奥氏体不锈钢应变强化焊接工艺评定方案
奥氏体不锈钢应变强化焊接工艺评定方案
奥氏体不锈钢应变强化焊接工艺评定方案序言奥氏体不锈钢由于具有良好的耐腐蚀性和机械性能，在工业领域得到了广泛的应用。
然而，在实际应用中，奥氏体不锈钢经常需要进行焊接。
焊接工艺的质量直接影响着奥氏体不锈钢的使用寿命和安全性能。
本文主要讨论奥氏体不锈钢的应变强化焊接工艺评定方案。
一、奥氏体不锈钢应变强化焊接的原理和工艺应变强化焊接是一种利用焊接过程中产生的残余应变来提升材料强度和硬度的方法。
在奥氏体不锈钢的焊接过程中，由于热传导的作用，焊接区域的温度会发生变化，从而产生残余应变。
通过科学的焊接工艺，可以将残余应力合理地利用起来，使奥氏体不锈钢焊接接头的强度得到提高。
应变强化焊接的关键在于合理地控制残余应力的大小和分布，从而使焊接接头具有均匀的力学性能。
具体的操作过程包括预应力和复合应变焊接。
预应力过程是在焊接前，通过施加外部力或者磨掉焊接区域的一部分来产生残余应力。
复合应变焊接则是在焊接过程中利用外部热源产生同向的残余应变，从而达到应变强化的效果。
二、奥氏体不锈钢应变强化焊接工艺评定方案1. 工艺设计阶段在工艺设计阶段，必须对焊接接头进行合理的设计和选材。
对于不同的焊接接头和工况，需要进行详细的热力学模拟和力学分析，从而确定最合适的焊接工艺和焊接材料。
特别是对于奥氏体不锈钢这种高强度、高韧性的材料，需要考虑残余应力对焊接接头性能的影响，以及如何通过应变强化焊接来提高接头的强度和耐腐蚀性。
2. 试验阶段在试验阶段，需要制备不同工艺参数下的焊接试样，进行力学测试和金相分析。
通过试验结果，可以分析出最佳的焊接参数，以及最大强度和最小应变的值，从而确定合适的应变强化焊接工艺。
3. 应用阶段在应用阶段，需要对焊接接头的性能进行定期检测和维护。
尤其是在高温、高压、易腐蚀等恶劣环境下，需要更加关注焊接接头的安全性。
需要根据焊接接头的使用情况，不断优化焊接工艺和维护方法，以保证焊接接头的安全可靠性。
三、结论奥氏体不锈钢应变强化焊接是一种有效的提高焊接接头强度和耐腐蚀性的方法。
347H奥氏体不锈钢管焊接工艺评定
焊管WELDED PIPE AND TUBE第44卷第1期2021 年 1 月Vol.44 No.1Jan. 2021347H 奥氏体不锈钢管焊接工艺评定冯玉兰1，2,吴志生1,李亚杰1，2,李 岩王瑞森2（1.太原科技大学，太原030024； 2.中钢不锈钢管业科技山西有限公司，山西晋中030600）摘要：针对347H 不锈钢管材在焊接后出现开裂的现象，以347H 奥氏体不锈钢为研究对象，采用等离子弧焊（PAW ） +钨极惰性气体保护焊（TIG ）实现了厚度为15 mm 的347H 奥氏体不锈钢的良好焊接，焊接工艺采用双面焊双面成型工艺，焊接中心气（PAW 离子气和TIG 枪内保护气）及内外焊缝保护气均为纯度逸99.99%的氩气，100%RT 实时成像检测结果显示焊缝结合良好。
并对焊缝进行 了焊后热处理，加热到1100益后保温15 min o 最后，根据ASME 《锅炉及压力容器规范》第御卷要求对焊缝显微组织及综合性能进行了分析，其理化性能满足要求，生产工艺合理。
关键词：347H 不锈钢；焊接工艺评定；微观组织；力学性能中图分类号： TG141.4文献标识码： B DOI : 10.19291/ki.1001-3938.2021.01.003Welding Procedure Qualification for 347H Austenitic Stainless Steel Welded PipeFENG Yulan 1'2, WU Zhisheng 1, LI Yajie 1,2, LI Yan 1'2, WANG Ruisen 2(1. Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China;2. Sinosteel Stainless Steel Pipe Technology Co., Ltd., Jinzhong 030600, Shanxi, China )Abstract: In view of the cracking phenomenon of 347H stainless steel pipe after welding, 347H austenitic stainless steel wastaken as the research object, and