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1、南明、瓢生故院毕业设计（论文）题 目 板厚为6mm0Cr18Ni9钢板采用焊条电弧焊的焊接工艺评定系（部） 机械工程系专 业 焊接技术及自动化指导教师作 者完成日期2011.4.5钢是我们现代社会中不可缺少的一种材料，它可以看作一个国家工业化水平的标 志。钢的产量越高就代表这个国家的工业化水平越高。不锈钢是钢中非常重要的一种， 由于不锈钢具有特殊的使用性能和力学性能，在现在的各行各业中已经被越来越多的使 用。在不锈钢中奥氏体不锈钢又是其中非常重要的一种，在发达国家每年消耗的不锈钢 中有70%的是不锈钢，在我过也达到了 65%左右。因此开发和使用好奥氏体不锈钢对 我过的工业话来说已经越来越重要了
2、。0Cr18Ni9就是奥氏体不锈钢，我做的这个课题就是探讨0CU8Ni9在低温贮罐制造中的性能。低温贮罐是用来储存液 N、7夜Ar、液态的等低温液体的容器，液态介质的特 殊性能就决定了制造材料需要特殊性能，而奥氏体不锈钢0CU8Ni9就具有这样的性能。低温贮罐在现在的生活、生产中使用已经越来越广泛，因此对0CU8Ni9的探讨就显得越来越重要。在这篇论文中我会着重为大家阐述0CU8Ni9在低温压力容器制造中的焊接性能，力学性能，使用性能和焊接工艺。在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨0CU8Ni9在低温压力容器中的各项性能。我的这个试验就是规格为 6Xl50X300mm勺两块0CU8Ni9钢
3、板手工电弧焊水平 对接焊接。针对这个试验做出完整的焊接工艺评定，并且根据评定要求对式样做相应的 无损检验和力学性能的检验，从而来判定 0Cr18Ni9的各项性能。关键词：焊接性能力学性能使用性能焊接工艺Abstract0Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr 18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni9 Key word：Welding performance Mechanics performance Welding cr
4、aft Operational performance目录1绪论2课题的背景3材料介绍4 0Cr18Ni9 的焊接 44.1 0Cr18Ni9的焊接性分析 54.2 0Cr18Ni9的焊接工艺 84.2.1 0Cr18Ni9 的焊接工艺分析 174.2.2 0Cr18Ni9 的焊接工艺应用 195 结论 206 参考文献 217 致谢 22机械工业是为所有的工业、农业、国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在 实现我国四个现代化的过程中，必须贯彻党的总路线精神，不断解决自行设和制造效能 高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备的问题。为了完成这一光 荣而艰巨的任务，使机械设计与
5、制造能力在短时间内超世界水平，除了必须解决设计与 制造和使用的科学。而机械制造中的材料问题，一部分是属于金属材料本身的成分与质 量问题，另一部分是属于材料的选用是否适当，在加工处理的工艺上是否发挥了材料的 最大潜力的问题。因此，在提高金属材料的产量和质量的同时，还要提高和发挥材料的 各种性能，充分挖掘潜力，做到既合实用又节省，只有这样才能达到多，快，好，省建 设社会主义的目的。我国解放前合金钢的科学和生产几乎完全是空白点。解放后，我国机械工业的发展 速度是世界上前所罕见的。在近 2030年间，不锈钢的出现和大量的使用，推动了不 锈钢工业的进程。不锈钢由于具有优良的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的
6、可加工性， 外观的精美性，以及无毒无害性，广泛地应用与宇航、海洋、军工、化工、能源等方面， 以及日用家具、建筑装潢、交通车辆的装饰上。合金元素多、组织结构复杂且多变给不锈钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难。 焊接接头的性能好坏，直接关系着设备使用的安全性。国内外对不锈钢及耐蚀耐热合金 的焊接做了大量的研究工作，其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究几乎与母材的研究 同步，促进了不锈钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的研究成果和文献资料虽然很 多，但较为系统的还是寥寥无几，在实际工作中，一部分有关的焊接技术人员和焊工， 对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多，有的甚至直接照搬低合金钢的工艺和方 法
