奥氏体不锈钢304焊接性评定实验报告
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究

304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究一、研究背景304奥氏体不锈钢是一种具有良好的耐腐蚀性和加工性能的不锈钢材料,被广泛应用于化工、食品加工、建筑等领域。
而其热处理工艺对于其性能的提升至关重要。
本次实验旨在探究304奥氏体不锈钢的热处理工艺,以期为工程实践提供参考。
二、实验目的1. 确定304奥氏体不锈钢的适宜热处理工艺参数;2. 研究不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响;3. 探讨热处理工艺对304奥氏体不锈钢耐蚀性、机械性能的影响。
三、实验步骤1. 样品的制备:采用拉伸、切割等方法制备304奥氏体不锈钢试样;2. 预处理:对试样进行表面处理,保证试样表面清洁;3. 热处理工艺参数的确定:确定热处理的温度、时间等参数;4. 热处理实验:按照确定的参数进行热处理实验;5. 试验数据的采集和分析:对热处理后的试样进行组织和性能测试,并对实验数据进行统计和分析;6. 结果的总结和分析:总结实验结果并得出结论。
四、实验结果经过一系列的实验操作和数据分析,得到如下实验结果:1. 确定了304奥氏体不锈钢的适宜热处理工艺参数:XX℃下保温XX小时;2. 研究发现,不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢的组织和性能有显著影响:在XX条件下,试样的XX性能得到了提升;3. 探讨了热处理工艺对304奥氏体不锈钢耐蚀性、机械性能的影响:在XX条件下,试样的XX性能最优。
五、实验总结304奥氏体不锈钢的热处理工艺实验为我们提供了重要的实验数据和结论。
通过该实验,我们不仅确定了适宜的热处理工艺参数,还深入了解了不同工艺条件下材料性能的变化。
这对于我们在工程实践中选择合适的材料和工艺具有重要的指导意义。
六、个人观点与理解经过本次实验的研究,我对304奥氏体不锈钢的热处理工艺有了更深入的了解。
热处理工艺对材料性能的影响是一个复杂而又重要的问题,需要深入的研究和探讨。
在未来的工程实践中,我会更加注重材料的热处理工艺,以确保材料具有更好的性能和可靠性。
304不锈钢及其焊接简介

304不锈钢及其焊接简介一、概述304不锈钢 (0Cr18Ni9,AISI304,SUS304)是在最初发明的18-8型铬镍奥氏体不锈钢的基础上发展演变的钢种,是不锈钢的主体钢种,其产量占不锈钢总产量的30%以上。
它具有良好的冷、热加工性能、无磁性和好的低温性能;耐高温方面也比较好,一般使用温度极限小于650℃。
304型不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。
对氧化性酸,在实验中得出:浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中,304不锈钢具有很强的抗腐蚀性。
对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力,以及大气、水、蒸汽中耐蚀性亦佳。
304不锈钢的良好性能,使其成为应用量最大、使用范围最广的不锈钢牌号,此钢适于制造深冲成型的部件以及输送腐蚀介质管道、容器,结构件等;亦可用于制造无磁、低温设备和部件。
但在易产生应力腐蚀环境和产生点蚀和缝隙腐蚀的条件下,在选用时应慎重。
二、用途家庭用品(1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸),汽车配件(风挡雨刷、消声器、模制品),医疗器具,建材,化学,食品工业,农业,船舶部件,核能、电力工业等。
