焊接工艺评定任务书说课材料

1、316LN 焊接工艺试验报告编制：校对：审核：中国船舶工业 集团公司芜湖造船厂二OO二年九月刖言根据中科院HT-7U焊接工程需要，对材料316LN进行了一系列 焊接工艺评定试验。由于线圈盒是在超低温下运行，材料的选用和试 验没有专用的标准指导和经验可循，试验内容和项目均与中科院商定 后进行。分别进行了如下试验：一 CO2药芯焊丝气保焊堆焊试验试验目的：评价N、C等元素的符合性由于焊接中CO2气体保护焊具有较大的优势，所以优先选用该 种焊接方法。为了满足低温下性能的要求，我们对广泰焊接材料有限 公司生产的AS-316LN和天泰焊接材料有限公司生产的 TFW-316LN 药芯焊丝（直径为1.2 ）

2、在母材为316LN超低碳不锈钢板上进行堆 焊试验，检测到的焊缝金属化学成分如下表：焊缝金属化学成分表施焊焊材元素、编号CM nSiPSNiCrM oN要求< 0.03< 2.0< 1.0<0.0460.01511.014.016.518.52.503.060.120.22AS 316LNG0.0211.20.250.0300.00413.021.02.50.074TWE-316LM2T0.0222.80.180.0270.00814.117.22.50.12由上可以看出，焊丝AS-316LN主要指标N含量很低，不能满 足要求，而TFW-316LN 含Mn偏高，可以进入下

3、一步试验。二CO2药芯焊丝焊接试验试验目的：评价拍片性能和磁导率对焊接材料的焊接工艺性能及磁导率是否满足要求，有必要在订货前对焊缝金属及周边区域磁导率进行测试，在当时316LN材料相当紧张的情况下，我们采用焊丝TFW-316LM2焊接316LN，试板 规格为3 20 X80 X390 付，经X光射线探伤，为I级片，磁导率测 试结果为口 V 1.01 o三CO2药芯焊丝气体保护焊焊接工艺试验试验目的：评价各项焊接性能3.1焊接工艺规程I母材的钢种和厚度钢种：超低碳奥氏体不锈钢 牌号:316LN 厚度：33mmH焊接材料表二焊接材料牌号规格制造厂焊丝TFW-316LM20.9天泰焊材工业股份有限公

4、司1.2气体CQ> 99.9皿焊接设备表三设备名称型号特性制造厂气体保护焊机Pana KR n 350平特性松下电器XC500日本大坂IV 焊接接头接头形式：对接坡口型式：X型.坡口加工方法：机械加工背面清根：刨削.试板尺寸:33 X160 X510焊接位置：平试板长度方向应与钢板的轧制方向一致焊前对坡口区域进行了除油、水处理。V .各种焊接的规范参数如下：表四编 号焊接方法焊缝层次焊接程序电 源 极 性焊 接 位 置焊丝直径(mm)焊道电弧电压(V)焊接电流(A)焊接 速度 (mm/min)气体流量(L/mi n)12半自动C02气体 保护 焊多层 单道 焊: /i直 流 反 极 性平

5、正面1.21-831- 33180-210160210201 .反面1.21'多层 多道 焊正面0.91 131430- 32130-16030036020018反面0.91'2'2'3003003603.2试验项目由于线圈盒是在超低温下状态运行， 试验按照JB4708-2000钢 制压力容器焊接工艺评定要求进行了常态下试验和检测，但部分常 温状态下试验根据实际情况采取减量测试，超低温性能由中科院进行 测试。试验与检查项目(每付试板)表五试验与检查种类试验温度数量备注外观检查全长射线探伤全长横向拉力试验常温2弯曲试验侧弯常温4冲击试验焊缝区常温3热影响区常温3横

