文档介绍：新乡职业技术学院
毕业设计(论文)
题目:奥氏体不锈钢的焊接工艺适应性研究
系别机械制造系
学生姓名申斌超
学号 0902075
专业名称焊接技术及自动化
指导教师陈莉
2012年4月21
摘要:不锈钢指耐空气、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,是20世纪初材料领域最伟大的发明之一。不锈钢工业化生产自1912年由克虏伯公司开始至今已有近百年的历史,是一种重要的工程材料,已经被广泛用于各种工业和环境的结构中去。近年来,中国不锈钢的生产和消费迅速的发展,不锈钢的表观消费量由1990年的26万吨增长到2009年近千万吨,成为世界上备受关注的不锈钢第一消费大国奥氏体不锈钢,含铬大于18%,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。是不锈钢中最为重要的钢类,其生产量和使用量约占不锈钢总量的70%。
奥氏体不锈钢的综合焊接性能良好,但在焊接过程中由于设备、材料、工艺、及操作等原因,会形成一定的焊接缺陷,使焊件质量达不到要求,影响工作质量及使用寿命。
关键词:奥氏体不锈钢;焊接工艺;组织;腐蚀
目录
一、绪论 1
二、奥氏体不锈钢的焊接性 1
三、奥氏体不锈钢焊接工艺要点 2
(一)焊前准备 2
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(二)焊接方法选择 2
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(三)焊接材料选择 3
(四)焊接工艺要点 3
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4
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(五)焊后清理 4
四、奥氏体不锈钢焊接常见问题 4
(一)焊接热裂纹 4
4
5
(二)焊接接头的晶间腐蚀 7
8
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(三)应力腐蚀开裂(SCC) 11
11
11
五、结论 12
参考文献 13
致谢 14
绪论
随着科技的不断进步和各项国防工业、生产工业的迅猛发展,不锈钢在航空、石油、化工和原子能等工业中得到日益广泛的应用。其中奥氏体不锈钢是最通用的钢种,含铬大于18%,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素,主要是以Cr18Ni8为代表的系列,奥氏体不锈钢(18-8型不锈钢)比其他不锈钢具有更优良的耐腐蚀性;强度较低,而塑性、韧性极好;焊接性能良好,其主要用作化工容器、设备和零件等,它是目前工业上应用最广的不锈钢。奥氏体不锈钢具有面心立方晶体结构,通常具有良好的塑性和韧性,因此这类钢具有良好的弯折、卷曲和冲压成形性;冷加工时不会产生任何的淬火硬化,尽管其线胀系数比较大,但焊接过程中极少出现冷裂纹。从这一点看,其焊接性比体素体不锈钢和马氏体不锈钢要好。但奥氏体不锈钢焊接时由于设备、材料、工艺、及操作等原因也存在的一些问题:焊缝及热影响区热裂纹敏感性大;接头产生碳化铬沉淀析出,耐蚀性下降;接头中铁素体含量高时,可能出现475℃脆化或δ相脆化。
奥氏体不锈钢的焊接性
金属材料的焊接性
金属材料的焊接性,是指金属材料对焊接加工的适应性,主要指在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度。它与金属铸造性、机械加工性一样,同属于金属材料的工艺性能。
金属材料的焊接性不仅取决于金属本身的成分与组织,同时与焊接的热作用直接相关。焊接性并不是金属材料的固有性能,而是随焊接技术的发展而变化的。金属材料的焊接性可分为工艺焊接性和使用焊接性:
工艺焊接性是指金属材料对各种焊接方法的适应能力。它不仅取决于金属本身的成分与性能,而且与焊接热源的性质、保护方式、预热及后热等工艺措施有关。
使用焊接性是指焊接接头或整体结构,满足技术条件中所规定的使用性能的能力。显然,使用焊接性与产品的工作条件有密切关系。
奥氏体不锈钢的焊接性
工艺焊接性方面,很容易获得无缺陷的焊接接头,也不需要采用特殊的工艺措施即结合性能良好。
使用焊接性方面,如果处在腐蚀的介质中,焊接接头常常沿晶界被腐蚀,即使用性能不好。
奥氏体不锈钢由于具有较高的变形能力并不可淬硬,所以总的来说焊接性能良好。
奥氏体不锈钢焊接工艺要点
焊前准备
下料方法的选择
奥氏体不锈钢中有较多的铬,用一般的氧—乙炔切割有困难,可用机械切割、等离子弧切割及碳弧气刨等方法进行下料或坡口加工。
坡口的制备
在设计奥氏体不锈钢焊件坡口形状和尺寸时,应充分考虑奥氏体不锈钢的线膨胀系数会加剧接头的变形,应适当减少V形坡口角度。当板厚大于10mm时,应尽量选用焊缝截面较小的U形坡