三、化学成份及性能GB20878-2007,304、304L不锈钢化学成分带*号为耐热钢或可作耐热钢使用304不锈钢力学性能牌号固溶处理拉伸试验硬度试验屈服强度(MPa)抗拉强度/(MPa)伸长率(%)HBW HRB HV0Cr18Ni9 (304) 1010-1150℃快冷≥205≥520≥40≤187HB≤90≤20000Cr19Ni10 (304L) 1010-1150℃快冷≥177≥480≥40≤187HB≤90≤200四、焊接性能总体讲,该类不锈钢具有较好的可焊性。
但如焊接工艺及所处环境介质条件不当,易产生晶间腐蚀,焊件对焊接热裂纹敏感性较高,易析出脆性σ相;结构件易产生焊接变形。
在工艺适当的条件下,其焊接件有较好的综合性能,在碱液、大部分无机酸和有机酸及大气、水、蒸汽中均有好的耐蚀性,故获得了广范应用。
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究

304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究摘要:文章以304奥氏体不锈钢为研究对象,结合实验研究,通过对多种不同热处理工艺对奥氏体不锈钢复合板抗腐蚀性的影响分析,总结出了不同热处理制度下复合板的晶间腐蚀性能变化,可为制定适用于复合板的热处理工艺提供理论指导。
关键词:304不锈钢;硬度;塑形;抗腐蚀性;热处理不锈钢是一种特殊的材科,兼有功能材料和结构材料两者的特征。
奥氏体不锈钢是不锈钢中重要的钢类,在多种腐蚀介质中具有优良的耐蚀性,并且综合力学性能良好,同时工艺性能和可焊性优良,其复合板是以不锈钢为复层,碳钢为基层,通过爆炸焊接结合,既保持不锈钢优异的耐蚀性,又利用碳钢的承载荷能力,因而被广泛应用。
但需要注意的是,这类爆炸复合板在爆炸复合后会出现强度、硬度变高,塑性减小等现象,严重制约复合板的塑性,抗腐蚀性,不利于随后的矫直以及使用。
现有实践研究表明,通过热处理能够消除爆炸复合后的内应力,从而有效上述存在解决。
那么,为满足后续加工和使用的要求,合理选择热处理工艺就显得十分关键了。
为探寻一种科学合理的热处理工艺,使得爆炸复合后的复合板能够恢复良好的塑形,表现出优良的耐蚀性,保证复合板的后续加工性能及使用,文章做此实验研究,现介绍如下。
1 实验方法1.1 实验材料实验所用不锈钢为304,化学成分如表1所示。
所用钢板为优质碳素钢ASTMAGr70,化学成分如表2所示。
1.2 实验设备及方法试验采用不同热处理工艺对材料进行热处理,如表3所示。
利用OLYMPUSBX60光学显微镜观察试样微观组织形貌。
采用MODEL55100型电子万能试验机进行晶间腐蚀试验。
2 结果与分析2.1 原材料检验结果通过对不锈钢原材料进行微观检验,可以看出,组织为典型的奥氏体等轴晶组织,晶粒大小较均匀,无金属夹杂、第二相等缺陷存在。
从原材料的晶间腐蚀结果来看,满足ASTMA262E法的要求,试样无腐蚀倾向。
2.2 热处理后试样结果采用热处理工艺对304不锈钢复合板进行热处理,并按照奥氏体钢晶间腐蚀试验标准ASTMA262E法检验,从试验结果可以看出,除工艺4以外,其余工艺条件下,腐蚀试样表面均出现缺陷:“起皮”或断裂。
奥氏体不锈钢焊管焊缝铁素体含量及其测定_何德孚

试验与研究奥氏体不锈钢焊管焊缝铁素体含量及其测定何德孚1,曹志樑2,周志江3,蔡新强2,徐阿敏2(1.久立焊管研究所,上海200233;2.久立不锈钢管有限公司,浙江湖州313012;3.久立集团股份有限公司,浙江湖州313012)摘 要:奥氏体不锈钢焊缝通常含有少量铁素体,它对奥氏体不锈钢焊管的强韧性、耐腐蚀性、焊接性都可能有优化或劣化影响,简要评述了这些影响及铁素体含量的测定方法。
关键词:奥氏体不锈钢焊管;焊缝;铁素体含量;磁测法;金相法;化学分析-图谱法中图分类号:TG115.2 文献标志码:B 文章编号:1001-3938(2007)05-0030-060 前 言浙江久立不锈钢管有限公司销售给江苏常熟某日资企业一批奥氏体不锈钢焊管,客户对其中一根钢管材质提出了质疑,依据是他们可以用磁铁吸住这根钢管,因此认为其材质不是奥氏体不锈 钢 而是 铁 。
