不锈钢薄板拉伸时出现的问题及对策

不锈钢薄板容器的焊接方法 摘要:对6～8mm薄板不锈钢容器的焊接进行了实践,提出了“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊接法,解决了焊缝外观成形较差、工作效率低、成本高、劳动强度大等缺点,取得了良好的结果。 关键词:不锈钢薄板;焊条电弧焊;埋弧自动焊;组合焊接 工艺 前言 随着时代的发展,不锈钢板材在化工领域的应用越来越广泛,因不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的熔焊方法都可以焊接。从实用和技术性能方面考虑,在不锈钢薄板的焊接方法上应用最广泛的是焊条电弧焊。但是实践证明,焊条电弧焊焊接有诸多缺点,如易夹渣、对清根要求高、焊缝外观成形较差、工作效率低、成本高、劳动强度大等。因此在保证焊接质量的前提下,采用埋弧自动焊轻松地解决了该类缺点问题。但因埋弧自动焊热输入大,熔池高温停留时间长,有促进不锈钢元素偏析和组织过热倾向,容易导致焊接热裂纹,同时焊接变形大。在综合考虑焊条电弧焊及埋弧焊的特点后,对不锈钢薄板(6～8mm)的焊接采用了“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊接工艺。

1焊接依据 1.1母材的焊接性分析 不锈钢在任何温度下焊接时不发生相变,焊接接头在焊态下具有较好的塑性和韧性,因此不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的熔焊方法都可以采用,故在不锈钢的焊接上采用“焊条电弧焊+埋弧自动焊”是可行的。 1.2焊接工艺评定 黑龙江化工建总公司已具备不锈钢焊条电弧焊及埋弧自动焊两项合格的焊接工艺评定,故在不锈钢的焊接上采用“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊法在技术上无障碍。 2 焊接工艺 2.1 坡口加工 为了控制焊缝金属的成分,应降低母材在焊缝中的比例;为减少熔合比,应采用小坡口。 2.2焊材的选用 通常根据不锈钢的材质、工作条件(工作温度、接触介质)和焊接方法来选用焊接材料,原则上选用焊缝金属的成分与母材相同或相近的焊接材料;因含碳量对不锈钢的耐腐蚀性能影响很大,在选材时尽可能选含碳量低的焊材。同时为了保证与焊接工艺评定所用焊材一致,故焊条选用A132,焊丝为HOCr20Nil0Ti,焊剂为HJl07。需要说明的是,在焊剂的选用上HJ260也适用,但在实际的使用中经反复试验,采用HJ260焊

不锈钢的物理性能不锈钢和碳钢的物理性能数据对比，碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢，而略低于奥氏体型不锈钢；电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增；线膨胀系数大小的排序也类似，奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小；碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性，奥氏体型不锈钢无磁性，但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性，可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。奥氏体型不锈钢与碳钢相比，具有下列特点：1）高的电阴率，约为碳钢的5倍。2）大的线膨胀系数，比碳钢大40％，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。3）低的热导率，约为碳钢的1/3。不锈钢的力学性不论不锈钢板还是耐热钢板，奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度15~80°C范围内增长是较为均匀的。更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。不锈钢的耐热性能耐热性能是指高温下，既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性，同时在高温时双有足够的强度即热强性。不锈钢国际标准标准标准标准名GB 中华人民共和国国家标准（国家技术监督局）KS 韩国工业标准协会规格Korean Standard AISI 美国钢铁协会规格America Iron and Steel Institute SAE 美国汽车技术者协会规格Society of Automative Engineers ASTM 美国材料试验协会规格American Society for Testing and Material AWS 美国焊接协会规格American Welding Society ASME 美国机械技术者协会规格American Society of Mechanical Engineers BS 英国标准规格British Standard DIN 德国标准规格Deutsch Industria Normen CAS 加拿大标准规格Canadian Standard Associatoin API 美国石油协会规格American Petroleum Association KR 韩国船舶协会规格Korean Resister of Shipping NK 日本省事协会规格Hihon Kanji Koki LR 英国船舶协会规格Llouds Register of Shipping AB 美国舰艇协会规格American Bureau of Shipping JIS 日本工业标准协会规格Japanese Standard 316和316L不锈钢316和317不锈钢（317不锈钢的性能见后）是含钼不锈钢种。317不锈钢中的钼含量略高明于316不锈钢.由于钢中钼，该钢种总的性能优于310和304不锈钢，高温条件下，当硫酸的浓度低于15％和高于85％时，316不锈钢具有广泛的用途。316不锈钢还具有良好的而氯化物侵蚀的性能，所以通常用于海洋环境。316L不锈钢的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中。耐腐蚀性：耐腐蚀性能优于304不锈钢，在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能。而且316不锈钢还耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。耐热性：在1600度以下的间断使用和在1700度以下的连续使用中，316不锈钢具有好的耐氧化性能：在800-1575度的范围内，最好不要连续作用316不锈钢，但在该温度范围以外连续使用316不锈钢时，该不锈钢具有良好的耐热性。316L不锈钢的耐碳化物析出的性能比316不锈钢更好，可用上述温度范围。热处理：在1850-2050度的温度范围内进行退火，然后迅速退火，然后迅速冷却。316不锈钢不能过热处理进行硬化。焊接：316不锈钢具有良好的焊接性能。可采用所有标准的焊接方法进行焊接。焊接时可根据用途，分别采用316Cb、316L或309Cb不锈钢填料棒或焊条进行焊接。为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。如果使用316L不锈钢，不需要进行焊后退火处理。典型用途：纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料。不锈钢加工及施工Drawing深加工：易产生磨擦热量所以使用耐压、耐热性高不锈钢种同时成型加工结束后应除掉表面附着的油。焊接：焊接之前应彻底除掉有害于焊接的锈、油、水份、油漆等，选定适合钢种的焊条。点焊时间距比碳钢点焊间距短，除掉焊渣时应使用不锈钢刷。焊完以后，为了防止局部腐蚀或强度下降，应对表面进行研磨处理或清洗。切断以及冲压：由于不锈钢比一般材料强度高，所以冲压以及剪切时需要更高的压力，而刀与刀间隙准确时才能不发生切变不良和加工硬化，最好采用等离子或激光切断，当不得不采用气割或电弧切断时，对热影响区进行研磨以及必要进行热处理。折弯加工：簿板可以折弯到180，但为了减少弯面的裂纹同半径大小最好2倍板厚的，厚板沿压延方向时给2倍板厚半径，与压延垂直方

