焊接技术及自动化专业毕业论文不锈钢的焊接性及焊接工艺的特点

1、不锈钢的焊接性及焊接工艺的特点系 别： 材料工程系 学生姓名： 专业班级： 焊接技术及自动化1班 学 号： 20218320210 指导教师： 薛春霞 2013年5月23日独创性声明 本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承当。论文作者签名： 日期： 年 月 日毕业论文版权使用授权书 本毕业论文作者完全了解学校有关保存、使用毕业论文的规定，即：学校有权保存并向有关部门或机

2、构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权郑州职业技术学院要以将本论文的全部或局部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 保密，在_年解密后适用本授权书. 本论文属于 不保密。请在以上方框内打“毕业论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章不锈钢概述1第2章第2章 奥氏体不锈钢的焊接性2 奥氏体不锈钢的焊接性2晶间腐蚀2应力腐蚀开裂22.3.1 应力腐蚀开裂产生原因42.3.2 应力腐蚀开裂防治措施2.4 热裂纹42.4.1 热裂纹产生原因52.4.2 热裂纹

3、的防止措施52.5 焊缝成型不良5结 论6参考文献7致 谢8摘 要 奥氏体不锈钢比其他不锈钢具有更优良的耐腐蚀性、耐热性和塑性。奥氏体不锈钢焊接性能比拟好。但如果焊接方法和工艺参数选择不当，仍可产生晶间腐蚀、裂纹等一些缺陷。为防止这些缺陷的产生，有必要了解产生的原因和防止方法，在生产中加以预防，便可获得优良的焊接接头。关键词；奥氏体不锈钢；晶间腐蚀；应力腐蚀；热裂纹；焊接工艺特点The weldability of stainless steel and the characteristics of the welding processAbstract Austenitic stainles

4、s steel is better than other stainless steel have good corrosion resistance, heat resistance and plasticity. Austenitic stainless steel welding performance is better. But if the improper welding method and process parameter selection, can still produce intercrystalline corrosion, cracks and other de

5、fects. To prevent the formation of these defects, it is necessary to understand the causes and prevention methods, in production to prevent, then can obtain excellent welded joint.Key words：Austenitic stainless steel; Intergranular corrosion; Stress corrosion; Hot crack; Welding process characterist

6、ics第1章 不锈钢概述不锈钢Stainless Steel指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者那么一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。不锈钢根本合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。不锈钢容易被氯离子腐蚀，因为铬、镍、氯是同位原素，同位原素会进行互换同化从而形成不锈钢的腐蚀。第2章 奥氏体不锈钢的焊接性 奥氏体不锈钢的焊接性奥氏体不锈钢的焊接性

7、能较好，焊接时不需要采用特殊的工艺措施。但假设焊接工艺选择不当，容易引起晶间腐蚀和热裂纹等缺陷。 晶间腐蚀产生晶间腐蚀的原因不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于1012%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小，约为0.02%0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如CrFe23C6等。数据说明，铬沿晶界扩散的活化能力162252KJ/mol，而铬由晶粒内扩散活化能约540KJ/mol，即:铬由晶粒内扩散速度比铬沿晶界扩散速度小，内部

8、的铬来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。 防止晶间腐蚀的措施调整焊缝的化学成份，参加稳定化元素减少形成碳化铬的可能性，如参加钛或铌等。 减少焊缝中的含碳量，可以减少和防止形成铬的碳化物，从而降低形成晶界腐蚀的倾向，含碳量在004%以下，称为“超低碳不锈钢，就可以防止铬的碳化物生成。 工艺措施，控制在危险温度区425-815之间的停留时间，防止过热，快焊快冷，使碳来不及析出。产生晶间腐

9、蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区(HAZ)、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀(KLA)，晶间腐蚀。2.3 应力腐蚀开裂 应力腐蚀开裂产生原因应力腐蚀开裂是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力不管是剩余应力还是外加应力，或者两者兼而有之和特定的腐蚀介质存在。 应力腐蚀开裂防治措施从电化学防护通过水的净化处理降低冷却水与蒸汽水中的氯离子含量，