虽经销售员多方解释说明,该客户仍坚持要委托第三方做仲裁检验。
后经上海材料研究所检测中心证明,这根钢管不仅材质,而且晶间腐蚀试验均符合订货合同所依据的GB /T 12771 2000标准的规定。
这种现象反映出来的问题实质是奥氏体不锈钢及其焊缝金属中铁素体的含量和铁素体含量测定方法以及对不锈钢可能产生的有害影响,这个问题国外在1960~1980年曾经讨论过。
我国目前正处于不锈钢及不锈钢焊管生产及工业应用的快速发展时期,2005年不锈钢年产量已达316 104,t 仅次于日本,2006年有可能会超过日本而成为全球不锈钢第一生产大国。
正确认识这些问题对广大用户及不锈钢管制造商都十分有意义。
笔者对上述问题进行分析,以供广大业内人士讨论和参考。
1 奥氏体不锈钢焊管焊缝铁素体含量稍高是常见现象常温下奥氏体(面心立方晶格)不锈钢是无磁性的,而铁素体(体心立方晶格)不锈钢是有磁性的,因此人们常用磁铁能否吸引来区分它们。
但是这种简单的方法有时可能会造成误判,原因是:(1)奥氏体是奥氏体不锈钢冶炼、轧制后期的相变产物,其前期即不锈钢熔炼到铸锭冷却结晶的过程中会出现铁素体及铁素体相变为奥氏体的过程,由于种种原因,奥氏体不锈钢会包含少量铁素体且分布不均匀。
(完整版)0Cr18Ni9(304)奥氏体不锈钢焊接性分析及焊接工艺评定毕业论文

兰州工业学院毕业设计(论文)题目0Cr18Ni9(304)奥氏体不锈钢焊接性分析及焊接工艺评定系别材料工程系专业焊接技术及自动化班级焊接技术及自动化11-2姓名何旺指导教师(职称)胡春霞讲师日期 2014年3月兰州工业学院毕业设计(论文)任务书材料工程系2014届焊接技术及自动化专业毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目金属材料焊接工艺评定课题内容性质科学研究课题来源性质教师收集的结合生产实际的课题实验校内(外)指导教师职称工作单位及部门联系方式胡春霞讲师材料工程院一、题目说明(目的和意义):毕业设计是本专业教学过程的最后一个重要环节,也是培养学生分析问题和解决问题能力的主要方法,通过毕业设计,要求学生全面综合运用所学基本理论,基本技能和生产实践知识;学习系统地综合运用所学的知识和技能解决实际工程问题的本领,巩固和加深对所学知识的理解,并且通过毕业设计的实践扩大和补充知识,使认识提高到一个新的水平。
通过毕业设计的实践,培养调查研究的习惯和工作能力,练习查阅资料和有关标准,查阅工具书或参考书,合理选择实验方法、实验设备,正确操作、分析,并能以实验分析过程和毕业论文表达设计的思想和结果。
通过毕业设计,不但要提高解决具体问题的独立工作能力,而且应建立正确的设计和科研思想,加强思想性,牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。
二、设计(论文)要求(工作量、内容):1、总要求:要求每个学生根据给定的毕业设计题目独立完成焊材制备,焊接材料、方法及设备的选择,焊接操作,金相试样的制备、腐蚀、观察与图片收集,焊缝形状、质量、力学性能的测试等实验工作量,根据文献及相关的理论知识对实验结果进行分析总结,并得出结论,根据结论可进行相应的补充实验,完成毕业设计论文一份,毕业设计完成后进行答辩。
2、给定的条件和要求:实验设备类型、种类齐全;实验药品齐全;查阅文献,明确毕业设计的意义及目的;严格按照标准及操作规程进行实验。
304不锈钢焊接热裂的原因及解决方法

一、304不锈钢就是奥氏体不锈钢,相当于1Cr19Ni9、SUS304不锈钢就是0Gr18Ni9的材质,产生热裂纹的可能性比较大,奥氏体不锈钢有一个特点:她在900多度以上时就是奥氏体,900多度以下至600多度时就是马氏体,温度继续下降,就又转变为奥氏体。
焊接时接口开裂就就是在马氏体阶段开裂的。
解决的方法:减小一下焊接时的热输入量,加大焊后水冷却的工艺,使其在马氏体阶段的时间缩短,避免焊件在敏感的温度区间停留,接口就不会裂了。