不锈钢复合板的制作方法有两种： 一、热轧法生产不锈钢复合钢板： 以碳钢基板和不锈钢板处于物理纯净状态，在高度真空条件下进行轧制而成。在轧制过程中两种金属扩散实现冶金结合。当然为了提高复合界面的润湿效果，提高结合强度，在界面的物理化学处理方面还要采取一系列技术措施。 二、爆炸法生产复合钢板： 将不锈钢板重叠置于碳钢基板上，不锈钢板和碳钢基板之间用垫子间隔出一定的距离。不锈钢板上面平铺炸药，炸药爆炸的能量，使不锈钢板高速撞击碳钢基板，产生高温高压使两种材料的界面实现固相焊接。 焊接工艺 作者：陆汉惠 （江门甘蔗化工厂（集团）股份有限公司，广东江门529075） 关键词：不锈钢复合钢板；焊接性；焊接工艺；工艺评定 中图分类号：TG444.1 文献标识码：B 不锈钢复合钢板压力容器是近年来石油、化工行业中应用较广的设备，既有不锈钢较强的耐腐蚀性，又有普通钢的经济性。但其制造及焊接工艺较复杂，特别是对过渡层及复层的焊接质量要求很高。1999年4月，我公司承接了某化工厂10台常压塔的生产任务，其主体材质是24mm＋3mm的16MnR＋316L。对其工艺进行探讨，通过查阅许多有关资料及试验，确定了不锈钢复合钢板容器的制造及焊接工艺。 1 焊接性分析 16MnR＋316L不锈钢复合钢板的复层为316L，属奥氏体不锈钢，基层为16MnR，属碳锰低合金钢，其焊接工艺较简单。而16MnR＋316L的焊接工艺难点是16MnR和316L过渡层和316L不锈钢的焊接。 316L不锈钢焊接时，易发生HAZ敏化区晶间腐蚀，对于316L，发生敏化区间井非在平衡加热时的450—85O℃，而是有一个过热度，可达600－1000℃。因为焊接过程是一个快速加热和冷却的过程，而铬碳化合物沉淀是一个扩散过程，为足够扩散需要一定的“过热度”，其焊接工艺应采用快速过程。以减少处于敏化区加热的时间。所以焊接过渡层应用小热输入、反极性、直线运条和多层多道焊。 316L的导热系数小．线膨胀系数大，热量不易散失，很容易形成所需尺寸的熔地，而旦在自由状态下，易产生较大的焊接变形。因此，在焊接复层316L 时，应采用小电流、快速焊、窄焊道的多层多道焊接，要控制道间温度在6O℃以下。 2 制造工艺 2.1 下料划线禁止在复层表面上切割线内用针划线打样冲眼，不得用墨汁、油漆涂写，尽量避免铁器碰伤划伤表面。 2.2 切割试样材料厚度为24mm＋3mm，采用切割机进行切割时复层朝下，从基层侧开始切割并严禁熔渣溅到复层表面。切割前留有加工余量，切割后用刨边机把切割的热影响区刨掉。坡口也采用刨边机进行加工，加工后的坡口要进行外观检验，不得有裂纹和分层，否则要进行修补。 2.3 拼接拼接前坡口两侧各2O mm 内外表面要用不锈钢丝刷清理，复层距坡口100 mm 范围内要涂防飞溅材料。拼接时应以复层为标准，保证对口错边量≤1mm，间隙l～2 mm 。