6、向拉伸试验4K(-269 C)3磁导率1.01.化学成分测定 C、Mn Si、P、S、Ni、Cr、Mo N注：半自动C02气体保护焊中对多层多道焊各项性能指标预先测试，多层单道焊暂缓执行。由于在后面的测试结果多层多道焊性能指标未能通过，因此多层单道焊机械性能测试也就没有继续进行。由于受我厂目前探伤设备所限，试板焊后再加工成23mm 板厚。试样取样 -1齐 理例8:匱园更则昭IH.嵩橫问拉忡盲用5LR+fllgTS Fl Tff 力_ _ 鬥inn上述取样图为示意图，仅供参考。试样尺寸a.横向拉力试样hk或按需要焊缝最大宽度mm;S试样厚度 mm S=23mm;W试样受拉平行侧面宽度，大于或等于

7、25mm;h -夹持部分长度，根据试验机夹具而定，mm。注：超低温纵向位伸和横向位伸试样与上类似,S=1.5 3mm,W=15mmb侧弯试样c.冲击试样3.3试验检查结果各试验项目结果具体见下表六、表七。表六检查项目检查结果外观检查焊缝表面成形均匀，平滑地向母材过渡，无裂、焊瘤和 咬边等有害缺陷。（焊缝未加工前检查）X射线探伤按GB3323-87标准执行，均为I级合格片。多层单道焊 试板编号01-1、01-2 ;多层多道焊试板编号02-1、02-2。横向拉力试验（常温）抗拉强度2（N/mm）635; 635。弯曲试验（常温）d =40； a =180°侧弯断裂。冲击试验（常温）Akv

8、 （J）焊缝中心46.热影响区270; 285。横向拉伸试 验(超低温)抗拉强度b b(Mpa)1117;1119;1142.屈服强度b0.2 (Mpa)858;832;873.延伸率$ (%)8.5;7.8;11.0.磁导率<1.01。焊缝金属化学成分表七施焊焊材元素、编号CM nSiPSNiCrM oN要求< 0.03< 2.0< 1.0<0.0460.01511.014.016.518.52.503.060.120.22TFW 316LM2G0.033.660.270.0220.00913.417.492.80.0865四TS 316LN焊条手工电弧焊焊接工

9、艺试验 试验目的：评价各项焊接性能4.1焊接工艺规程I母材的钢种和厚度钢种：超低碳奥氏体不锈钢 牌号:316LN 厚度：23mmH焊接材料表八焊接材料牌号规格制造厂焊条TS-316MN3.2天泰焊材工业股份有限公司皿焊接设备表九设备名称型号特性制 造 厂直流电焊机AX-320-1陡降外特性上海电焊机厂IV 焊接接头接头形式：对接坡口型式：X型.坡口加工方法:机械加工背面清根：刨削.试板尺寸:23 X150 X350 焊接位置：平 .试板长度方向应与钢板的轧制方向一致。接头图：焊前对坡口区域进行了除油、水处理V .焊接规范参数如下：表十编 号焊接方法焊缝层次焊接程序电 源 极 性焊 接 位 置焊

10、丝直径(mm)焊道电弧电压(V)焊接电流(A)焊接 速度 (mm/min)1手工 电弧 焊多层 多道 焊直 流 反 极 性平正面3.21-822-24120-130150200:应1反面3.21'522- 24120-130200-3004.2试验项目由于试板较短，试样取样按3.2中说明对常温下试验项目有所减少，其它试验要求及试样加工尺寸均同3.2中各条款。试验与检查项目表十试验与检查种类试验温度数量备注外观检查全长射线探伤全长横向拉力试验常温2弯曲试验侧弯常温2冲击试验焊缝区常温3横向拉伸试验4K(-269 C)3化学成分测定 C、Mn Si、P、S、Ni、Cr、Mo N磁导率1.0

11、1.4.3试验检查结果焊缝金属化学成分表十二施焊焊材元素-、编号CM nSiPSNiCrM oN要求w 0.03w 2.0w 1.0w 0.046w0.01511.014.016.518.52.503.060.120.22TS-第一次0.055.950.700.0110.00515.117.42.170.0500316LN改进后0.031.760.320.0220.00913.617.672.80.1248表十二检查项目检查结果外观检查焊缝表面成形均匀，平滑地向母材过渡，无裂、焊瘤和 咬边等有害缺陷。X射线探伤按GB3323-87标准执行，均为I级合格片。试板编号为03。横向拉力试验(常温)抗