二、不锈钢的焊接1、奥氏体不锈钢的焊接不锈钢就是不锈钢与耐酸钢的总称,钢中所加合金元素在10%(质量分数)以上,属于高合金钢。
它包括奥氏体型、马氏体型、铁素体型、奥氏体-马氏体型与沉淀硬化型五类。
焊接奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、0 0Cr18Ni12Mo2、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti 等)主要问题就是热裂纹――焊接过程中,焊缝与热影响区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀――沿金属晶粒边界发生的腐蚀破坏现象。
与应力腐蚀开裂――金属材料(包括焊接接头)在一定温度下受腐蚀介质与拉应力的共同作用而产生的裂纹。
此外,因导热性差,线膨胀系数大,焊接变形也大。
1)热裂纹与结构钢相比,它的热裂纹倾向较大,在焊缝及热影响区均可能出现热裂纹。
最常见的就是焊缝结晶裂纹--在焊缝凝固过程的后期所形成的焊接裂纹,时在热影响区与多层焊层间还会出现液化裂纹。
含镍量越高,产生热烈倾向越大,而且越不容易控制。
;防止措施:a、严格限制硫、磷等杂质的含量。
b、调整焊缝金属组织,以奥氏体为主的γ+δ双相组织具有良好抗裂性。
c、调整焊缝金属合金成分,在单相稳定奥氏钢中适当增加锰、碳、氮的含量。
d、采用小线能量及小截面焊道2)接头脆化奥氏体钢焊接接头的低温脆化与高温脆化就是值得注意的问题防止措施:a、严格控制焊缝中铁素体含量(体积分数)2~7%,因为4 75℃脆化与δ相脆化易出现在铁素体中。
奥氏体不锈钢304焊接性评定

奥氏体不锈钢304焊接性评定试验报告奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性,这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型性,因而便于制成各种形状的构件、容器或管道;奥氏体型不锈钢304的耐腐蚀性能特别优良,是它获得最为广泛应用的根本原因。
也正是这样,在评价焊接质量时必然特别强调焊接接头的开裂倾向、焊接缺陷敏感性和耐各种晶间腐蚀等的能力。
本文报告结合奥氏体不锈钢304的焊接特点,进行了的手工钨极氩弧焊评定性试验,初步掌握了奥氏体不锈钢304的焊接工艺。
现就试验结果作一介绍一、奥氏体不锈钢的焊接特点:奥氏体不锈钢韧性、塑性好,焊接时不会发生淬火硬化,尽管其线膨胀系数比碳钢大得多,焊接过程中的弹塑性应力应变量很大,却极少出现冷裂纹;尽管有很强的加工硬化能力,由于焊接接头不存在淬火硬化区,所以,即使受焊接热影响而软化的区域,其抗拉强度仍然不低。
304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性的问题,主要有两个:一是焊接热裂纹,这与的?!晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关;二是焊接变形大。
1、焊接接头的热裂纹及其对策1.1焊接接头产生热裂纹的原因单相奥氏体组织的奥氏体型不锈钢焊接接头易发生焊接热裂纹,这种裂纹是在高温状态下形成的。
常见的裂纹形式有弧坑裂纹、热影响区裂纹、焊缝横向和纵向裂纹。
就裂纹的物理本质上讲,有凝固裂纹、液化裂纹和高温低塑性裂纹等多种。
奥氏体型不锈钢易产生焊接接头热裂纹的主要原因有以下几点:1)焊缝金属凝固期间存在较大的拉应力,这是产生凝固裂纹的必要条件。
由于奥氏体型不锈钢的热导率小,线膨胀系数大,在焊接区降温(收缩)期焊接接头必然要承受较大的拉应力,这也促成各种类型热裂纹的产生。
2)方向性强的焊缝柱状晶组织的存在,有利于有害杂质的偏析及晶间液态夹层的形成。
3)奥氏体不锈钢的品种多,母材及焊缝的合金组成比较复杂。
含镍量高的合金对硫和磷形成易熔共晶更为敏感,在某些钢中硅和铌等元素,也能形成有害的易熔晶间层。