薄壁不锈钢板的TIG自动焊接 陈春阳 昆山华恒焊接设备技术有限公司215301 摘要：随着我国不锈钢市场的不断扩大，不锈钢板的消费量也逐年增加，薄壁不锈钢板也已经深入到各种生产制造领域中，因此薄壁不锈钢板的焊接也就成为生产制造中一个重要工序，由薄壁不锈钢板自身的焊接工艺特点决定了其焊接存在的难度，本文着重介绍薄壁不锈钢板的TIG焊接工艺。 关键词：薄壁不锈钢板TIG焊接焊接工艺 前言： 不锈钢在我国的使用量正逐年增加，不锈钢的使用量由1988年的30万吨增加到2000年的165万吨，年增长率为15.26%。而在不锈钢的使用中以薄板为主，2000年薄板的消费量为91万吨，占到使用总量的一半。而且薄壁不锈钢板也已经应用到国民生产和生活的各个领域，如：食品加工行业，主要制造食品加工机械；压力容器行业，主要是机电和化工部门；电力工业。另外还有一些其它行业：厨房设备、建筑装潢、家用电器和汽车行业等。在这些行业中，不锈钢的焊接是产品生产的一个重要工序，焊接质量的好坏直接决定产品的质量。在不锈钢的TIG焊接过程中主要存在板材变形、焊缝表面氧化、焊接速度慢的缺陷，本文主要在焊接工艺和焊接工装两个方面来阐明薄壁不锈钢板TIG焊接方法。 1.TIG焊接工艺 TIG焊又称钨极氩弧焊，是一种非熔化极惰性气体保护焊，其工艺过程：在惰性气体保护下，通过钨极与薄壁不锈钢板之间产生电弧产生的热熔化钢板的对接而形成熔池来产生焊缝，属于自熔化焊接。不锈钢薄板采用钨极氩弧焊比其它焊接方法有非常好的优越性能：焊缝质量高；电弧热量集中，功率密度大，热影响区小；单面焊双面成型，明弧操作，便于对电弧熔池的观察；板材表面及焊缝质量好。 因此，采用TIG焊接方法对薄壁不锈钢板进行焊接适应了现代产品高质量的要求，是焊接生产由手工向自动化发展的标志。 a)焊接电流 焊接电流是钨极氩弧焊最主要的工艺参数，电弧热量正比于焊接电流，要改变电弧功率主要通过改变焊接电流的大小来实现。焊接时，增加焊接电流可以增加熔深和熔宽，即可焊的板厚增加。在焊接条件和其它工艺参数不变的情况下，一定厚度的薄壁不锈钢板的焊接电流只能在一定范围内调节，超出此范围，就会产生焊接缺陷。 b)焊接速度 焊接速度与线能量有关，线能量反比于焊接速度，焊接速度决定着对每单位长度焊缝所提供的能量，同时影响熔深和熔宽，焊接速度的快慢直接影响焊缝的质量。如果提高焊接速度，线能量将会降低，可避免金属过热，减少热影响区，熔深和熔宽也减小。因此在保证焊接质量的前提下，尽量提高焊接速度。但焊接速度过快会产生保护效果差，焊缝正反面不均匀和未焊透等缺陷。所以在钨极氩弧焊的时候，焊接速度比较才能保证焊接质量。 c)电弧电压和电弧长度 电弧的热量也正比与电弧电压，根据钨极氩弧焊的电弧静特性，焊接过程中电弧电压只与电弧的高度有关，而对焊接电流影响很小。因此，在焊接电流一定的情况下，改变电弧电压可以电弧的功率。电弧电压和弧长存在一个简单的线性函数关系，当弧长增加时，电弧电压成正比增加，电弧功率增加。但电弧长度超出一定的范围后，在弧长增加的同时，弧柱的

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e017626048.html, 304不锈钢抗拉强度试验影响因素分析 作者：林剑峰 来源：《科学与财富》2016年第25期 摘要：文章通过试验，对比分析了不同试验速率与温度对奥氏体304不锈钢拉伸性能测试结果的影响规律，总体上的试验结果表明，试验速率对测定结果的影响较小，环境的温度变化才是测定结果波动的主要影响因素，以期本试验研究分析可指导生产检测与产品验收。 关键词：奥氏体304不锈钢；拉伸试验；马氏体；环境温度；试验速率 拉伸试验是力学性能试验中最基础、最常用的试验，拉伸试验中给出的性能指标也是在工业上应用最广泛的材料性能指标。304不锈钢是一种通用型奥氏体不锈钢，它的金属制品耐高温，韧性高，加工性能好，广泛使用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业。拉伸性能是其力学性能测试中最基本、最通用的检验指标，也是304不锈钢产品的最基本交货依据。由于304不锈钢属于非稳态奥氏体不锈钢，在拉伸试验变形过程中会发生应变诱发相变产生马氏体，但金属材料本身材质的不均匀性以及在应变强化过程中温度、速率、应变量等均可影响应变诱发马氏体的转变量、转变速率等方面的情况，使得抗拉强度测定结果存在差异，不利于测试的进行。因此，有必要对拉伸试验检测结果波动的影响因素进行分析，掌握不同测试条件下拉伸性能测试结果的变化规律，从而对所检验的材料做出科学的评价。 1试验材料与试验方法 1.1试验材料 试验材料选用厚度为20mm、共3个炉号的热轧固溶态304不锈钢板，不同炉号钢板的化学成分略有不同。 1.2 试验方法 采用不同试验温度（在GB/T228.1-2010规定的温度范围内10～35℃）和不同拉伸试验速率（上、下限分别略大于和略小于GB/T228.1-2010规定的拉伸速率范围0.005～0.008s-1）对 上述304不锈钢板进行拉伸试验。拉伸试验用试样为螺纹头棒状试样，试样形状及尺寸如图1所示。拉伸试验前后分别测试试样均匀变形段的马氏体含量。拉伸试验采用德国产Z300高低温电子拉伸试验机完成，马氏体含量测定用瑞士产FeritscopeFMP30铁素体含量测定仪完成。 2 试验结果与讨论 2.1 304不锈钢加工硬化分析

不锈钢复合板的焊接工艺规程 1、使用范围 本工艺适用于复板为304不锈钢，基板为碳钢（Q345R）的焊接。 2、焊接材料的选择 a、复板用A102焊条。 b、过渡层用A302或A307焊条。 c、基层板用J506焊条。 3、焊前准备 3.1下料 不锈钢复合钢板的切割以及坡口加工尽量采用机械加工方法，切割面应光滑，采用剪床切割时，复层应朝上。也可以采用等离子切割，切割时复层朝上，严禁将切割的熔渣落在复层上。 3.2 坡口加工及检查 a.坡口形式和尺寸按图纸设计规定，如设计未明确规定的，可参照图1-1。 不锈钢复合板双面焊接的焊接顺序如图1-2. b.坡口选用原则：确保焊接质量填充金属少，熔合比小，便于操作。 c.坡口加工一般采用机械方法制成。若采用等离子切割、气割等方法开制 坡口，则必须去除复材表面的氧化层 d. 加工完的坡口要进行外观检查，不得有裂纹和分层，否则应进行修补。 3.3焊前清理 坡口及其两侧各20mm范围内应用机械方法及有机溶剂进行表面清理，清除表面的油污、锈迹、金属屑、氧化膜及其他污物。 3.4焊件装配 a.装配应以复层为基准，其错边量不得大于复层厚度的二分之一，且不大于 2mm，对于复层厚度不同时，按较小的复层厚度取错边量 b.定位焊应焊在基层母材上，且采用与焊接基层金属相同的焊接材料。手弧 焊定位焊焊缝参照表3.4-1 表3.4-1手弧焊定位焊焊缝尺寸（mm）

