外)的焊接工艺因素。追加要素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺要素。 在进行冲击试验时，必须增加追加因素。次要因素是指对测量所要求的力学性能没有明显影响的焊接工艺要素。表1奥氏体不锈钢TIG焊接的焊接工艺评价因素因素的种类焊接工艺评价因素的主要内容重要因素药芯焊丝编号(仅考虑类别代码后面的两位数字)、焊丝编号、填充金属的增加或取消、将实芯焊丝变为药芯焊丝，或者相反，预热温度比评定的合格值低50以上、保护气体的种类、混合保护气体的配合比，添加元素从评定的合格焊接位置上升焊接，增加电流的种类和极性、线能量次要因素在坡口形式、同组号内选择不同钢号作为电板，增加坡口根部的间隙，填充金属截面积，改变焊接位置，改变尾部保护气体、保护气体流量、电流种类和极性、电流值和电压值、乌极的直径和种类、是否摆动、焊接、乌极间距、喷嘴尺寸2.1.4 .评价规则2.1.4.1焊接方法改变焊接方法需要重新评估焊接工艺。2.1.4.2各种焊接方法焊接技术评价的重要要素、附加要素和次要要素1 )变更任一重要要素时，需要重新评价焊接工艺。2 )添加或改变任何附加要素时，可以添加或改变附加要素进行焊接冲击韧性试验。3 )改变次要因素时，不需要重新评价焊接技术，但需要重新制作焊接技术指导书。2.1.4.3在同一焊接中使用两种以上的焊接方法或重要要素、追加要素不同的焊接工艺时，也可以使用能够按焊接方法或焊接工艺进行评价的两种以上的焊接方法、焊接工艺试验片进行组合评价。评估合格焊接材料后，可以采用焊接方法、焊接工艺中的一种或多种，但必须根据相关条款确定各焊接方法或焊接工艺适用于焊接材料厚度的有效范围，以确保关键因素、附加因素不变。2.1.5热处理改变焊接后热处理的种类，需要重新评价焊接工艺。除气焊外，规定进行冲击试验的，焊接后热处理的保温温度范围和保温时间范围发生变化后，应重新评价焊接工艺。 试验片的焊接后热处理与焊接物制造过程中的焊接后热处理大致相同，在低于下转移温度的温度下进行焊接后热处理时，试验片的保温时间必须少于焊接物制造过程中累积保温时间的80%。奥氏体钢的使用温度在-196以上时，免除冲击试验，一般不进行热处理。2.1.6试验片的厚度和焊接片的厚度评价合格的对接焊接试验片的焊接工艺适用于焊接材料厚度的有效范围表2试样焊接金属厚度和焊接金属厚度规定mm表3试验片厚度和焊接片厚度规定mm1 )对接焊接试验片评定合格的焊接工艺用于圆角焊接时，焊接材料厚度的有效范围不受限制。2 )组合评定合格后，作为单一焊接方法(或焊接工艺)个别评定，决定适用于焊接材料母材的厚度的有效范围。3 )此次设计中使用的奥氏体母材的厚度为1.5T102.1.7 .试样制备母材、焊接材料、坡口和试件的焊接必须符合焊接工艺规程的要求。试样的数量和尺寸应满足制作试样的要求，试样也可以直接切割成焊接物。对接焊接试验片的尺寸：试验片的厚度必须充分考虑适用于焊接的厚度的有效范围。圆角焊接试验片的尺寸如表4和图2、图3所示。表4板材角焊试验片尺寸mm图2板材角焊试验片及试样图3管材角焊试验片2.1.8对接焊接试验片和试样的检查2.1.8.1试验片检查项目：外观检查、无损检查、力学性能试验。外观检查和JB4730无损检查的结果不能有裂缝。2.1.8.2力学性能试验项目包括拉伸试验、夏比v型槽口冲击试验(规定时间)和弯曲试验。a )力学性能试验项目和样品数应符合表5的规定。b )试验片采用2种以上焊接方法(或焊接工艺)时：拉伸试样和弯曲试样的拉面应包括各焊接方法(或焊接工艺)的焊接金属和热影响区域规定冲击试验时，对每种焊接方法(或焊接工艺)的焊接部和热影响部进行冲击试验。