12、拉强度2(N/mm)545; 590。弯曲试验(常温)d =40; a =180°侧弯断裂。冲击试验(常温)Akv (J)焊缝中心38;43;43 .横向拉伸试 验(超低温)抗拉强度b b(Mpa)1028;1093;1048.屈服强度b0.2 (Mpa)897;807;863.延伸率S (%)5.4;16.4;5.35.磁导率<1.01。五CO2药芯焊丝气体保护多层多道焊焊接工艺试验由于02号板施焊有一定的焊接缺陷及试样加工尺寸出错，因此重新烧焊04号板以评价拍片及焊接性能。5.1焊接工艺规程I母材的钢种和厚度钢种：超低碳奥氏体不锈钢 牌号:316LN 厚度：23mmH焊接材

13、料表十四焊接材料牌号规格制造厂焊丝TFW-316LM20.9天泰焊材工业股份有限公司气体CO2> 99.9皿焊接设备表十五设备名称型号特性制造厂气体保护焊机Pana KR n 350平特性松下电器IV 焊接接头接头形式：对接坡口型式：X型.坡口加工方法：机械加工背面清根：刨削.试板尺 寸:23 X150 X350焊接位置：平试板长度方向应与钢板的轧制方向一致接头图：焊前对坡口区域进行了除油、水处理。V .各种焊接的规范参数如下：表十六编 号焊接方法焊缝层次焊接程序电 源 极 性焊接 位 置焊丝直径(mm)焊道电弧电压(V)焊接电流(A)焊接 速度 (mm/min)气体流量(L/mi n)

14、1半自动CO2气体 保护 焊多层 多道 焊U 仝!直 流 反 极 性平正面0.91 930- 32130面0.91'30- 32140-160160-200试验项目、试样取样、尺寸、试验结果见3.2、3.3。X光射线探伤，按GB3323评定，为I级片，试板编号为04.六CO2药芯焊丝气体保护焊角接焊焊接工艺试验试验目的：熟悉及检测着色检验，及判定着色检验效果的可靠性6.1焊接工艺规程I母材的钢种和厚度钢种：超低碳奥氏体不锈钢 牌号:316LN 厚度：23mmII焊接材料表十七焊接材料牌号规格制造厂焊丝TFW-316LM20.9天泰焊材工业股份有限公司气体CO2

15、> 99.9表十八设备名称型号特性制造厂气体保护焊机Pana KR n 350平特性松下电器IV 焊接接头接头形式：角 接坡口加工方法:机械加工.背面清根：刨削焊接位置:平角接 .试板尺 寸:23 X115 X220(面板)、23 X115 X220(腹板) 接头图：焊前除去焊缝区域油、水等污物。V .焊接规范参数如下：表十九编 号焊接方法焊缝层次焊接程序电 源 极 性焊 接 位 置焊丝直径(mm)焊道电弧电压(V)焊接电流(A)焊接 速度 (mm/min)气体流量(L/mi n)1半自动CO2气体 保护 焊多层 多道 焊!直 流 反 极 性平角正面0.91 425- 27130-150

16、18021015-18j反面0.91'注：试验每烧焊一层着色检验一次。6.2试验项目试验刨去面板至与腹板焊缝位置进行 X光射线照相，按GB3323评定为1级片，说明着色检验效果与X光射线探伤检验的一致性。磁导率卩1.01.七SANDVIK公司焊条对接焊试验试验目的：评价各项焊接性能7.1焊接工艺规程I母材的钢种和厚度钢种：超低碳奥氏体不锈钢 牌号:316LN 厚度：23mmH焊接材料表二十焊接材料牌号规格制造厂焊条25.22.2L MnB3.2SANDVIK 公司表二十设备名称型号特性制造 厂直流电焊机AX-320-1陡降外特性上海电焊机厂IV 焊接接头接头形式：对接坡口加工方法:机械