c.在装配过程中，严禁在复层上焊接工卡具，工卡具应焊在基层一侧。 d.复层一侧附件的焊接要符合设计图纸要求，当设计要求复层测附件焊在基层 金属上时，应先将复层部分剥开，采用过渡层焊条将不锈钢托架焊在基层壳体上，焊缝表面采用与焊复层相同的焊条进行焊接。 4、焊接 4.1焊接方法 基层的焊接采用手工电弧焊。复层和过度层的焊接，采用手工电弧焊或钨极氩弧焊。 4.2 焊接程序 焊接宜先焊基层，再焊过渡层，最后焊复层（如图1-2所示）。当条件受到限制时，也可先焊复层，再焊过渡层和基层，在这种情况下，如果复合板厚度小于10mm，基层的焊接可直接选用与过渡层相同的焊接材料，如果复合板厚度大于10mm，这时可适当加大过渡层的焊接厚度（过渡层的焊接厚度应大于或等于5mm），最后碳钢焊接基层。 图1-1 坡口形式

304不锈钢板拉伸的时候外表回弹率是多少? 304不锈钢板产品以其精美的外表、优良的抗侵蚀性、抗高温氧化性及高低温强度而颇得人们的青睐，愈来愈广泛地用于装饰、轻工、民用五金、厨房设备及器具等行业。因为这类产品外观质量要求较高，在产品的整个加工过程中，要保证高光亮度的产品表面不划伤和擦伤难度确实很大，特别是因为不锈钢薄板拉深特性所带来的模具选材、热处理、加工及工艺润滑等题目直接影响到产品质金、产量、本钱及模具寿命。 304不锈钢板拉深特点及粘结瘤因为不锈钢的屈服点高，硬度高，冷作硬化效应明显，304不锈钢板进行拉深时其特点如下： 1)因导热性比普通低碳钢差，导致所需变形力大； 2)304不锈钢板拉深时，塑性变形剧烈硬化，薄板拉深时轻易起皱，满要较大的压边力； 3)板料在拉深凹模圆角处的弯曲和反向弯曲所引起的回弹，通常304不锈钢板会在产品侧壁形成凹陷变形使得尺寸精度和外形要求较高的产品需要增加整形工序来达到。 4)304不锈钢板拉深过程中轻易泛起粘结瘤现象。 从微观角度看，板料与模具表面都是凹凸不平的粗键面，因为拉深过程中压边力较大，载荷由局部突出部位承受单位压力很大；又因板料与模具间产生相对运动以及板料的塑性变形产生热能，使得润滑膜粘度下降，强度降低；板料上突出部位在高压、瞬时高温、受运动剪切作用下，润滑膜破裂，板料与模具直接接触，板料突出部位被模具突出部位刮下成为碎片堆人模具突出部位前方，如温度足够高，使得碎片软化、熔化、枯焊在模具上，形成粘结瘤。粘结瘤一且形成就很难脱落，且越粘越大，从而导致304不锈钢板料拉深产品表面留下严峻划痕。另外，拉深速度、板料变形童大小等也对粘结瘤形成起着重要作用。如何避免拉深模粘结瘤的形成，进步拉深件的表面质量是不锈钢薄板拉深中的技术挫折所在。 2解决措施304不锈钢板拉深成形过程中泛起粘结瘤的题目一直困扰着出产现场，给出产者带来很大的麻烦，然而因为粘结瘤形成涉及到摩擦学等题目，影响因素较多。目前，我们只能从不同角度提出措施来防止304不锈钢板粘结瘤的形成及减少。