7、。虽然我国在这几年在不锈钢上的努力有目共睹，但与世界先进国家相比，差距还是 很大的。为了尽快弥补这一差距，需要我们现代化的科技人才而我们也需要付出更多。 随着社会主义革命和现代化建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求，不锈钢极其相关的技术科学将得到不断地发展和完善。在世界上45%的钢的连接是用焊接方法来完成的，手工电弧焊又是我们生活中不可 缺少的一部分，目前我用的越来越多的钢就奥氏体不锈钢，所以对于奥氏体不锈钢的焊 接的研究已经越来越迫在眉睫。我做这篇论文就是从手工电弧焊方面来研究奥氏体不锈 钢的焊接。主要从材料的力学性能化学成分，和通过焊接性的分析来讨论奥氏体不锈钢 的焊接性能。最能
8、直观表现奥氏体不锈钢焊接性能的就是焊接工艺知道书，我们通过焊 接工艺指导书的编制来反应奥氏体不锈钢的焊接性能。课题背景上面的分析可以看出目前不锈钢的焊接性是很好的，使用也是越来越广泛的。对于 这种不锈钢的焊接技术也越来越成熟起来， 但在目前这个阶段我们应用最广泛的还是手0Cr18Ni9 焊接,工电弧焊。在这样的背景下我选择做这样的课题，既有利于了解目前 又有利于了解0CU8Ni9焊接的发展方向。材料介绍要全面的了解这种金属我们首先就必须清楚这种材料的化学成分其次我们还要清 楚它的机械性能。化学成分如下：CSiMnPSNiCr工 0.08 %w 1.00 %12焊条直径/mmW板厚（）3.2 4
9、4 454 560Cr18Ni9的焊接如下：焊接方法：SMAW焊材型号：A132,规格小3.2mm焊接电流：第一层 90110A 第二层100120A焊接电压：第一层1822V,第二层2226V焊接速度：第一层1518 cm/min,第二层1821cm/min顿边为1cm间隙为2cm焊接示意图（细节情况可详见附件工艺评定报告）通过试板的焊接我们可以更深一步的了解到这种金属的焊接性能，我们可以从试板的焊接中更直观的看出它的焊接。在一般的情况下这种奥氏体不锈钢焊前不需要进行预 热，焊后也不需要进行热处理。同样这种钢对于其他焊接方法也是适用的并且焊接的质量成型也都不亚于手工电 弧焊，在低温设备制造行
10、业常用这种钢来做内容器，而内容器的连接就是用的埋弧自动 焊，用这种方法焊不仅焊接效率高而且焊接质量好成型也比较好看，还有一种常用的焊 接方法就是手工鸨极氮弧焊，这种焊接方法虽然操作有点困难对焊工的要求比较高，但 是一旦你掌握了这种焊接方法，它的焊接质量绝对是比手工电弧焊和二氧化碳气体保护 焊要好的，外观成型也要比这两种焊接方法要好。这种焊接方法的缺陷就是工作效率太 低。据我的了解现在制造低温压力容器的行业基本上都是以这种材料为主的，对于这种材料的焊接在这个行业焊条基本是要被淘汰了， 但是在目前这个阶段焊条电弧焊还是占 主导地位的，由于对产品质量特别是对焊接质量要求高所以GTAM焊接发展的一个方
11、向。OCr18Ni的焊接性分析对于什么是焊接性，GB/T3375-94焊接术语中注明：”材料在限定的施工条件下, 焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力” 。它包括两方面的内容： 其一是焊成的构件符合设计要求；其二是满足预定的使用条件，能够安全运行。根据讨论问题的着眼点不同，焊接性可分为：(1)工艺焊接性(2)使用焊接性影响焊接性的因素主要有以下几点：(1) 材料因素(2)焊接方法(3)构件类型(4)使用要求金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系，所以 不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述分析可以看出，很 难找出一项技术指标可以
12、概括焊接性，只有通过综合多方面的因素才能分析焊接性问 题。分析金属的焊接性我们在不要求做非常准确的情况下我们可以根据碳当量、材料的化学性能、材料的物理性能来判断，如果要求需要很准确的话我们可以通过焊接性试验 来判定。0cr18ni9的焊接性能我们就从这方面来判定：0Cr18Ni9的焊接要求1) 0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢，其组织为奥氏体(A)加35%铁素体(F)。它具 有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下，主要显示出以下基本要求：焊接过程中采用小的线能量输入，减小热影响区范围，加快焊缝及热影响区的冷 却速度对不锈钢的焊接是有益的。用0Cr18Ni9焊接时导热系数小，存在过热区，也容易造成热影响区的晶粒长大。 焊缝高温停留时间过长，在高温状态下 Cr和C形成化合物，在高温区就形成了贫铭层， 也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能觉输入较小的焊接方法。由于导热系数小而线膨胀系数大，自由焊态下焊接易产生较大的变形，选用能量 集中，
