焊接工艺有关论文范例,与奥氏体不锈钢压力容器的焊接工艺相关论文开题报告

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摘 要：奥氏体不锈钢具有良好的焊接性,目前工业上应用最广,焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施,本文较详细的分析了奥氏体不锈钢在焊接时产生缺陷的原因和防治措施,通过焊接特点理论和实践分析,只要工艺措施和焊材选用合理,就可以焊出合格的焊缝.

关 键 词：奥氏体不锈钢压力容器防治措施焊接工艺

前言

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,不锈钢按化学成分分为铬不锈钢、铬镍不锈钢,按组织分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体双相不锈钢.在不锈钢中,奥氏体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.虽然奥氏体不锈钢有诸多优点,但是若焊接工艺不正确或焊接材料选用不当,会产生很多缺陷,最终影响使用性能.

奥氏体型不锈钢的焊接工艺

GB150-2011《压力容器》标准认可的奥氏体不锈钢分18Cr-9Ni型和18Cr12Ni-Mo型两大类,主要钢种有S30408、S30403、S32168、S31608、S31708和S31703.

总之,奥氏体不锈钢具有良好的焊接性,在焊接过程中,焊缝金属和热影响区不发生二次相变,通常焊前无需预热,焊后可不作热处理.但在拟定焊接工艺时,也要考虑下列不利因素：

（1）热膨胀系数大奥氏体不锈钢的热膨胀系数比碳钢大50%～60%,导致焊接接头的变形增大,特别是薄板焊接时必须采取相应的工艺措施,以防止焊接变形.厚板接头焊接时应注意降低焊接残余应力.

（2）热导率低奥氏体不锈钢的热导率约为碳钢的一半,使焊接热量不易散失,加剧了热影响区的过热,促使晶粒长大,并扩大了敏化温度区间,降低了接头的耐蚀性.为减少这种不利的影响,可采用水冷钢垫板,以及焊缝背面喷水冷却的办法加快焊接区的冷却速度.

对于不锈钢压力容器焊接来说,其最重要的是保证焊接接头的耐蚀性.奥氏体不锈钢在500-800℃的温度范围内加热时,过饱和固溶的碳向晶料间界的扩散比铬的扩散的快,在晶界附近和铬结合成碳化铬沿晶界的沉淀,这种现象称为敏化.在敏化过程中,铬在晶界与碳结合成碳化铬,促使晶界附近区贫铬而降低了这些区域的耐蚀性,其严重的程度与不锈钢本身的碳含量直接有关.大量的试验数据证明,当不锈钢的w（C）低于0.03%以下或更低时,在常规生产条件下焊接的接头一般不会出现这种敏化现象.因此,选用超低碳不锈钢母材和相应的焊接材料是保证焊接接头耐蚀性的最有效的方法之一.

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采用稳定型不锈钢也是保证焊接接头耐蚀性的有效措施.在这些不锈钢中,除了有足够含量的铬、镍合金元素之外,还加入了稳定碳化物的元素,如铌、钽和钛等.这些合金元素与碳的亲和力比铬高得多.铌和钛比铬更早形成碳化物而沉淀,夺取了可能与铬化合的碳,从而使奥氏体晶粒内保留了足够数量的铬,保持了不锈钢原有的耐蚀性.

但必须指出,在稳定型不锈钢焊接接头中,在一些不利条件的共同作用下,在近缝区可能产生敏化现象而形成腐蚀带.这种腐蚀形式由于形似发刀刃,故称为刀状腐蚀.它是稳定型不锈钢焊接接头中特有的腐蚀现象.为消除这种敏化现象,焊后必须作稳定化热处理.

根据上述奥氏体不锈钢的焊接特点,这类钢可采用各种传统的弧焊方法进行焊接,其中包括焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊,等离子弧焊和埋弧焊等.同时应当优先采用焊接热输入低的焊接方法和焊接变形量小的特种焊接工艺,如窄间隙氩弧焊和窄间隙熔化极气体保护焊等.

奥氏体不锈钢焊接工艺要点分述：

1）焊前准备必须将可能使焊缝金属增碳的各种污染物消除掉.焊接坡口面及两侧20mm范围内应用丙酮和酒精脱脂去水.不得用碳钢钢丝刷清理坡口和焊缝表面.清渣和修速表面应用砂轮、研磨带和不锈钢丝刷等.

2）焊条必须存放在干净的库房内.使用前应按焊条药皮类型在规定的温度范围内烘,使用时应将焊条放在焊条筒内.焊条保管工和焊工必须戴干净手套搬运和领取焊条.埋弧焊和气体保护焊用焊丝,使用前应用丙酮擦净焊丝表面.

3）采用焊条电弧焊焊接不锈钢薄板焊件时,可选用氧化钛型焊条,其电弧燃烧稳定,焊缝成形美观.

4）对于立焊和仰焊位置的焊接,推荐采用氧化钙型焊条.其熔渣凝固较快,对焊接熔池可起一定的支托作用.

5）气体保护焊和埋弧焊时,应选用铬、锰含量比母材高的焊丝,以补偿焊接过程中合金元素的烧损.在不锈钢厚板接头的焊接中,为使焊缝金属具有较高的抗裂性,宜采用钼和硅含量较高的不锈钢丝.

6）在焊接耐蚀性要求较高的稳定型不锈钢时,应采用铌合金化