不锈钢性能不锈钢性能 1、屈服强度（力学符号Rp0.2，英文缩写YS） l Rp0.2=P0.2/F0 l P0.2—拉伸试样塑性变形量为0.2%时承受的载荷 l F0 —拉伸试样的原始截面积 v 材料的屈服强度小，表示材料容易屈服，成形后回弹小，贴模性和定形性好。 2、抗拉强度（力学符号Rm，英文缩写TS） l Rm =Pb/F0 l Pb—拉伸试样断裂前承受的最大载荷 l F0—拉伸试样的原始截面积 v 材料的抗拉强度大，材料变形过程中不容易被拉断，有利于塑性变形。 3、屈强比（Rp0.2/Rm） v 屈强比对材料冲压成形性能影响很大，屈强比小，材料由屈服到破裂的塑性变形阶段长，成形过程中发生断裂的危险性小，有利于冲压成形。 v 一般来讲，较小的屈强比对材料在各种成形工艺中的抗破裂性都有利。 表6-1 常见不锈钢材料的屈强比 钢种Rp0.2 (N/mm2) Rm (N/mm2) 屈强比 SUS304 300 670 0.45 SUS304(Cu) 295 640 0.46 SUS316 312 625 0.5 SUS316L 245 525 0.47 SUS430 350 510 0.69 SUS409L 241 410 0.59 4、延伸率（力学符号A，英文缩写EL） v 延伸率是材料从发生塑性变形到断裂的总的伸长长度与原有长度的比值，即：式中 A —材料的延伸率（%） L—试样被拉断时的长度（mm） L0—拉伸前试样的长度（mm） 材料的延伸率大，就是材料允许的塑性变形程度大，抗破裂性好，对拉深、翻边、胀形各类变形都有利。v 一般来说，材料的翻边系数和胀形性能（埃里克森值）都与延伸率成正比关系。 5、不锈钢的冲压性能 对应的材料的性能为胀形成形性能、翻边成形性能、扩孔成形性能和弯曲成形性能。要了解冲压成形性能首先要了解冲压成形工艺。基本的冲压成形加工工艺有：拉深工艺、胀形工艺、翻边工艺（包括扩孔）、弯曲工艺。 1 ）拉深成形工艺 拉深是利用专用模具将冲裁或剪裁后所得到的平板坯料制成开口的空心件的一种冲压工艺方法。其特点是板料在凸模的带动下，可以向凹模内流动，即依靠材料的流动性和延伸率成形。 2）胀形成形工艺 胀形是利用模具强迫坯料厚度减薄和表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法。特点是坯料被压边圈压死，不能向凹模内流动，完全依靠材料本身的延伸成形。 3）翻边成形工艺 翻边是利用模具把坯料上的孔缘或者外缘翻成竖边的冲压加工方法。在圆孔翻边的中间阶段，即凸模下面的材料尚未完全转移到侧面之前，如果停止变形，就会得到右图所示的成形方式，这种成形方式叫做扩孔，生产应用也很普遍。 4）弯曲成形工艺 弯曲成形是将板料、棒料、管料或型材等弯成一定形状和角度零件的成形方法，如图6-4所示。

1.采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性（焊丝接负极） 2.保护气体为氩气，纯度为99.99%。当焊接电流为50~150A时，氩气流量为8~10L/min，当电流为150~250A时，氩气流量为12~15L/min。 3.钨极从气体喷嘴突出的长度，以4~5mm为佳，，在角焊等遮蔽性差的地方是2~3mm，在开槽深的地方是5~6mm，喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。 4.为防止焊接气孔之出现，焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。 5.焊接电弧长度，焊接普通钢时，以2~4mm为佳，而焊接不锈钢时，以1~3mm为佳，过长则保护效果不好。 6.防风与换气。有风的地方，务请采取挡网的措施，而在室内则应采取适当的换气措施。 7.对接打底时，为防止底层焊道的背面被氧化，背面也需要实施气体保护。 8.为使氩气很好地保护焊接熔池，和便于施焊操作，钨极中心线与焊接处工件一般应保持80~85°角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小，一般为10°左右。 不锈钢MIG焊要点及注意事项 1.采用平特性焊接电源，直流时采用反极性（焊丝接正极） 2.一般采用纯氩气（纯度为99.99%）或Ar+2%O2,流量以20~25L/min为宜。 3.电弧长度，不锈钢的MIG焊接，一般都在喷射过渡的条件下来施焊，电压要调整到弧长在4~6mm的程度。 4.防风。MIG焊接容易受到风的影响，有时微风而产生气孔，所以风速在0.5m/sec以上的地方，都应当采取防风措施。 CO2焊机就可以施焊，但送丝轮的压力请稍调松。 2.保护气体一般为二氧化碳气体，气体流量以20~25L/min较适宜。 3.焊嘴与工件间的距离以15~25mm为宜。 4.干伸长度，一般的焊接电流为250A以下时约15mm，250A以上时约20~25mm较为合适。 钨极氩弧焊 采用的保护气体为纯Ar，焊接时它既不与金属起化学反应，也不溶解与液态金属中，故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷，同时因其密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果好。该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便，使输入焊缝的焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊的最大缺点是熔深浅、熔敷速度慢、生产效率低，因而其焊接变形也就较大。 焊条电弧焊 由于操作灵活、方便，焊接设备简单、易于移动，设备费用比其它电弧焊方法低，因而得到了广泛的应用。该焊接方法与熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧自动焊（SAW）等焊接方法相比，其熔敷速度慢及熔敷系数低，并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣，而坡口内的清渣是比较繁琐的。 熔化极惰性气体保护焊（MIG焊 由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2作为保护气体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小。该焊接方法的电流密度高、母材熔深深，因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高，焊接生产效率高，尤其适于中等厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂，设备成本较高。

不锈钢的延展率小、弹性模量E较大，硬化指数较高。不锈钢板拉深开裂有时发生在拉深变形之后，有时是在当拉深件由凹模内退出时立即发生；有时是在拉深变形后受撞击或振动时发生；也有时在拉深变形后经过一段时间的存放或在使用过程中才发生。 不锈钢拉伸过程中常见问题分析: 1开裂形成的原因: 奥氏体不锈钢的冷作硬化指数高(不锈钢为0.34)。奥氏体不锈钢为亚稳定型，在变形时会发生相变，诱发马氏体相。马氏体相较脆，因此容易发生开裂。在塑性变形时，随着变形量的增大，诱发的马氏体含量也将随着变形量的增大而增高，残余应力也越大.残余应力与马氏体含量的关系:诱发的马氏体相含量越高，引起的残余应力也越大，在加工过程中也就越易开裂。 2表面划痕形成的原因: 不锈钢拉深件表面出现划痕主要是由于工件和模具表面存在相对移动，在一定压力的作用下，致使坯料与模具局部表面直接产生摩擦，加之坯料的变形热使坯料及金属屑熔敷在模具表面上，使工件表面擦伤产生划痕。 不锈钢常见成形缺陷的预防措施: 1、选择合适的不锈钢材质:在奥氏体不锈钢中常用材料是1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti。在拉深过程中1Cr18Ni9Ti比0Cr18Ni9Ti稳定，抗开裂性好。因此应尽可能选择1Cr18Ni9Ti材料。