表5力学性能和弯曲性能试验项目和样品数2.1.8.3力学性能试验的取样要求：a )采样时，一般采用冷加工法，采用热加工法采样时必须去除热影响部分。b )试验片允许避免缺陷采样，取样位置如规定。c )在试料去除焊道馀高之前允许试料冷均匀。d )板状对接焊接试验片中试料的取样位置如图4所示。图4板材对接焊接试验片试样位置图2.1.8.4拉伸试验2.1.8.4.1样品和加工要求a )试料的焊脚馀高请与母材齐平，进行机械清除。 试料的厚度应与试料母材的厚度t相等或接近。b )厚度为30mm以下的试料使用全厚试料进行了试验。c )试验机受能力限制，无法进行全厚的拉伸试验时，将试验片沿厚度方向均匀分层，等分后使试料的厚度接近试验机能够试验的最大厚度。 等分的2张或多张试样试验代替全厚试样的试验。2.1.8.4.2样本形式紧凑型板接头带肩板状试样(参照图5 )适用于所有厚度板状的对接焊接试验片。图5紧凑板接头带肩板状拉伸试样2.1.8.4.3合格指标试样的抗拉强度必须在母材基准值的下限值以上。2.1.8.5弯曲试验2.1.8.5.1试样的加工要求试样的焊接馀量应通过机械方法去除，面弯曲、背弯曲的试样拉伸表面应加工成齐平面，试样拉伸表面不得有损伤或损伤。2.1.8.5.2样本形式a )横侧弯曲试料如图6所示。图6横侧弯曲试样b )面弯曲和背弯曲的样品如图7所示。试样的厚度t为1038mm，试样的宽度与试样的厚度相等。图7面弯曲和背弯曲试样2.1.8.5.3合格指标试样弯曲至规定角度后，其延伸面不得在任何方向上有一条长度3mm以上的裂缝或缺陷。 试料的角裂纹一般不记得。2.1.8.6冲击试验2.1.8.6.1样本a )试料的取向：试料的纵轴必须垂直于焊接轴，切口轴必须垂直于母材表面。b )采样位置试料厚度上的采样位置如图8所示。c )切口位置：焊接部试样的切口轴线应位于焊接中心线上。从热影响区试料的切口轴线到试料轴线与熔接线的交点的距离大于零，应尽可能多地通过热影响区。图8冲击试样位置图2.1.8.6.2合格指标焊接接头各区三个试样必须一组常温吸冲功的平均值一致在图案和相关技术文件中规定，必须在27J以下，至多一个试料的冲击吸收功低于规定值，但允许在规定值的70%以上。2.1.8.7焊脚焊接试验片和试样的检查检查项目：外观检查、金相检查(宏)外观检查不能出现裂缝。金项检查焊接的根部必须焊接，焊接和热影响部分不得有龟裂、未熔接的圆角焊接的两圆角之差不得大于3mm。第三章奥氏体不锈钢TIG焊接的焊接工艺评价焊接工艺评价编号： HP001评定机构：德州职业技术学院评定日期： 2010年12月焊接技术评价书任务书编号HR001战斗机流程评估编号HP001产品名称生产编号等级母材板材管材钎料焊条焊丝助熔剂铭牌1Gr18Ni9Ti型号H0Gr21Ni10Ti标准8标准2； 2.5； 2.5配件型式与坞站连接焊接方法TiG焊接焊接位置水平对接焊预热和焊接后热处理要求无评定标准钢制产品焊接试板的力学性能检测焊接结构图设计压力设计温度工作介质备校注想要求检查检查项目眼睛外观检查脾气无损探伤放射线()、超声波()、表面()力学及弯曲性能试验项目伸展运动弯曲的冲击试样数焊接接头全焊接面条弯了背弯了侧弯焊接热影响部22222宏观经济脾气微观金相其他项目编制日期审计日期焊接技术评价指导书任务书编号HR001战斗机流程评估编号HP001第一页产品名称生产编号共两页母材板材管材背板线号、规格底边中间层表面层铭牌1Gr18Ni9Ti2； 2.522.52.5标准8分类编号未列入标准的钢材和海外钢材配件型式与坞站连接化学成分焊接方法TiG焊接焊接位置水平对接焊试验规程机械性能清除根的方法坡口、间隙、焊道的分