奥氏体不锈钢TiG焊的焊接工艺评定

1、奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计目 录摘 要 . 1 引 言. 2第一章 焊接工艺评定基本原理 . 31.1 焊接工艺评定的目的 31.2焊接工艺评定的一般程序 31.3 焊接性能是焊接工艺评定基础 3第二章 奥氏体不锈钢TIG42.1 评定对接焊缝 42.2 管与板角焊缝试件 42.3 焊接工艺因素 42.4. 评定规则 52.5热处理 52.6 62.76. 8. 13第四章 20 参考文献 . 21 致 谢. 22奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计摘 要焊接过程是特殊过程。焊接结果不容易经济地通过检验和试验完全验证，有些问题在设备使用后才曝露出来造成不应有的损失。在产品施焊前就

2、需要确认焊接工艺能否保证焊接接头的使用性能。焊接工艺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的标志，也是获得优良焊接质量的保证。通过焊接工艺评定的研究能更好的了解焊接技术和焊接工艺的特性，奥经济价值.一般认为,奥氏体钢在焊接中存在的问题主要有:蚀、应力腐蚀开裂及含Ni这些问题都与奥氏体钢焊接区域的显微组织结构有关关键词 焊接工艺评定 检测 焊缝奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计引 言在现代生产中，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，不锈钢以其耐腐蚀，耐酸等良好的性能得到广泛应用奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢，以Cr-Ni型不锈钢最为普

3、遍。目前奥氏体不锈钢大致分为Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。还有广泛开发应用的超级奥氏体不锈钢。本文以1Cr18Ni9Ti钢为例做焊接工艺评定。焊接工艺是保证焊接质量的重要措施，的正确性和合理性。通过焊接工艺评定，国的地位很不相称。产量、和提高，我国不锈钢厂在工艺技术、装备水平、以适应70%是奥氏体不锈钢，尽65%左右。如奥氏体晶粒边界会产生碳扩散现象,并与 Cr 结合，生成碳化铬。当晶粒界附近的 Cr 含量小于12%时,会导致贫铬，从而在腐蚀介质作用下贫铬区将失去耐腐蚀性能。导致不锈钢晶间腐蚀,这种腐蚀现象受到应力作用时就会沿晶断裂，是奥氏体钢最危险的一种破坏

4、形式。晶间腐蚀受应力作用时产生断裂的区域分别作用在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上。奥氏体不锈钢不是在任何时候都会产生晶间腐蚀。它与钢的加热温度和产生晶间腐蚀的温度敏感区，焊接过程中高温停留时间有关。最敏感的温度区间为450-850。当加热温度小于450时，不会产生碳扩散现象。也就是说不会形成碳化铬化合物。当温度升高至830以上时，此时晶粒内铬扩散现象增强。大量的铬于晶粒的碳化合生成碳化铬，但两者都不会形成贫铬。产生晶间腐蚀最敏感的温度为630，因此在焊接过程中严格控制危险温度区,降低630的高温度停留时间。奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计第一章 焊接工艺评定基本原理1.1 焊接工艺评

5、定的目的焊接工艺评定的目的是验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性，并评定施焊单位能力。1.2焊接工艺评定的一般程序焊接工艺评定的一般过程是：在产品施焊之前，结合产品的制造工艺拟定焊接工艺指导书，样，检查试件和式样，根据评定合格的焊接工艺指导书，规程，1.3即材料在限定的施工条件下焊接焊接性能受材料、焊接方法、焊接工艺性焊接气孔敏感性试验；焊接接头使用性能包括力学性能、耐腐蚀性能、抗疲劳性能、抗脆断性能。通过焊接性能试验可以了解焊接方法、焊接工艺对金属材料的适应性；了解焊接材料的匹配性；可以合理地选择焊接工艺参数。焊接裂纹敏感性试验可分为间接法和直接法两大类。做焊接性能试验时要根据金属材料的特点，