2、合理选择模具材料:不锈钢在深拉深过程中硬化显著，产生许多硬金属点，造成粘附，使工件和模具表面容易划伤、磨损，因此不能采用一般模具用工具钢。实践证明：选择铜基合金模具能消除不锈钢件表面划痕、划伤，降低破损率。另一种材料为高铝铜基合金模具材料(含铝13Wt%～16Wt%)，这种材料与SUS304不锈钢互溶性小，拉深件和模具之间不粘着，拉深件表面不易产生划痕划伤，产品抛光成本低，在不锈钢拉深成形领域已经获得成功应用。但是由于这种模具硬度偏低(40HRC～45HRC)，常用于生产相对厚度t/D较小的产品。一般拉深1500件～2000件以后在凹模表面容易产生始于圆角R处呈放射状拉深棱。氮化硅陶瓷(Si3N4)已成为重要的工程材料，尤其是反应烧结氮化硅陶瓷，具有良好的高低温力学性能、耐热冲击性和化学稳定性，而且可以非常方便地制成形状复杂的零件。可利用陶瓷材料的高硬度、高耐磨性以及高化学稳定性，用反应烧结氮化硅材料模具代替金属模具拉深SUS304不锈钢。 3、选择合理的凸、凹模圆角,凹模圆角与应力大小和分布有很大的关系。圆角半径大，压边圈压料面积不足，容易产生失稳起皱；而如果圆角太小，材料在变形过程中进入凹模的阻力就会增加，材料不易向内流动和转移，从而增加了传力区的最大拉应力，可能导致拉裂。因此，选择合理的凸、凹模圆角半径是至关重要的。凸模相对圆角半径rp/t约等于4时，最有利于防止开裂。凹模和凸模相对圆角半径增加，其极变形程度会增加，凹模相对圆角半径取5mm～8mm时

薄板不锈钢焊接成本的分析与对比 目前的不锈钢压力容器生产企业，普遍采用的主要焊接方法均为成熟的焊接工艺，如钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、埋弧自动焊（SAW）等。对于4～10mm的1Cr18Ni9Ti薄板不锈钢，主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）和药芯焊丝电弧焊（FCAW）；而对于4～10mm的304薄板不锈钢(相当于我国的0Cr18Ni9)，则主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW），由于药芯焊丝电弧焊（FCAW）采用的保护气体为Ar+CO2，易使焊接接头产生增碳问题，导致其耐腐蚀性能下降，故对于低碳、超低碳不锈钢的焊接，一般情况下不采用药芯焊丝电弧焊。 本文以板厚8mm的低碳、304不锈钢为例，对其常用焊接方法及焊接成本进行分析和对比。 焊接方法分析 钨极氩弧焊采用的保护气体为纯Ar，焊接时它既不与金属起化学反应，也不溶解与液态金属中，故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷，同时因其密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果好。该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便，使输入焊缝的焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊的最大缺点是熔深浅、熔敷速度慢、生产效率低，因而其焊接变形也就较大。 焊条电弧焊由于操作灵活、方便，焊接设备简单、易于移动，设备费用比其它电弧焊方法低，因而得到了广泛的应用。该焊接方法与熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧自动焊（SAW）等焊接方法相比，其熔敷速度慢及熔敷系数低，并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣，而坡口内的清渣是比较繁琐的。 熔化极惰性气体保护焊（MIG焊），由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2作为保护气体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小。该焊接方法的电流密度高、母材熔深深，因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高，焊接生产效率高，尤其适于中等厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂，设备成本较高。 表1给出了薄板不锈钢常用焊接方法的相关数据。该表中的GTAW焊的熔敷速度为实际测量的数据。 表1 薄板不锈钢常用焊接方法数据 焊接方法 TIG SMAW MIG 热源最小加热面积(cm2) 10-3 10-2 10-4 特性最大功率密度(W/cm2) 1.5×104 104 104～105 热效率（功率有效系数） 0.77～0.99 0.77～0.87 0.66～0.69 焊接电流（A） 100～130 170～200 200～300 焊接速度焊材直径(mm) Φ2.4 Φ4.0 Φ1.2 及效率熔敷速度(g/min) 7～10 18～22 75～85 熔敷效率(%) 98～100 55～60 96～99

不锈钢拉伸过程中常见问题一 不锈钢的延展率小、弹性模量E较大，硬化指数较高。不锈钢板拉深开裂有时发生在拉深变形之后，有时是在当拉深件由凹模内退出时立即发生；有时是在拉深变形后受撞击或振动时发生；也有时在拉深变形后经过一段时间的存放或在使用过程中才发生。 不锈钢拉伸过程中常见问题分析: 1开裂形成的原因 奥氏体不锈钢的冷作硬化指数高(不锈钢为0.34)。奥氏体不锈钢为亚稳定型，在变形时会发生相变，诱发马氏体相。马氏体相较脆，因此容易发生开裂。在塑性变形时，随着变形量的增大，诱发的马氏体含量也将随着变形量的增大而增高，残余应力也越大.残余应力与马氏体含量的关系:诱发的马氏体相含量越高，引起的残余应力也越大，在加工过程中也就越易开裂。 2表面划痕形成的原因: 不锈钢拉深件表面出现划痕主要是由于工件和模具表面存在相对移动，在一定压力的作用下，致使坯料与模具局部表面直接产生摩

