焊接工艺课程设计报告书

第1章绪论

1.1液化气干燥器结构的概述

液化气干燥器，壁厚20mm，材料为1Cr18Ni9Ti。尺寸：长2.8m,直径1.5m。如图1.1所示：

作为储气压容器的要考虑抗爆问题，也就是强度问题，应控制焊缝成型和裂纹问题。在焊接完成后，敲掉焊渣，然后进行热处理。由于采用手工电弧焊和MIG 焊进行焊接，故焊接后应进行一定数量的X光片或超声波焊缝内部检查，并按设计规定级别评定。

1.2焊接方法

液化器干燥器的干燥室焊接属于环焊缝焊接。

通常来讲，环焊缝通常用手工电弧焊，MIG焊等方法进行焊接。其他的焊接方法起辅助作用，为了更好的完成本次任务，下面是我对手工电弧焊和MIG焊的一些介绍：

1、手工电弧焊的焊接技术使用不同的方法保护焊接熔池，防止和大气接触。热能由电弧提供。和MIG焊一样，电极为自耗电极。金属电极外由矿物质熔剂包覆，熔剂熔化时形成焊渣手工电弧焊盖住焊接熔池。此外，包覆的熔剂还释放出气体保护焊接熔池，而且，还含有合金元素用来补偿合金熔池的合金损失。在有些情况下，包覆的熔剂内含有所有合金元素，中部的焊条仅是碳钢。然而，在采用这些类型的焊条时，需要特别小心，因为所有飞溅都具有软钢性质，在使用过程中焊缝会锈蚀。如果使用直流电弧，焊条连接到正极，但如果使用钛型焊条，也可以使用交流电弧。电压一般为20～30伏，电流取决于焊接材料的厚度、焊条规格、焊接结构，范围在 15～400安。

2、手工电弧焊的特点：

1）设备简单。

2）操作灵活方便。

3）能进行全位置焊接适合焊接多种材料。

4）不足之处是生产效率低劳动强度大。

3、MIG焊：熔化极氩弧焊是使用焊丝作为熔化电极，采用氩气或富氩混合气体作为保护气体的电弧焊方法。。当保护气体是惰性气体Ar或Ar+He时，通常称作熔化极惰性气体保护电弧焊，简称MIG焊。

4、MIG焊的优点：

1）和TIG焊一样，它几乎可以焊接所有的金属，尤其适合于焊接铝及铝合金、铜及铜合金以及不锈钢等材料。焊接过程中几乎没有氧化烧损，只有少量的蒸发损失，冶金过程比较简单。

2）劳动生产率高

3）MIG焊可直流反接，焊接铝、镁等金属是有良好的阴极雾化作用，可有效的去除氧化膜，提高了接头的焊接质量。

4）不采用钨极，成本比TIG焊低；有可能取代TIG焊。

5）MIG焊焊接铝及铝合金时，可以采用亚射流熔滴过渡方式提高焊接接头的质量。

5、MIG焊的缺点：

1）由于氩气为惰性气体，不与任何物质发生化学反应，所以对焊丝及母材表面的油污、铁锈等较为敏感，容易产生气孔，焊前必须仔细清理焊丝和工件。

2）氩气及混合气体均比co2气体的售价高，故焊接成本比co2气保焊成本高。

1.2.1概述

1、工作原理

1）手工电弧焊：手工电弧焊属于焊接方法中熔化焊的一种，是将两个分离的金属，在接头处局部加热或加压，或者加热时同时又加压、熔化、冷却后凝固成一个牢固的整体。它是利用电弧热局部熔化焊件和焊条以形成焊缝的一种手工操作焊接方法。

2）MIG焊：焊接时，氩气或富氩混合气体从焊枪喷嘴中喷出，保护焊接电弧及焊接区；焊丝由送丝机构送向焊件待焊处送进；焊接电弧在焊丝与焊件之间燃烧，焊丝被电弧加热融化形成熔滴过渡到熔池中。冷却时，由焊丝和母材金属共同组成的熔池凝固结晶，形成焊缝。

2、应用

1）手工电弧焊：手工电弧焊的应用虽因气体保护电弧焊和其他高效焊接方法的发展而有所减少，但仍然是各个工业部门常用的焊接方法，用于多品种、小批量的焊接件最为经济，在许多安装焊接和修补焊接中还不能为其他焊接方法所取代。但焊工的操作技术水平对手工电弧焊质量影响很大，因此焊工必须接受严格培训，方能从事此种焊接工作。