17、加工根:刨削 .试板尺 寸:23 X150 X350试板长度方向应与钢板的轧制方向一致。接头图:焊前对坡口区域进行了除油、水处理表二十二V .焊接规范参数如下:编 号焊接方法焊缝层次焊接程序电 源 极 性焊接 位 置焊丝直径(mm)焊道电弧电压(V)焊接电流(A)焊接 速度 (mm/min)1手工 电弧 焊多层 多道 焊直 流 反 极 性平正面3.21-922-24100-120160220;崔一 1反面3.21'22- 24100-120200-2407.2试验项目由于焊条较少，焊接试板较短，试样取样按3.2中说明对常温下试验项目有所减少，其它试验要求及试样加工尺寸均同 3.2中各条

18、款。试验与检查项目表二十三试验与检查种类试验温度数量备注外观检查全长射线探伤全长横向拉伸试验常温0弯曲试验侧弯常温1冲击试验焊缝区常温0横向拉伸试验4K(-269 C)3纵向拉伸试验1化学成分测定 C、Mn Si、P、S、Ni、Cr、Mo N磁导率1.01.7.3试验检查结果表二十四检查项目检查结果外观检查焊缝表面成形均匀，平滑地向母材过渡，无裂、焊瘤和 咬边等有害缺陷。X射线探伤按GB3323-87标准执行，均为I级合格片。试板编号为06。横向拉力试验(常温)抗拉强度2(N/mm)弯曲试验(常温)d =40； a =180°侧弯完好。冲击试验(常温)Akv (J)焊缝中心 横向拉伸

19、试 验(超低温)抗拉强度b b(Mpa)1172;1211;1199.屈服强度0.2 (Mpa)860;-;944.延伸率$ (%)18.3;-;21.0.横向拉伸试 验(超低温)抗拉强度b b(Mpa)1453;1370屈服强度b0.2 (Mpa)985;816延伸率 $ (%)30.4;35.7磁导率<1.01。焊缝金属化学成分表二十五施焊焊材元素-编号CM nSiPSNiCrM oN要求< 0.03< 2.0< 1.0<0.0460.01511.014.016.518.52.503.060.120.22LMnB0.033.50.380.0150.00823.

20、524.32.70.16工艺性能：引弧性好，脱渣性较差，应属于碱性药皮，来样焊条有一 定程度偏心。八ESAB公司焊条对接焊试验8.1焊接工艺规程I母材的钢种和厚度钢种：超低碳奥氏体不锈钢 牌号:316LN 厚度：23mmH焊接材料表二十六焊接材料牌号规格制造厂焊条OK64.633.2ESAB公司皿焊接设备表二十七设备名称型号特性制造 厂直流电焊机AX-320-1陡降外特性上海电焊机厂IV 焊接接头接头形式：对接坡口型式：X型.坡口加工方法：机械加工背面清根：刨削.试板尺 寸:23 X150 X350焊接位置：平试板长度方向应与钢板的轧制方向一致接头图：焊前对坡口区域进行了除油、水处理。V .焊

21、接规范参数如下：表二十八编 号焊接方法焊缝层次焊接程序电 源 极 性焊 接 位 置焊丝直径(mm)焊道电弧电压(V)焊接电流(A)焊接 速度 (mm/min)1手工电弧焊多层 多道 焊£W)1X/直 流 反 极 性平正面3.21-822-24100-120160190反面3.21'1222- 24100-120200-2508.2试验项目由于焊接试板较短，试样取样按3.2中说明对常温下试验项目有所减少，其它试验要求及试样加工尺寸均同3.2中各条款试验与检查项目表二十九试验与检查种类试验温度数量备注外观检查全长射线探伤全长横向拉伸试验常温0弯曲试验侧弯常温1冲击试验焊缝区常温0横向拉伸试验4K(-269 C)3纵向拉伸试验1化学成分测定 C、Mn Si、P、S、Ni、Cr、Mo N磁导率1.01.表二十8.3试验检查结果检查项目检查结果外观检查焊缝表面成形均匀，平滑地向母材过渡，无裂、焊瘤和 咬边等有害缺陷。