擦，加之坯料的变形热使坯料及金属屑熔敷在模具表面上，使工件表面擦伤产生划痕。 不锈钢常见成形缺陷的预防措施: 1、选择合适的不锈钢材质:在奥氏体不锈钢中常用材料是1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti。在拉深过程中1Cr18Ni9Ti比0Cr18Ni9Ti稳定，抗开裂性好。因此应尽可能选择1Cr18Ni9Ti材料。 2、合理选择模具材料不锈钢在深拉深过程中硬化显著，产生许多硬金属点，造成粘附，使工件和模具表面容易划伤、磨损，因此不能采用一般模具用工具钢。实践证明：选择铜基合金模具能消除不锈钢件表面划痕、划伤，降低破损率。另一种材料为高铝铜基合金模具材料(含铝13Wt%～16Wt%)，这种材料与SUS304不锈钢互溶性小，拉深件和模具之间不粘着，拉深件表面不易产生划痕划伤，产品抛光成本低，在不锈钢拉深成形领域已经获得成功应用。但是由于这种模具硬度偏低(40HRC～45HRC)，常用于生产相对厚度t/D较小的产品。一般拉深1500件～2000件以后在凹模表面容易产生始于圆角R处呈放射状拉深棱。氮化硅陶瓷(Si3N4)已成为重要的工程材料，尤其是反应烧结氮化硅陶瓷，具有良好的高低温力学性能、耐热冲击性和化学稳定性，而且可以非常方便地制成形状复杂的零件。可利用陶瓷材料的高硬度、高耐磨性以及高化学稳定性，用反应烧结氮化硅材料模具

西安工业大学北方信息工程学院 综合实验论文 题目：不锈钢薄板（件）焊接方法及工艺设计 系别机电信息系 专业金属材料工程 班级B070211 姓名田鹏 学号B07021114 导师郑曙阳王鑫 年月日

摘要 304L 不锈钢(ASTM标准) 为奥氏体不锈钢, 属于超低碳级不锈钢, 具有良好的综合性能, 是目前工业上应用最广泛的不锈钢。文章通过现场实际操作, 研究总结了304L 不锈钢焊接的工艺特点, 针对晶间腐蚀、层间未熔合、引弧夹钨、收弧缩孔等问题提出了具体的解决办法和注意事项, 有效地解决了焊接质量问题。 关键词: 奥氏体不锈钢; 晶间腐蚀; 危险温度区; 焊接线能量

目录 1 绪论 (3) 前言 (3) 2 实验方案及实验方法 (4) 2.1 实验材料 (4) 2.2 304L不锈钢的特性和焊接工艺参数 (4) 2.3 304L不锈钢焊接工艺特点 (4) 2.3 1 晶间腐蚀及应对措施 (4) 2.3 2 层间未熔合的解决方法 (4) 2.3 3 采用专用氩弧焊机, 克服引弧夹钨和收弧缩孔 (4) 2.3 4 采用单侧连续送丝方式 (4) 2.3 5 采用小热量输入、小电流快速焊 (5) 2.4 焊接设备 (5) 2.5 焊前准备 (6) 2.6 注意事项 (7) 2.7 力学性能试验 (8) 2.8 金相组织分析 (9) 3 结果与讨论 (10) 4 结论 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13) 附录

1 前言 当今随着石油、化工、医药及其它工业的不断发展,对耐腐蚀性的设备需求越来越多, 更多的不锈钢设备在化工企业得以广泛应用, 特别是18- 8 型奥氏体不锈钢以其良好的耐腐蚀性和热稳定性, 在工业应用上呈逐年上升的趋势。输送天然气管道增输工程压缩机(组)中的润滑油系统、干气密封系统和前置加热系统的工艺管道均为不锈钢管,18-8奥氏体不锈钢热处理工艺，由于含有较高的镍且在室温下呈奥氏体单相组织，所以它与Cr13不锈钢相北具有高的耐蚀性，在低温、室温及高温下均有较高的塑归和韧性，以及较好的冷作成型和焊接性。但室温下的强度较低，晶间腐蚀及应力腐蚀倾向较大，切削加工性较差。奥氏体在加热时无相变,因此不能通过热处理强化。只能以提高钢的耐腐蚀性能进行热处理：固溶处理；其目的是使碳化物充分溶解并在常温下保留在奥氏体中，从而在常温下获单相奥氏体组织，使钢具有最高的耐腐蚀性能。

常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度对照表 根据德国标准 DIN50150, 以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。 不锈钢硬度与抗拉强度参照表 抗拉强度N/mm2维氏硬度布氏硬度洛氏硬度 Rm HV HB HRC 25080 76 27085 80.7 28590 85.2 30595 90.2 320100 95 335105 99.8 350110 105 370115 109 380120 114 400125 119 415130 124 430135 128 450140 133 465145 138 480150 143 490155 147 510160 152 530165 156 545170 162 560175 166 575180 171 595185 176 610190 181 625195 185 640200 190 660205 195 675210 199 690215 204 705220 209 720225 214 740230 219 755235 223 770240 228 20.3

785245 233 21.3 800250 238 22.2 820255 242 23.1 835260 247 24 850265 252 24.8 865270 257 25.6 880275 261 26.4 900280 266 27.1 915285 271 27.8 930290 276 28.5 950295 280 29.2 965300 285 29.8 995310 295 31 1030320 304 32.2 1060330 314 33.3 1095340 323 34.4 1125350 333 35.5 1115360 342 36.6 1190370 352 37.7 1220380 361 38.8 1255390 371 39.8 1290400 380 40.8 1320410 390 41.8 1350420 399 42.7 1385430 409 43.6 1420440 418 44.5 1455450 428 45.3 1485460 437 46.1 1520470 447 46.9 15557480 -456 47 1595490 -466 48.4 1630500 -475 49.1 1665510 -485 49.8 1700520 -494 50.5 1740530 -504 51.1 1775540 -513 51.7 1810550 -523 52.3 1845560 -532 53 1880570 -542 53.6 1920580 -551 54.1 1955590 -561 54.7 1995600 -570 55.2