2）MIG焊：MIG焊几乎可以焊接所有的金属材料，既可以焊接碳钢、合金钢、不锈钢等金属材料，也可以焊接铝、镁、铜、钛及其合金等易氧化的金属材料。然而，在焊接碳钢和低合金钢等黑色金属时，更多的采用使用富氩混合气体的MAG焊，而很少采用纯惰性气体的MIG焊，因此MIG焊主要用于焊接铝、镁、铜、钛及其合金，以及不锈钢等金属材料。

3、缺陷

1）手工电弧焊：1件表面焊前清理不良，药皮受潮，焊接电流过小或焊接速

度过快，使气体来不及逸出熔池。2.咬边：焊接电流过大、电弧过长、运条方法不当等会形成咬边。3.夹渣：接头清理不良、焊接电流过小，运条不适和多层焊时前道焊缝的熔渣未清除干净等易产生夹渣。4.未焊透：焊接电流过小，焊接速度太快、坡口角度太小或装配间隙太小、电弧过长等易形成未焊透。5.裂缝：不正确的预热和冷却，不合理的焊接工艺(如焊接次序)、钢的含硫量过高、气孔与夹渣的诱发等均会形成裂缝。

2）MIG焊：1.焊缝成型差：焊缝成形差主要表现在焊缝波纹不美观，且不光亮；焊缝弯曲不直，宽窄不一，接头太多；焊缝中心突起，两边平坦或凹陷；焊缝满溢等。2.裂纹：铝及铝合金焊缝中的裂纹是在焊缝金属结晶过程中产生的，称为热裂纹，又称结晶裂纹。其形式有纵向裂纹、横向裂纹（往往扩展到基体金属），还有根部裂纹、弧坑裂纹等等。裂纹将使结构强度降低，甚至引起整个结构的忽然破坏，因此是完全不答应的。3.气孔：在铝及铝合金MIG焊中，气孔是最常见的一种缺陷。要彻底清除焊缝中的气孔是很难办到的，只能是最大限度地减小其含量。按其种类，铝焊缝中的气孔主要有表面气孔、弥散气孔、局部密集气孔、单个大气孔、根部链状气孔、柱状气孔等。气孔不但会降低焊缝的致密性，减小接头的承载面积，而且使接头的强度、塑性降低，非凡是冷弯角和冲击韧性降低更多，必须加以防止。4.烧穿。5.未焊透及未融合。

1.2.2焊接设备

1：手工电弧焊：

2.MIG焊：

1.3母材的化学成分及焊接性

母材材料为1Cr18Ni9Ti ，属于奥氏体不锈钢。 C Si Mn P S

12.0≤% 0.1≤% 0.2≤% 035.0≤% 03.0≤% 抗拉强度/MPa 屈服强度/ MPa 伸长率

≥520MPa ≥205MPa ≥40%

1.3.3 1Cr18Ni9Ti 的焊接性分析

1Cr18Ni9Ti 是应用最广泛的一种奥氏体不锈钢，也是奥氏体不锈钢个基本钢种，其他奥氏体钢的钢号都是根据不同的使用要求而衍生出来的。

1） 晶间腐蚀：

1Cr18Ni9Ti 焊接接头有三个部位能出现晶间腐蚀现象，取决于钢和焊缝的成分。焊缝区的晶间腐蚀可以通过（1）焊接材料，使焊缝金属或者成为超低碳情况，或者含有足够的稳定化元素Nb ；（2）调整焊缝成分以获得一定数量的铁素体相来避免。

2） 热裂纹：

1Cr18Ni9Ti 焊接时，在焊缝区及近缝区都有产生裂纹的可能性，主要是热裂纹。最常见的是焊缝凝固裂纹。HAZ 近缝区的裂纹大多是所谓液化裂纹。在大厚度焊接中也有时见到焊道下裂纹

3） 析出现象：

在不锈钢中，铁素体相通常只有在%16>w cr 才会析出，由于铬有很高的扩散

性，铁素体相在铁素体中析出比奥氏体快。σδ→的转变速度与δ相的合金化程度有关，而不单是δ相的数量。凡铁素体化元素均加强σδ→转变，即被Cr 、Mo 等浓化了的δ相易于转变析出δ相。

4） 低温脆化