奥氏体不锈钢Super304H(A213-S30432)焊接工艺

奥氏体不锈钢 Super304H(A213-S30432 )焊接工艺关键词:Super304H (A213-S30432) ;焊接;裂纹1 Super304H的化学成分及力学性能1.1 Super304H的化学成分Super 304H 钢是一种改良自高碳18Cr-8Ni(TP304H)类不锈钢而开发出的新型奥氏体耐热钢。
与传统的TP304H 类钢种相比,其主要的合金化措施是在材料中加入了大约3%的铜、0.4 %的铌以及少量的氮元素,同时提高了碳的含量范围;其它的微合金化还包括微量的铝和硼元素的加入。
在高温服役条件下,Super 304H钢的显微组织中会析出非常细小并弥散分布于奥氏体基底中的碳化物、碳-氮化物,如M23C6、Nb(C,N)和NbCrN 等。
1.2 Super304H的力学性能这些弥散分布的析出相的共同作用,使材料的力学性能,特别是高温蠕变性能得到了显著的提高。
大量的性能试验表明该钢的组织和力学性能稳定,而且价格便宜,是超超临界锅炉过热器、再热器的首选材料。
表1 列出了Super 304H钢母材金属的成分范围,表2为该钢种的常温拉伸性能和最高硬度,表3 是在475℃~725℃温度范围内材料的最大许用应力。
表1 Super304H的化学成分(Wt%)表2 Super304H钢管的室温力学性能2 Super304H钢的焊接性能分析2.1 晶间腐蚀倾向晶间腐蚀是奥氏体耐热钢一种极其危险的破坏形式。
在碳质量分数高于0.02%的奥氏体不锈钢中,碳与铬能生成碳化物(Cr23C6)。
这些碳化物高温淬火时呈固溶态溶于奥氏体中,铬呈均匀分布,使合金各部分铬质量分数均在钝化所需值,即12%Cr以上。
如果加热到敏化温度范围(500~850 ℃)内,晶界上就会形成敏化组织即晶界上析出的连续的、网状的碳化物(Cr23C6),铬便从晶粒边界的固溶体中分离出来。
该情况下碳化铬和晶粒呈阴极,贫铬区呈阳极,迅速被侵蚀。
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奥氏体不锈钢304焊接性评定试验报告奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性,这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型性,因而便于制成各种形状的构件、容器或管道;奥氏体型不锈钢304的耐腐蚀性能特别优良,是它获得最为广泛应用的根本原因。
也正是这样,在评价焊接质量时必然特别强调焊接接头的开裂倾向、焊接缺陷敏感性和耐晶间腐蚀等的能力。
本报告结合奥氏体不锈钢304的焊接特点,进行了手工钨极氩弧焊评定性试验,现就试验结果作一介绍一、奥氏体不锈钢的焊接特点:奥氏体不锈钢韧性、塑性好,焊接时不会发生淬火硬化,尽管其线膨胀系数比碳钢大得多,焊接过程中的弹塑性应力应变量很大,却极少出现冷裂纹;尽管有很强的加工硬化能力,由于焊接接头不存在淬火硬化区,所以,即使受焊接热影响而软化的区域,其抗拉强度仍然不低。
304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性的问题,主要有两个:一是焊接热裂纹,这与奥氏体不锈钢的晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关;二是焊接变形大。
1、焊接接头的热裂纹及其对策1.1焊接接头产生热裂纹的原因单相奥氏体组织的奥氏体型不锈钢焊接接头易发生焊接热裂纹,这种裂纹是在高温状态下形成的。
常见的裂纹形式有弧坑裂纹、热影响区裂纹、焊缝横向和纵向裂纹。
就裂纹的物理本质上讲,有凝固裂纹、液化裂纹和高温低塑性裂纹等多种。
奥氏体型不锈钢易产生焊接接头热裂纹的主要原因有以下几点:1)焊缝金属凝固期间存在较大的拉应力,这是产生凝固裂纹的必要条件。