10、对预防奥氏体不锈钢的应力腐蚀断裂是十分有效的，因此，改良金属构件的设计，防止腐蚀介质的富集，是一项重要的抑制SCC措施来说也可以用阴极保护来防止应力腐蚀的发生，因为阴极极化可降低裂纹扩展速度。2.4 热裂纹热裂纹常发生在焊缝区，在焊缝结晶过程中产生的叫结晶裂纹，也有发生在热影响区中，在加热到过热温度时，晶间低熔点杂质发生熔化，产生裂纹，叫液化裂纹。 热裂纹产生原因 晶间存在液态间层焊缝：存在低熔点杂质偏析形成液态间层热影响区：过热区晶界存在低熔点杂质 存在焊接拉应力 热裂纹的防止措施 限制钢材和焊材的低熔点杂质，如S、P含量。 控制焊接标准，适当提高焊缝成形系数即焊道的宽度与计算厚度之比枣焊缝

11、成形系数太小，易形成中心线偏析，易产生热裂纹。 调整焊缝化学成分，防止低熔点共晶物；缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，提高塑性，减少偏析。 减少焊接拉应力 操作上填满弧坑2.5 焊缝成型不良 焊缝成型不良原因焊缝成型不良与很多因素有关，如工艺参数选择不对，人员操作手法不对，也有环境的影响因素。当焊缝外表出现凹坑、塌陷等，很可能会造成焊缝应力集中，影响接头的疲劳使用寿命。当焊缝内部出现孔洞时，影响接头的拉伸性能。焊缝外表出现焊瘤、飞溅等影响美观，又增加焊后的修复的本钱。对于焊缝成形不良以及焊接热影响区的晶腐蚀问题，可以通过焊接工艺来解决。采用乌极 轻弧焊打底，较小的焊接线数量，来控制

12、热影响处 与敏化温度区间的 5.1、采用手工钨极氩弧焊打底，电焊盖面的焊接方法，焊接材料采用日本产TGS-9Cb焊丝，电焊条采用英国曼切特生产9MV-N。焊丝需经外表除油、锈、水处理。焊条需经350-400烘干处理，值放于80-100保温内随用随取。52、焊前准备工作要认真仔细，焊工必须认真按照工艺评定要求进行，坡口打磨，对口间隙、钝边、固定焊的支撑块等一系列工作，热处理工要认真作好预热、恒温、保温、热处理等项准备工作。53、焊前预热，焊接层间温度，除以热电偶进行自动测控外，在现场辅以远红外线自动测温仪进行监控，以保证管壁到达真正的温度要求。54、焊接时采用小标准进行焊接，焊接线能量要严格控制

13、。P91钢焊接时，熔池铁水粘度大，流动性较差，且焊接标准又较小，因而，容易出现夹渣，层间未熔等缺陷。这就要求焊接时的操作必须到位。比方水平固定位置焊接，当焊条摆动到坡口边缘时，电弧停时间要稍长一些，尽量充分熔敷过度，不留夹沟。为防止产生大的缺陷，焊肉厚度要尽量薄，一般是焊条直径加1毫米为宜，摆动焊接时，因受线能量的限制和焊肉厚度的限制，所以，焊条摆动幅度不宜超过焊条直径的千倍。而每层焊道必须用锯条和角磨机清理干净，不得任意捶击。55、根层及近根层焊接，管内必须进行充氩保护参考文献1 王康印. 红外检测. 北京：国防工业出版社，20032 英假设采. 熔焊原理及金属材料焊接. 北京：机械工业出版社，20003 熊腊森. 焊接工程根底. 上海：上海交通大学出版社，20024 俞尚知. 焊接工艺人员手册. 上海：上海科学技术出版社，20015 康云武主. 金属熔焊工艺. 北京：水利电力出版社，19956 邢晓林. 焊接结构生产. 北京：化学工业出版社，20027 吴润辉. 船舶焊接工艺. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，19968 郑远谋. 爆炸焊接与金属复合材料. 复合材料学报，1999致 谢大学三年的学习生活即将结束，在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本课题在选题及研究过程中得到薛春霞老师的悉心指导。薛春