the good welding of 15 mm thick 347H austenitic stainless steel was realized by plasma arcwelding (PAW) + tungsten inert gas welding (TIG). The welding process adopts double -sided welding and double -sided formingprocess. The welding center gas (paw ion gas and TIG gun shielding gas) and the internal and external weld shielding gas areargon with purity 逸 99.99%. The 100% RT real -time imaging detection results show that the weld joint is good. After heattreatment, the weld was heated to 1 100 益 for 15 min. Finally, according to the requirements of ASME Boiler and PressureVessel Code section IX, the weld microstructure analysis and comprehensive performance test were carried out. The resultsshow that the physical and chemical properties meet the requirements and the production process is reasonable.Key words: 347H stainless steel; welding procedure qualification; microstructure; mechanical properties0前言347H 属于奥氏体不锈钢，与347不锈钢相比， 碳含量较高， 具有良好的高温力学性能。
奥氏体不锈钢304焊接性评定实验报告
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。
固定式奥氏体不锈钢低温容器应变强化工艺守则
固定式奥氏体不锈钢制压力容器应变强化工艺守则2013-11-20发布2013-12-01实施张家港韩中深冷科技有限公司发布固定式奥氏体不锈钢低温容器应变强化工艺守则1. 总则本工艺规程是对固定式奥氏体不锈钢应变强化低温容器生产过程的工艺性指导和产品质量控制的法规，除执行相应的国家、行业标准和企业标准外，应严格按此规程执行。
2. 遵行及引用标准、通用工艺规程GB150《压力容器》GB/T18442《固定式真空绝热深冷压力容器》TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》Q/320582 HK05-2013《奥氏体不锈钢应变强化制固定式真空绝热深冷压力容器》GC11低温贮罐氧清洁清洗工艺规程GC12氦检漏工艺规程GC13珠光砂充填工艺守则GC14多层绝热缠绕及套装工艺规程GC15抽真空和真空保持检测工艺规程GC16外部管路、阀门组焊工艺规程GC19外表面喷砂处理及喷漆工艺规程3. 内罐的制造3.1 材料：主要受压元件（筒体、封头等）的材料须符合图样规定的材料标准，并按规定要求复验合格后方可使用。
3.2 内封头：切边并开坡口，一般左（顶）封头为外坡口，右（底）封头为内坡口或其他型式。
3.2.1 封头外购：须附质量合格证明书及检验记录，入库时进行各项要求检查，参照应变强化低温容器内封头的采购要求，按GB/T25198-2010标准的检查方法检测：（1）直边倾斜度（2）内直径公差（3）最大最小直径差（4）封头总深度（5）直边高度（6）封头成形后的最小壁厚（7）封头内外表面应酸洗钝化，并经脱脂处理，表面不得有裂纹，分层，凹坑现象，不合格者不得使用。
3.3 内筒体：3.3.1 划线：将钢板垫平实，按《筒体制造工艺守则》进行划线放样，并按质量手册有关规定用记号笔进行标记移植。
并划出产品焊接试板600×225两块。
注：同厚度筒节的材料应尽量采用相同炉批号。
3.3.2 切割：切割下料，并去除熔渣及飞溅，切割后与下料线的偏差：-1mm＜△＜3mm。