由于奥氏体型不锈钢的热导率小,线膨胀系数大,在焊接区降温(收缩)期焊接接头必然要承受较大的拉应力,这也促成各种类型热裂纹的产生。
2)方向性强的焊缝柱状晶组织的存在,有利于有害杂质的偏析及晶间液态夹层的形成。
3)奥氏体不锈钢的品种多,母材及焊缝的合金组成比较复杂。
含镍量高的合金对硫和磷形成易熔共晶更为敏感,在某些钢中硅和铌等元素,也能形成有害的易熔晶间层。
1.2避免奥氏体型不锈钢焊接热裂纹的途径。
(1)冶金措施1)焊缝金属中增添一定数量的铁素体组织,使焊缝成为奥氏体-铁素体双相组织,能很有效地防止焊缝热裂纹的产生。
这是由于铁素体能够溶解较多的硫、磷等微量元素,使其在晶界上数量大大减少;同时由于奥氏体晶界上的低熔点杂质被铁素体分散和隔开,避免了低熔点杂质呈连续网状分布,从而阻碍热裂纹的扩展和延伸。
常用以促成铁素体的元素有铬、钼、钒等。
2)控制焊缝金属中的铬镍比,对于304型不锈钢来说,当焊接材料的铬镍比小于1.61时,就易产生热裂纹;而铬镍比达到2.3~3.2时,就可以防止热裂纹的产生。
这一措施的实质也是保证有一定量的铁素体的存在。
3)在焊缝金属中严格限制硼、硫、磷、硒等有害元素的含量,以防止热裂纹的产生。
对于不允许存在铁素体的纯奥氏体焊缝,可以加入适当的锰,少许的碳、氮,同时减少硅的含量。
(2)工艺措施1)采用适当的焊接坡口或焊接方法,使母材金属在焊缝金属中所占的分量减少(即小的熔合比)。
与此同时,在焊接材料的化学成分中加入抗裂元素,且其有害杂质硫、磷的含量比母材金属中的少,既化学成分优于母材金属,故应尽量减少母材金属熔入焊接熔池的数量。
2)尽量选用低氢型焊条和无氧焊剂,以防止热裂纹的产生。
3)焊接参数应选用小的热输入(即小电流快速焊)。
在多层焊时,要等前一层焊缝冷却后再焊接次一层焊缝,层间温度不宜高,以避免焊缝过热。
施焊过程中焊条不允许摆动,采用窄焊缝的操作技能。
4)选择合理的焊接结构、焊接接头形式和焊接顺序,尽量减少焊接应力,可以减少热裂纹的产生。
5)在焊接过程结束和中途断弧前,收弧要慢且要设法填满弧坑,以防止弧坑裂纹的形成。
2、焊接变形与收缩奥氏体型不锈钢与碳钢相比,在物理性能上有很大差异,前者在焊接过程中会产生较大的变形和焊后收缩。
304不锈钢焊后产生很大变形和收缩的原因:与碳钢相比,其电阻是碳钢的5倍,在同样的焊接电流、电弧电压条件下的热输入要多;其热导率低,约为碳钢的1/3,导致热量传递速度缓慢,热变形增大;再则304型不锈钢的线膨胀系数又比碳钢大40%左右,更引起加热时热膨胀量和冷却时收缩量的增加,当然焊后的变形量就显得更加突出了。
焊接变形量的大小与焊接参数的选择、焊接次序的正确性、操作的合理性都有一定的关系。
二、焊前准备基于以上的种种考虑,所采取的焊接设备、焊接评定用材料、试板坡口形式等如下.1、焊接设备设备选用日本产(OTC)P—300交直流氩弧焊机,焊接电源为直流陡降外特性,由两只流量计来控制正面和背面的保护气体。
2、焊接评定用材料对厚度为4毫米的304板进行焊接工艺试验。
其化学成份和机械性能列于表1;填充金属用ER308L的焊丝,其化学成份见表2;焊接用保护气体分析见表3:表1 304 化学成份(%)和机械性能表2 ER308L的化学成份(%)和机械性能表3 保护气体分析(升)由于焊接层数的增多,在焊接过程中会产生较大的变形和焊后收缩。
因此,坡口尺寸的制定原则为尽量减少焊接层数和焊缝金属填充量。
具体坡口形式见图3:坡口两侧各20mm范围内应打磨呈现金属光泽,以上范围内及坡口表面上的水、锈和油污等有害物质应清理干净;焊丝表面应清除油锈。
三、焊接工艺评定试板试验对焊接工艺规范参数进行认真选择,是保证304板焊接质量的前提。
影响因素主要有保护条件和焊接规范。
1、焊接保护效果1.1 喷嘴流量选择由于喷嘴的气流直接对焊接熔池进行保护。
因此它的保护效果是影响焊缝质量的重要因素。
在焊枪结构固定以后,涉及保护效果的主要有喷嘴距工件距离和喷嘴流量。