6、要有针对性。奥氏体不锈钢从凝固到冷却至室温都保持奥氏体组织，没有冷裂纹倾向。对奥氏体不锈钢不做热影响区最高硬度试验或Y形坡口焊接裂纹试验。奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计第二章 奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定理论基础2.1 评定对接焊缝工艺时，采用对接焊缝试件。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝。试件形式示意图1。.焊接工艺评定试件形式2.2a. b.板材对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于管材的对接焊缝，反之亦可。2.3 焊接工艺因素1.焊接工艺评定因素分为重要因素、补加因素和次要因素1)重要因素是指影响焊接接头力学性能（冲击韧性除外）的焊接工艺因素。2)补加因素是指影响

7、焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素。当规定进行冲击试验 5奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计时，需增加补加因素。3)次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素。表1 奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定因素接工艺时，可按每种焊接方法或焊接工艺分别进行评定；亦可使用两种或两种以上焊接方法、焊接工艺试件，进行组合评定。组合评定合格后用于焊件时，可以采用其中一种或几种焊接方法、焊接工艺，但应保证其重要因素、补加因素不变，按相关条款确定每种焊接方法或焊接工艺适用于焊件厚度的有效范围。奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计2.5热处理改变焊后热处理类别，需重新评定焊接工艺。除气焊外，当规定进

8、行冲击试验时，焊后热处理的保温温度范围或保温时间范围改变后要重新评定焊接工艺。试件的焊后热处理应与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同，低于下转变温度进行焊后热处理时，试件保温时间不得少于焊件在制造过程中累计保温时间的80%。奥氏体钢的使用温度高于或等于196时，可免做冲击试验，一般不热处理。2.6 试件厚度和焊件厚度表2mm1)对接焊缝试件评定合格的焊接工艺用于角焊缝焊件时，焊件厚度的有效范围不限。奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计2）组合评定合格后，当作单一焊接方法（或焊接工艺）分别评定来确定适用于焊件母材的厚度有效范围。3）本次设计使用的奥氏体母材厚度为 1.5T102.7试件制备母

9、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。角焊缝试件尺寸见表4和图2、图3。表4 mm图2 板材角焊缝试件及试样奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计图3 管材角焊缝试件2.8 对接焊缝试件和试样的检验a.外观检查和按 JB4730b. 夏比 V （当规定时）和弯曲试验。1) 5 的规定。2)（或焊接工艺）的焊缝对每一种焊接方法（或焊接工艺）的焊奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计表 5 力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量c .力学性能试验的取样要求：1) 取样时，一般采用冷加工方法，区。2) 3)4)图4 板材对接焊缝试件上试样位置图奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计

10、d. 拉伸试验1) 取样和加工要求a) 试样的焊缝余高应以机械方法去除，使之与母材齐平。试样厚度应等于或接近试件母材厚度 T。b) 厚度小于或等于 30mm 的试件，采用全厚度试样进行试验。c) 当试验机受能力限制不能进行全厚度的拉伸试验时，则可将试件在厚度方向上均匀分层取样，等分后制取试样厚度应接近试验机所能试验的最大厚度。等分后的两片或多片试样试验代替一个全厚度试样的试验。2)形式紧凑型板接头带肩板形试样（见图 5图3)指标e.1)试样的焊缝余高应采用机械方法去除，面弯、背弯试样的拉伸表面应加工齐平，试样受拉伸表面不得有划痕和损伤。2) 试样形式a) 横向侧弯试样见图6。奥氏体不锈钢TIG