奥氏体不锈钢焊接工艺评定工作程序
奥氏体不锈钢焊接工艺评定工作程序1. 简介本文档旨在提供奥氏体不锈钢焊接工艺评定工作的详细程序和步骤说明。
奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性、高强度和高温性能，在各种工业领域得到广泛应用。
为确保焊接质量和工艺可控性，对奥氏体不锈钢焊接工艺进行评定是必要的。
2. 工艺评定的目的和意义奥氏体不锈钢焊接工艺评定的主要目的是验证焊接工艺的可行性和可靠性，确保焊缝质量满足要求。
具体的意义如下：•确定合适的焊接参数，如焊接电流、电压、速度等。
•评估焊接材料、设备和人员的适应性。
•对新型材料和工艺进行优化和改进。
•提供焊接质量控制的依据和参考。
3. 工艺评定的步骤和流程3.1 准备工作在进行奥氏体不锈钢焊接工艺评定之前，需要进行以下准备工作：•确定评定焊缝型号和规范要求。
•准备焊接机器和设备，确保其性能和运行状态良好。
•准备焊接材料，包括基材和填充材料。
•确保评定人员具备相关焊接知识和经验。
3.2 实施评定工作奥氏体不锈钢焊接工艺评定的具体步骤如下：3.2.1 焊接试样的制备根据评定焊缝的型号和规范要求，制备相应的焊接试样。
试样可以采用不同的尺寸和形态，以模拟实际焊接工艺条件。
3.2.2 焊接参数的选择根据试样的材料特性和焊接要求，选择合适的焊接参数，如电流、电压、速度等。
参数的选择应根据实际情况进行调整和优化。
3.2.3 焊接实验的进行在选择好焊接参数后，进行焊接实验。
根据焊接工艺要求，对试样进行焊接。
在焊接过程中，应监测和记录焊接参数和实时温度等数据。
3.2.4 焊接质量评定对焊接试样进行质量评定，包括焊缝的外观质量、尺寸和力学性能等指标。
通过实验结果和评定标准进行比较和分析，判断焊接工艺的可行性和可靠性。
3.3 结果分析和总结根据焊接实验的结果，进行结果分析和总结。
对于满足要求的焊接工艺，可以直接应用于生产；对于不满足要求的焊接工艺，需要进一步优化和改进。
总结评定工作的经验和教训，提出改进建议。
4. 结束语本文档详细介绍了奥氏体不锈钢焊接工艺评定的工作程序和步骤。
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术分析
Hale Waihona Puke 关 键 词 ：奥 氏体 不锈 钢 ；压 力 容 器 ；应 变强 化 技 术 中图分类号 ：Ｔ Ｈ４ ９ 文献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ ０ ２ ． １ ３ ８ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６ ． ０ １ １ ３ － ０ １
在能源工业 发展形势下，不锈钢压力容器 的低能耗发展
电工技术 － 理论 与实践
奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术分析
刘 洋 江 玉 良
中核新 能核工 业工程 有限责任公 司，山西 太原 ０ ３ ０ ０ １ ２
摘 要 ：在 社 会 经 济和 科 学 技 术 不 断 发展 的过 程 中 ，能 源 ＿ Ｔ － Ｊ ， ｋ 也 获 得 了极 大 的进 步 ，这 就 对 石 油石 化 生 产 所 应 用 的压 力 容 器 提 出 了 更 高 的要 求 ， 应 逐 渐 向 着 复 杂 化 、 大型 化 的 方 向 发 展 。 奥 氏体 不锈 钢 压 力 容 器在 轻 型化 设 计 的 过程 中， 应 用到 一 种 重 要 技 术 手 段 就 是 应 变 强化 技 术 ． 尤 其适 用 于 容 器 所应 用 的 高韧 性 材 料 和 强度 较 低 状 况 。 本研 究 主要 介 绍 了奥 氏体 不锈 钢 压 力 容 器的 应 变 强化 技 术 的作 用原 理 ， 并对 应 变 强化 技 术 进 行 了详 细 的 分析 ， 以期 实现 压 力容 器轻 型化 发展 目标 ，提 高压 力 容
势在必行 ，充分利用应变强化技术 的优 势，不仅能够保障生
产的安全性 ，还 能有效的降低成 本投入，大大减轻容重 比，
部承载压力 （ ｐ ），得 出设计 强度 。根据最 终计 算的结果， 计算 出来应用变应强化技术设计的容器 的强化压力 （ Ｐ ｋ ）， 结合实际生产过程，借助有效 的强化处理工艺将奥 氏体不锈 钢压力容器的整体承受应力提高到 ｏ ｋ ，进 一步增 强奥氏体
奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定设计
第一章焊接工艺评定基本原理1.1焊接工艺评定的目的焊接工艺评定的目的是验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性，并评定施焊单位能力。
1.2焊接工艺评定的一般程序焊接工艺评定的一般过程是：在产品施焊之前，根据材料的焊接性能，结合产品的制造工艺拟定焊接工艺指导书，遵照焊接工艺评定标准施焊试件、制取式样，检查试件和式样，测定焊接接头是否具有所要求的使用性能，提出焊接工艺评定报告，对拟定的焊接工艺指导书进行评定作出结论。
根据评定合格的焊接工艺指导书，可以编制出在它覆盖范围内若干焊接工艺规程，规范生产单位的制造安装焊接工作。
若评定不合格，则应分析不合格原因，修订焊接工艺指导书，重新评定。
1.3 焊接性能是焊接工艺评定基础1.3.1 焊接性能试验目的、作用和方法焊接性能是金属材料对焊接加工的适应性。
即材料在限定的施工条件下焊接符合设计要求的构建，并满足预定服役要求的能力。
焊接性能受材料、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素的影响。
焊接性能试验包括焊接工艺性能试验和焊接接头使用性能试验。
焊接工艺性能试验主要指焊接裂纹敏感性试验、焊接气孔敏感性试验；焊接接头使用性能包括力学性能、耐腐蚀性能、抗疲劳性能、抗脆断性能。
通过焊接性能试验可以了解焊接方法、焊接工艺对金属材料的适应性；了解焊接材料的匹配性；可以合理地选择焊接工艺参数。
焊接裂纹敏感性试验可分为间接法和直接法两大类。
做焊接性能试验时要根据金属材料的特点，要有针对性。
奥氏体不锈钢从凝固到冷却至室温都保持奥氏体组织，不发生马氏体转变，没有冷裂纹倾向。
对奥氏体不锈钢不做热影响区最高硬度试验或Y形坡口焊接裂纹试验。
第二章奥氏体不锈钢TIG焊的焊接工艺评定理论基础2.1对接焊缝、角焊缝的焊接工艺评定2.1.1评定对接焊缝工艺时，采用对接焊缝试件。
对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝。
试件形式示意图1。
.图1 焊接工艺评定试件形式2.1.2管与板角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于板材的角焊缝，反之亦可。
奥氏体不锈钢焊接工艺规范的制定
奥氏体不锈钢焊接工艺规范的制定在钢材焊接当中，奥氏体不锈钢焊接是非常重要的组成部分，其不仅有普通钢材焊接的常规需求，也具有属于自己的需求。
所以要通过不锈钢材料的特质，然后在根据企业的实际状况，来创建出完善的焊接工艺规范。
同时还要了解到，奥氏体不锈钢的焊接作业，能够保证奥氏体不锈钢焊接具有稳定性，同时也能够确保产品满足质量要求。
标签：奥氏体不锈钢;焊接;工艺规范焊接属于可靠、经济的结构衔接形式，在生产行业当中具有非常重要的作用。
而由于科技水平的发展，让城市化的发展脚步也逐渐加快，而在城建工作当中，由于奥氏体不锈钢具备防锈、耐腐蚀性、极强韧性，因此得到了广泛的使用。
所以相关工作者一定要创建出完善的焊接工艺规范，以此来进一步提高城建工作的水平。
那么下面我们就来具体的讨论一下相关的话题。
1 奥氏体不锈钢的焊接性钢的焊接性，主要是在良好的焊接条件中，能够很容易的获取质量过关的焊接接头。
而钢的焊接性主要包括两个方面，分别为焊接工艺性能以及使用性能。
奥氏体不锈钢属于面心立方晶格结构，一般情况下拥有非常好的韧性，所以用其制造出来的钢，具备很好的弯折、卷曲;在进行冷加工期间，不会形成淬火硬化，虽然它的线膨胀系数很高，不过在进行焊接的时候，很少会形成冷裂纹。
而在对奥氏体不锈钢进行焊接期间所具有的问题包括：焊缝热裂纹敏感程度高;接头处会具有碳铬溢出，导致耐腐蚀性降低;在接头里具有很多的铁素体，从而构成475℃脆化。
掌握层间温度，提升焊接速率，并采用迅速冷却的方式，和MIG焊、TIG 焊等，可以全面的加强奥氏体不锈钢的焊接工艺水平，另外还能够确保焊接接头的性能。
2 晶间腐蚀奥氏体不锈钢焊接期间，焊接接头极有可能出现晶间腐蚀的情况，而想要避免此类情况的发生，那么就要做好下面的工作：（1）使用低碳焊材，或者含钛的焊条等;（2）降低焊接熔池的热度，采用小电流来提高冷却的速度。