不锈钢复合板的焊接 不锈钢复合板是由复层（不锈钢）和基层（碳钢、低合金钢等）复合轧制而成的双金属，由复层保证耐蚀性能，强度主要靠基层获得，这样可以节约大量不锈钢，具有良好的经济价值。不锈钢复合板由于具有良好的综合性能和价格上风，在石油化工、食品产业等领域得到日益广泛的应用。不锈钢复合板焊接既不同于不锈钢，也不同于碳钢或低合金钢，而有其特点和难点。 一、不锈钢复合板的焊接特点 从设计角度考虑，不锈钢复合板的基层主要是保证强度，复层主要是保证其耐蚀性能, 中间增加的过渡层只是焊接工艺的需要。为了保证复合钢板不失往其原有的综合性能，需要对基层和复层分别焊接。除了基层和复层的焊接外，还有过渡层焊接的题目，这是不锈钢复合板焊接的主要特点。复层焊缝和基层焊缝之问，以及复层焊缝与基层母材交界处宜采用过渡焊缝。基层和复层的过渡层焊接是不锈钢复合板焊接的关键。 二、不锈钢复合板焊接技术要点 1?焊接方法的选择 焊接不锈钢复合板时，基层大都采用焊条电弧焊。对于直径大、厚度大的不锈钢复合板产品，基层也可以采用埋弧焊。基层采用埋弧焊的优越性是多方面的：生产效率高、焊缝质量优、表面成形美观、劳动条件好、节省焊接材料和电能。过渡层和复层焊接，最常用的方法是焊条电弧焊。 2?焊接工艺评定 GBI501998《钢制压力容器》规定，凡是新材料、新焊接工艺均应进行焊接工艺评定。焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据，并在产品焊接之前完成。不锈钢复合板能否通过焊接工艺评定，是不锈钢复合板焊接的关键所在。目前，不锈钢复合板的焊接工艺评定应按照JB4708?2000《钢制压力容器焊接工艺评定》附录 A （标准的附录） 锈钢复合钢焊接工艺评定"进行，并遵守该标准正文的有关规定。 3?焊接材料的选择 不锈钢复合板的焊接材料按照JB/T4709 —2000《钢制压力容器焊接规程》正文和附 录A （标准的附录）不锈钢复合钢焊接规程”表A1推荐选用。 不锈钢复合板过渡层的焊接十分重要，过渡层焊接材料的选择也十分重要。焊接过渡层的目的，是为了补偿由于稀释所引起的合金元素（如铬、镍等）的降低，使复层焊缝的合金成分保持应有的水平。过渡层焊接时，基层结构钢的局部熔化使不锈钢焊缝合金成分稀释。同时，还有铬、镍合金元素的烧损题目。这样就会降低不锈钢焊缝中的铬、镍合金 元素含量，增加不锈钢焊缝的含碳量，从而使不锈钢焊缝中轻易形成硬而脆的马氏体组织，降低焊接接头

304不锈钢物理性能 抗拉强度σb (MPa)≥520 条件屈服强度σ0.2 (MPa)≥205 伸长率δ5 (%)≥40 断面收缩率ψ(%)≥60 硬度：≤187HB;≤90HRB;≤200HV 密度（20℃，Kg/dm2）：7.93 熔点（℃）：1398~1454 比热容（0~100℃，KJ·kg-1K-1）：0.50 热导率（W·m-1·K-1）：（100℃）16.3，（500℃）21.5 线胀系数（10-6·K-1）：（0~100℃）17.2，（0~500℃）18.4 电阻率（20℃，10-6Ω·m）：0.73 纵向弹性模量（20℃，KN·mm2）：193[1]

1304L不锈钢板化学成分 名称：304L不锈钢板，304L不锈钢平板，304L 不锈钢8K板 牌号：00Cr19Ni10（0Cr18Ni10） 化学成分% C：≤0.03 Si ：≤1.0 Mn ：≤2.0 P ：≤0.035 S ：≤0.03 Cr ：18.0～20.0 Ni ：9.0～13.0

304L不锈钢板的用途 304L不锈钢的发展，已使304L不锈钢的耐蚀性、外观、加工性、强度等特性远远超过其它材料，而且，不锈钢的许多表面处理法，可以取得丰富多彩的颜色及形状，这为不锈钢的发展作出很大的贡献。 304L不锈钢制造过程中的表面处理法以及机械研磨表面处理法 表面特征制造法概要用途 NO.1 银白色，无光泽热轧到规定厚度，再经退火和除鳞的一种粗糙、无光表面不需要有表面光泽的用途NO.2D 银白色冷轧后进行热处理和酸洗，有时在毛面辊进行最终的一道轻轧的一种无光表面加工2D产品用于对表面要求不严的用途，一般用材，深冲用材 NO.2B 光泽强于NO.2D NO.2D处理后，经过抛光辊进行最终一道轻度冷轧，以取得适当光泽。这是最常用的表面加工，该加工也可作为抛光的第一步。一般用材 BA 光亮如镜无标准，但通常是光亮退火的表面加工，表面反射性很高。建筑材料，厨房用具 NO.3 粗研磨将NO.2D和NO.2B材，用100~200#（单位）的砥粒研磨带，进行研磨建筑材料，厨房用具