由于喷嘴距工件的距离增大会使空气侵入熔池的可能性增加,因此在不影响焊接可见度和方便填充焊丝的情况下,这个距离应尽量小,图4为焊丝与焊接熔池的相对位置。
1.2 喷嘴及背面保护气流的匹配当正面焊第一道时,背面氩气如果很大,会对正面的保护有影响。
因此喷嘴、背面保护气流要有很好地匹配,背面的气流不能太大。
2、焊接规范参数选择手工钨极氩弧焊焊接奥氏体不锈钢板,焊接规范参数主要考虑焊接电流和焊接速度。
电流太小熔深浅,焊工操作疲劳。
电流太大,高温停留时间长,焊缝晶粒粗大,热影响区保护变差;由于焊接时既要顾及板材背面的保护效果,还要填充焊丝,因此焊速不能太快。
3、工艺评定试板的焊接通过大量的工艺试验,确定了如下焊接工艺规范参数(表4),并进行了工艺评定试板的焊接。
工艺评定试板焊接区颜色亮白,证明(氩气)保护效果良好。
图4 焊丝与焊接熔池的相对位置四、焊接质量检验按照相关标准,进行了以下项目的焊接接头工艺评定。
1、工艺评定试板焊接接头的无损检测工艺评定试板焊接接头按JB4730/T-2005《承压设备无损检测》第二篇JB4730.2-2005《承压设备无损检测:射线检测》的要求进行了RT(射线检测)100%检测,检测设备为X 光射线仪XXQ2515(管电压250KV,管电流15mA)。
评片结果为Ⅰ级(对接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透、和条形缺陷)。
2、焊接接头机械性能依据JB4708-2000《钢制压力容器工艺评定》要求,分别进行了拉伸及弯曲试验。
2.1 焊接接头拉伸试验2.1.1 取样和加工要求试样的焊缝余高应以机械方法去除,使之与母材齐平,采用全厚度试样进行试验。
2.1.2 试样形式紧凑型板接头带肩板形试样(见图5)2.1.3 试验方法拉伸试验按GB/T228-1987《金属材料室温拉伸试验方法》规定的试验方法在电液伺服万能试验机上测定焊接接头的抗拉强度。
2.1.4 合格指标每个试样的抗拉强度应不低于母材钢号标准规定。
2.2 焊接接头弯曲试验2.2.1 试样加工要求试样的焊缝余高应采用机械方法去除,面弯、背弯试样的拉伸表面应齐平。
2.2.2 试样形式面弯和背弯试样见图62.2.3 试验方法弯曲试验按GB/T232-1999《金属材料弯曲试验方法》和表5规定的试验方法在液压万能试验机上测定焊接接头的完好性和塑性。
表5 弯曲试验尺寸规定2.2.4 合格指标按GB/T4334.5-2000要求制备试样二件,将试样置入盛有硫酸-硫酸铜腐蚀溶液的烧瓶中,将烧瓶放在加热装置,通以冷却水,加热试验溶液,使之保持微沸状态,试验连续16hr。
试验后取出试,洗净、干燥、弯曲180°后,在10倍放大镜下观察弯曲试样外表面,无因晶间腐蚀而产生的裂纹,证明制定的焊接工艺是合理可行的。
4、焊缝及母材δ铁素体数量的测量按JB/T7853-1995《铬镍奥氏体不锈钢焊缝金属中铁素体数测量》要求,用瑞士产MP30铁素体检测仪测量焊缝及母材δ铁素体Fe%(体积百分含量)及FN(铁素体个数,Ferrite Number)数值如下见表6。
由表6可以看出,焊缝及母材δ铁素体(Fe%)及(FN)数值均5、焊接接头宏观及微观组织检查:图7 母材显微组织400×图8热影响区+焊缝显微组织400×按GB/T13298-1991《金属显微组织检验方法》制备试样,经5%弱酸电解溶液腐蚀后,进行焊接接头宏观检查,受检面焊缝均未发现焊接缺陷,在400×放大镜下观察焊缝、热影响区、母材,三区显微组织均为奥氏体+碳化物+铁素体(图7、图8),焊缝中铁素体含量较高,组织有所粗化,但未出现明显的粗大(贯通)柱状晶,另外热影响区比较窄。
母材显微组织均匀(图7)。
五、结论本报告结合奥氏体不锈钢304的焊接特点,进行了手工钨极氩弧焊评定性试验,试验结果表明,在选定的工艺规范参数条件下,焊接接头(母材、焊缝、热影响区)力学性能满足要求、耐晶间腐蚀能力强、铁素体含量稳定、宏观检查未发现焊接缺陷、母材显微组织均匀,评定结果合格,可应用于实际生产。
奥氏体不锈钢304焊接性评定试验报告编制审核批准。