3 奥氏体不锈钢焊接工艺规范的制定3.1 焊接设备和工具要掌握正确的焊接方式，以及合理的采用维护焊机，另外要确保设备能够得到正常的运行。
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奥氏体不锈钢应变强化焊接工艺评定
方案
固定式奥氏体不锈钢应变强化低温容器
焊接工艺评定方案
编制：
审核：
批准：
重庆中容石化机械制造有限公司
10月
一、总则
奥氏体不锈钢具有良好的综合力学性能和优异的抗腐蚀性能及良好的低温使用性能，是一种应用广泛的压力容器用钢。
一般奥氏体不锈钢屈服强度较低，屈强比小，按照现行的安全系数，其许用应力由材料的屈服强度决定，由实际应用经验证明，由此方法确定的材料许用应力与材料在低温使用条件下的强度值较大，因而导致设计的低温压力容器壁厚较厚、设备笨重，材料浪费严重，制造和运输成本较高。
利用应变强化工艺，在确保奥氏体不锈钢原有力学性能不受大的影响的前提下，使材料发生一部分塑性变形，能够有效提高奥氏体不锈钢的屈服强度。
采用应变强化后材料新的屈服强度设计的容器，其壁厚一般能够减薄30%～50%，有利于节省材料，降低制造成本及运输中的能耗，经济效益显著。
二、编制依据
奥氏体不锈钢应变强化低温容器焊接工艺评定，针对奥氏不锈钢应变强化前后力学性能的改变及本公司低温容器焊接接头的特点进行焊接工艺评定试验。
按照Q/TCZR4207- 《固定式奥氏体不锈钢应变强化低温容器》、GB150.1～150.4- 《压力容器》、NB/T47014- 《承压设备焊接工艺评定》、NB/T47016- 《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》的规定及要求进行编制。
1、焊接工艺评定一般要求
1.1、焊接工艺评定试验应按NB/T47016- 《承压设备产品焊接试
件的力学性能检验》规定；
1.2、焊接工艺评定应在本单位进行。
焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，金属材料、焊接材料应符合相应标准，由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件；1.3、对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于角焊缝；
1.4、在焊接本工艺评定前，应首先对本工艺评定提出相应的预焊接工艺规程，焊接工艺评定合格后，提出相应的焊接工艺评定报告；
1.5、焊接工艺评定方案的评定内容及结果应当由单位焊接责任工程师审核，技术负责人批准，经过监检人员认可后方可进行。
三、焊接工艺评定目的
1、本次焊接工艺评定，是为固定式奥氏体不锈钢应变强化低温容器焊接施工提供依据；
2、评定奥氏体不锈钢应变强化低温容器的所采用的焊接方法，坡口型式等一系列焊接参数；
3、验证奥氏体不锈钢应变强化后屈服强度较应变强化之前有较大的提高，为采用应变强化后新的屈服强度提供理论基础。
四、焊接工艺评定项目
本次焊接工艺评定试验材料将选取国产GB24511.S30408(δ=8和δ=12)和美国ASME材料SA-240.S30400(δ=8和δ=12)两种材料进行，以检验美国ASME材料和国产材料焊接参数及焊接材料。
由于固定式奥氏体不锈钢应变强化低温容器在制作过程中焊接方
法多样（埋弧焊，焊条电弧焊，钨极氩弧焊），且试验又分为应变强化前和应变强化后。
故决定了本次焊接工艺评定项目多样性与复杂性。
下表1中，序号1~12为应变强化之前焊接工艺评定项目，序号13~24为应变强化之后焊接工艺评定项目。
表1 焊接工艺评定试验项目
五、组织机构
本次工艺评定由技术、质量、生产、专业焊接管理人员、焊工、无损检测人员组成专业小组，负责本次焊接工艺评定的组织实
施。
焊接工艺评定焊接人员，必须由本公司熟练焊工进行焊接，并邀请驻厂监检人员现场监督指导。
表2 焊接工艺评定试验机构人员组成
六、焊接工艺评定
1、母材
奥氏体不锈钢应变强化焊接工艺评定试板(S30408 和S30400)
，必须是按炉进行化学成分复验和按批进行力学性能复验合格的板材，且材料化学成分和力学性能分别符合表3表4规定。
表3 材料的化学成分
表4 材料的力学性能
以下表5~表8为焊接工艺评定各种材料各种厚度化学成分与力学性能表。
表5 S30408 δ8化学成份与力学性能表
表6 S30400 δ8化学成份与力学性能表
表7 S30408 δ12化学成份与力学性能表。