11、焊的焊接工艺评定设计图6 横向侧弯试样b) 面弯和背弯试样见图 7。试件厚度 T 为 1038mm ，试样宽度等于试件厚度。图7 面弯和背弯试样奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计c)指标试样在弯曲到规定的角度后，其拉伸面上沿任何方向不得有单条长大于3mm的裂纹和缺陷。试样的棱角开裂一般不记。f. 冲击试验试样a) 试样取向：试样纵轴应垂直于焊缝轴线，缺口轴线垂直于母材表面。 b) 取样位置；在试件厚度上的取样位置见图 8。c) 缺口位置：焊缝区试样的缺口轴线应位于焊缝中心线上。且应尽可能多的通过热影响区。冲击试样位置图2) 3 个试样为一组的常温的冲击吸收功平均值应符合图样或相关技术文件规

12、定，且不得小于 27J，至多允许有 1 个试样的冲击吸收功低于规定值，但不低于规定值的 70%。g.焊缝试件和试样的检验检验项目：外观检查，金相检验（宏观、微观）1)检验不得有裂纹。2)项检验焊缝根部应焊透，焊缝和热影响区不得有裂纹、未熔合；角焊缝两焊脚之差不宜大于3mm。奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计3）用线切割机将奥氏体钢母材和焊接热影响区切下厚0.5mm的薄片.对焊接区薄片用王水溶液侵蚀,显示出熔合区将薄片在砂纸上磨至50,再用离子减薄仪在氩气介质中减薄至30.从薄片试样上截下=3mm的圆片,即可进行透射电镜观察分析.取焊接区金相试样在管式电炉中加热至750保温24h,随炉冷却,

13、取出后在苛性赤血盐溶液中煮沸24分钟,然后在金相显微镜下观察相析出程度.奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计焊 接 工 艺 指 导 书第二页奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计第三页奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计焊 接 工 艺 评 定 报 告第四页奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计第五页奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计第六页奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计金相检验（微观）对18-8奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)单面焊、双面焊焊接区域在显微镜下观察的结果表明,两种试样焊接区域的组织特征相

14、似，几种类型的铁素体形态(蠕虫状、板条状的、骨架状的)共存于18-8奥氏体不锈钢焊缝中，且不同位置处各种铁素体形态所占比例不同。在焊缝中心以骨架状铁素体为主，偏离中心处以板条状铁素体为主，而在熔合区附近则以蠕虫状铁素体为主。板条状铁素体由奥氏体晶界向奥氏体晶内生长，板条间相互平行。熔合区靠近焊缝一侧，由于冷速快而形成大量蠕虫状铁素体，2铁素体含量很少，奥氏体晶粒较粗大，可观察到杂质和析出物被轧制成带状的形态。生处。试验中发现,奥氏体钢焊缝在经过高温处理或时效处理时将有接区金相试样在管式电炉中进行750保温24h,溶液煮沸24分钟.在显微镜下观察，和大量黑色析出物。还可以.根据相形成的机理，相长

15、大很迅速，铁素体可能全部转变为相，而不会出现可以推知，由铁素体部分转变而成的析出物可能为相。由相和M23C6析出的TTT要缓慢得多。对奥氏体钢焊接区域及母材进行X(JCPDS)公布的标准值进JCPDS公布的对应相的晶面间距标准基本吻合。,其次是铁素体相和微量的其HAZ的奥氏体晶粒内部都存在少量马氏体，但其数量很少，焊缝中的马氏体组织中位错亚结构很少，HAZ的马氏体中的位错亚结构比焊缝中的多。奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计第四章 结束语TiG焊接技术在现代焊接领域仍占有不可替代的作用。尤其在低中合金钢，有色金属和一些特殊性能钢的焊接方面，TiG焊接技术的作用更显突出。奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢，以Gr-Ni型不锈钢最为普遍。优质的TiG焊能满足奥氏的产生，对TiG提高奥氏体TiG焊的焊接质量。奥氏体TiG业起到一定指导作用。奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计参考文献1.王新民. 焊接技能实训： 机械工业出版社2.乌日根. 焊接质量检测： 化学工业出版社3.王贵斗. 金属材料与热处理： 机械工业出版社4.邓洪军. 金属熔焊原理： 机械工业出版社5.