焊接技術及自動化專業(yè)畢業(yè)論文--不銹鋼的焊接性及焊接工藝的特點

1、<p>　　不銹鋼的焊接性及焊接工藝的特點</p><p>　　系 別： 材料工程系 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　專業(yè)班級： 焊接技術及自動化1班 </p><p>　　學 號： 20108320150

2、 </p><p>　　指導教師： 薛春霞 </p><p>　　2013年5月23日</p><p><b>　　獨創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　本人聲明所呈交的畢業(yè)論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中已經標明引用的內容外，本論文不包含

3、任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。</p><p>　　論文作者簽名： </p><p>　　日期： 年 月 日</p><p>　　畢業(yè)論文版權使用授權書</p><p>　　

4、本畢業(yè)論文作者完全了解學校有關保留、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，即：學校有權保留并向有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權鄭州職業(yè)技術學院要以將本論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本論文。</p><p>　　保密□，在________年解密后適用本授權書.</p><p><b>　　本論文屬于<

5、;/b></p><p><b>　　不保密□。</b></p><p>　?。ㄕ堅谝陨戏娇騼却颉啊獭保?lt;/p><p>　　畢業(yè)論文作者簽名： 指導教師簽名：</p><p>　　日期： 年 月 日 日期： 年 月 日</p>

6、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目 錄III</b></p><p>　　第1章不銹鋼概述1</p><p&g

7、t;　　第2章第2章 奧氏體不銹鋼的焊接性</p><p><b>　　2</b></p><p>　　2.1 奧氏體不銹鋼的焊接性2</p><p><b>　　2.2晶間腐蝕2</b></p><p>　　2.3應力腐蝕開裂2</p><p>　　2.3.1 應力腐蝕

8、開裂產生原因………………………………4</p><p>　　2.3.2 應力腐蝕開裂防治措施</p><p><b>　　2.4 熱裂紋</b></p><p><b>　　4</b></p><p>　　2.4.1 熱裂紋產生原因</p><p><b>　　5&

9、lt;/b></p><p>　　2.4.2 熱裂紋的防止措施</p><p>　　52.5 焊縫成型不良5</p><p><b>　　結 論6</b></p><p><b>　　參考文獻7</b></p><p><b>　　致 謝8<

10、/b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　奧氏體不銹鋼比其他不銹鋼具有更優(yōu)良的耐腐蝕性、耐熱性和塑性。奧氏體不銹鋼　焊接性能比較好。但如果焊接方法和工藝參數選擇不當，仍可產生晶間腐蝕、裂紋等一些缺陷。為　防止這些缺陷的產生，有必要了解產生的原因和防止方法，在生產中加以預防，便可獲得優(yōu)良的焊接接頭。</p><p

11、>　　關鍵詞；奧氏體不銹鋼；晶間腐蝕；應力腐蝕；熱裂紋；焊接工藝特點　</p><p>　　The weldability of stainless steel and the characteristics of the welding process</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Auste

12、nitic stainless 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

13、process parameter selection, can still produce intercrystalline corrosion, cracks and other defects. To prevent the formation of these defects, it is necessary to understand the causes and prevention methods, in producti

14、on to prevent, then can obtain excellent welded joint.</p><p>　　Key words：Austenitic stainless steel; Intergranular corrosion; Stress corrosion; Hot crack; Welding process characteristics</p><p>

15、;<b>　　第1章 不銹鋼概述</b></p><p>　　不銹鋼（Stainless Steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學成分上的差異，前者不一定耐化學介質腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。不銹鋼

16、基本合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等，以滿足各種用途對不銹鋼組織和性能的要求。不銹鋼容易被氯離子腐蝕，因為鉻、鎳、氯是同位原素，同位原素會進行互換同化從而形成不銹鋼的腐蝕。</p><p>　　第2章 奧氏體不銹鋼的焊接性</p><p>　　2.1 奧氏體不銹鋼的焊接性</p><p>　　奧氏體不銹鋼的焊接性能較好，焊接時不需要采用特殊的工藝措施。但若焊接工

17、藝選擇不當，容易引起晶間腐蝕和熱裂紋等缺陷。</p><p><b>　　2.2 晶間腐蝕</b></p><p>　　2.2.1產生晶間腐蝕的原因</p><p>　　不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質量分數必須大于10~12%。當溫度升高時，碳在不銹鋼晶粒內部的擴散速度大于鉻的擴散速度。因為室溫時碳在奧氏體中的溶解度很小，約為0.02%

18、～0.03%，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如（CrFe）23C6等。數據表明，鉻沿晶界擴散的活化能力162～252KJ/mol，而鉻由晶粒內擴散活化能約540KJ/mol，即:鉻由晶粒內擴散速度比鉻沿晶界擴散速度小，內部的鉻來不及向晶界擴散，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內部，而是來自晶界附近，結果就使晶界附近的含鉻量大為減

19、少，當晶界的鉻的質量分數低到小于12%時，就形成所謂的“貧鉻區(qū)”，在腐蝕介質作用下，貧鉻區(qū)就會失去耐腐蝕能力，而產生晶間腐蝕。</p><p>　　2.2.2 防止晶間腐蝕的措施</p><p>　?、僬{整焊縫的化學成份，加入穩(wěn)定化元素減少形成碳化鉻的可能性，如加入鈦或鈮等。 　　</p><p>　?、跍p少焊縫中的含碳量，可以減少和避免形成鉻的碳化物，從而降低形成

20、晶界腐蝕的傾向，含碳量在0．04%以下，稱為“超低碳”不銹鋼，就可以避免鉻的碳化物生成。 　　</p><p>　?、酃に嚧胧刂圃谖ｋU溫度區(qū)（425-815℃）之間的停留時間，防止過熱，快焊快冷，使碳來不及析出。產生晶間腐蝕的不銹鋼，當受到應力作用時，即會沿晶界斷裂、強度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險的破壞形式。晶間腐蝕可以分別產生在焊接接頭的熱影響區(qū)(HAZ)、焊縫或熔合線上，在熔合線上產生的晶間腐蝕

21、又稱刀線腐蝕(KLA)，晶間腐蝕。</p><p>　　2.3 應力腐蝕開裂</p><p>　　2.3.1 應力腐蝕開裂產生原因</p><p>　　應力腐蝕開裂是指承受應力的合金在腐蝕性環(huán)境中由于烈紋的擴展而互生失效的一種通用術語。應力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌，但它也可能發(fā)生于韌性高的材料中。發(fā)生應力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應力（不論是殘余應力還是外加應力，或

22、者兩者兼而有之）和特定的腐蝕介質存在。</p><p>　　2.3.2 應力腐蝕開裂防治措施</p><p>　　從電化學防護通過水的凈化處理降低冷卻水與蒸汽水中的氯離子含量，對預防奧氏體不銹鋼的應力腐蝕斷裂是十分有效的，因此，改進金屬構件的設計，防止腐蝕介質的富集，是一項重要的抑制SCC措施來說也可以用陰極保護來防止應力腐蝕的發(fā)生，因為陰極極化可降低裂紋擴展速度。</p>

23、<p><b>　　2.4 熱裂紋</b></p><p>　　熱裂紋常發(fā)生在焊縫區(qū)，在焊縫結晶過程中產生的叫結晶裂紋，也有發(fā)生在熱影響區(qū)中，在加熱到過熱溫度時，晶間低熔點雜質發(fā)生熔化，產生裂紋，叫液化裂紋。</p><p>　　2.4.1 熱裂紋產生原因</p><p>　?、?晶間存在液態(tài)間層焊縫：存在低熔點雜質偏析形成液態(tài)間層

24、</p><p>　　熱影響區(qū)：過熱區(qū)晶界存在低熔點雜質② 存在焊接拉應力</p><p>　　2.4.2 熱裂紋的防止措施</p><p>　　① 限制鋼材和焊材的低熔點雜質，如S、P含量。 ② 控制焊接規(guī)范，適當提高焊縫成形系數（即焊道的寬度與計算厚度之比）棗焊縫成形系數太小，易形成中心線偏析，易產生熱裂紋。 ③ 調整焊縫化學成分，避免低熔點共

25、晶物；縮小結晶溫度范圍，改善焊縫組織，細化焊縫晶粒，提高塑性，減少偏析。 ④ 減少焊接拉應力 ⑤ 操作上填滿弧坑</p><p>　　2.5 焊縫成型不良2.5.1 焊縫成型不良原因</p><p>　　焊縫成型不良與很多因素有關，如工藝參數選擇不對，人員操作手法不對，也有環(huán)境的影響因素。當焊縫表面出現凹坑、塌陷等，很可能會造成焊縫應力集中，影響接頭的疲勞使用壽命

26、。當焊縫內部出現孔洞時，影響接頭的拉伸性能。焊縫表面出現焊瘤、飛濺等影響美觀，又增加焊后的修復的成本。</p><p>　　5.2防止措施對于焊縫成形不良以及焊接熱影響區(qū)的晶腐蝕問題，可以通過焊接工藝來解決。采用烏極 輕弧焊打底，較小的焊接線數量，來控制熱影響處 與敏化溫度區(qū)間的 5.3焊接工藝特點

27、 ． 5.1、采用手工鎢極氬弧焊打底，電焊蓋面的焊接方法，焊接材料采用日本產TGS-9Cb焊絲，電焊條采用英國曼切特生產9MV-N。焊絲需經表面除油、銹、水處理。焊條需經350-400℃烘干處理，值放于80-100℃保溫內隨用隨取。　　5．2、焊前準備工作要認真仔細，焊工必須認真按照工藝評定要求進行，坡口打磨，對口間隙、鈍邊、固定焊的支撐塊等一系列工作，熱處理工要認真作好預熱、恒溫、保溫、熱

28、處理等項準備工作?！　?．3、焊前預熱，焊接層間溫度，除以熱電偶進行自動測控外，在現場輔以遠紅外線自動測溫儀進行監(jiān)控，以保證管壁達到真正的溫度要求?！　?．4、焊接時采用小規(guī)范進行焊接，焊接線能量要嚴格控制。P91鋼焊接時，熔池鐵水粘度大，流動性較差，且焊接規(guī)</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王康印. 紅外檢測. 北京

29、：國防工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[2] 英若采. 熔焊原理及金屬材料焊接. 北京：機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[3] 熊臘森. 焊接工程基礎. 上海：上海交通大學出版社，2002</p><p>　　[4] 俞尚知. 焊接工藝人員手冊. 上海：上?？茖W技術出版社，2001</p><p>　　[5] 康云武主

30、. 金屬熔焊工藝. 北京：水利電力出版社，1995</p><p>　　[6] 邢曉林. 焊接結構生產. 北京：化學工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[7] 吳潤輝. 船舶焊接工藝. 哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，1996</p><p>　　[8] 鄭遠謀. 爆炸焊接與金屬復合材料. 復合材料學報，1999</p><p><

31、b>　　致 謝</b></p><p>　　大學三年的學習生活即將結束，在此，我要感謝所有曾經教導過我的老師和關心過我的同學，他們在我成長過程中給予了我很大的幫助。本課題在選題及研究過程中得到薛春霞老師的悉心指導。薛春霞老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。薛春霞老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時三載，卻