70奥氏体不锈钢采用焊条电弧焊焊接工艺

南昌工程学院毕业设计(论文)机械与电气工程系（院）10材料成型及控制工程专业毕业设计（论文）题目奥氏体不锈钢采用焊条电弧焊的焊接工艺评定学生姓名毛小辉班级10材料成型及控制工程学号2010100284指导教师张丽玲完成日期2014年5月16日奥氏体不锈钢采用焊条电弧焊的焊接工艺评定SMAWProcedureQualificationofAusteniticStainlessSteel总计毕业设计（论文）30页表格9个插图5幅摘要根据目前奥氏体不锈钢焊接日益发展迅速的局面来看,如何针对奥氏体钢的焊接性能来选择合适的焊接工艺显得尤为重要，而焊接工艺评定又是焊接技术和焊接质量控制的水平和能力的标志。鉴于此,在相关的不锈钢的性能知识中选用奥氏体不锈钢材料0Cr18Ni9，同样在焊接理论基础上,选出焊条电弧焊作为研究方法，结合焊接试验实例，阐述在奥氏体不锈钢采用焊条电弧焊的焊接过程中，如何对焊接材料和焊接工艺做出正确的选择，以及通过力学性能测试，采用拉伸、弯曲、冲击等试验方法来确保能得到具有良好使用性能的焊接接头，从而达到对奥氏体不锈钢焊接的焊接工艺评定。关键词奥氏体不锈钢焊条电弧焊焊接工艺力学性能测试AbstractAccordingtothecurrentweldingofausteniticstainlesssteelgrowsrapidly,weldabilityofausteniticsteelsisparticularlyimportanttoselectasuitableweldingprocess.Anditisasignoftheweldingprocedurequalificationandcapabilityofweldingtechnologyandweldingqualitycontrol.Inviewofthis,theselectionofausteniticstainlesssteelmaterial0Cr18Ni9intheperformanceofknowledgeinastainlesssteel,alsointheweldingtheorybasis,choosetheSMAWasresearchmethods,combinedwiththeweldingtestexamples,expoundsonausteniticstainlesssteelbyshieldedmetalarcweldingprocess,howtomaketherightchoiceofweldingmaterialandweldingprocess,andthethroughthetestofmechanicalproperties,thetensile,bending,impacttestmethodtoensurethatcangettheweldedjointhasgoodpropertiesforuse,soastoachievetheweldingofausteniticstainlesssteelwelding.KeyWords:Austeniticstainlesssteel;SMAW;weldingprocedure;Mechanicaltesting目录摘要………………………………………………………………………IABSTRACT………………………………………………………………………II第一章绪论………………………………………………………………………11.1选题的依据………………………………………………………………………………11.2课题的意义………………………………………………………………………………11.3研究概况及发展趋势综述………………………………………………………………11.4焊接技术的发展趋势……………………………………………………………………21.5主要内容及特色…………………………………………………………………………2第二章奥氏体不锈钢……………………………………………………………42.1奥氏体不锈钢的化学成分与力学性能…………………………………………………42.2奥氏体钢的焊接性………………………………………………………………………52.2.10Cr18Ni9的焊接性能………………………………………………………………62.2.2焊接接头的晶间腐蚀………………………………………………………………72.2.3焊接接头的刀口腐蚀………………………………………………………………72.2.4应力腐蚀开裂………………………………………………………………………72.2.5焊接接头的热裂纹问………………………………………………………………8第三章焊条电弧焊工艺…………………………………………………………103.1手工焊概述……………………………………………………………………………103.2焊条电弧焊的原理及特点……………………………………………………………103.3焊条电弧焊设备………………………………………………………………………113.4焊条的分类……………………………………………………………………………133.5焊条电弧焊的操作……………………………………………………………………14第四章奥氏体不锈钢采用焊条电弧焊的焊接工艺…………………………174.1焊前准备………………………………………………………………………………174.2焊接工艺参数…………………………………………………………………………204.2.1焊条直径…………………………………………………………………………204.2.2焊接电流…………………………………………………………………………204.2.3焊接位置…………………………………………………………………………204.2.4焊接层数…………………………………………………………………………204.2.5电弧电压…………………………………………………………………………204.2.6焊接速度…………………………………………………………………………20第五章奥氏体不锈钢采用焊条电弧焊的焊接实验研究……………………225.1焊接实验设计图………………………………………………………………………225.2焊接实验母材…………………………………………………………………………225.3焊接实验设备…………………………………………………………………………235.4焊接实验方法…………………………………………………………………………235.5焊接实验的步骤………………………………………………………………………235.5.1下料………………………………………………………………………………235.5.2板材的装配………………………………………………………………………245.5.3焊接………………………………………………………………………………245.5.4焊后的清理工作…………………………………………………………………245.5.5注意事项…………………………………………………………………………245.5.6实验结果分析……………………………………………………………………24第六章奥氏体不锈钢的力学性能测试………………………………………266.1拉伸试验………………………………………………………………………………266.2弯曲试验………………………………………………………………………………266.3冲击试验………………………………………………………………………………266.4力学性能试验结果分析………………………………………………………………276.6焊缝质量的检测………………………………………………………………………27结语………………………………………………………………………………28参考文献…………………………………………………………………………29致谢………………………………………………………………………………30南昌工程学院本科毕业设计（论文）1第一章绪论1.1选题的依据近年来,材料科学的不断发展，钢逐渐成为我们社会不可缺少的一种材料，它是可以作为一个国家工业水平的标志。一个国家的工业化水平越高，它需要的钢类也更多。不锈钢一般含Cr大于18％，还含有8％左右的Ni和少量钼、氮、钛等元素。其综合性能良好，可用作为耐多种介质腐蚀材料。作为钢中重要的一种以其特殊的焊接性能、使用性能和力学性能被广泛的应用于不同业，为现代工业的发展和科技的进步奠定了重要的物质基础。其中奥氏体不锈钢作为不锈钢非常重要的一种，开发好和使用好对我国的工业化来说非常重要。社会主义现代化的不断发展加上人们对更高品质生活的追求，不锈钢材料及其相关的技术科学将得到不断地发展、完善。现如今世界上大多数钢连接都是用焊接方法来完成的，而在我们的日常生活中，焊条电弧焊是材料连接中不可缺少的一种方法。当前我国用的越来越多的钢就是奥氏体不锈钢，所以针对这种材料的焊接研究变得十分有必要。所以通过用焊条电弧焊的方法来研究奥氏体不锈钢的焊接是这次选择的原因之一。焊接方法很多，埋弧焊，二氧化碳保护焊等，采用焊条电弧焊是由于其操作灵活，方便，成本低，因而成为广泛应用于奥氏体不锈钢的生产、连接过程中。1.2课题的意义奥氏体不锈钢是一种非常重要的工程材料，被广泛应用到各种工业中，通过对其焊接课题的研究能够将其日益突显的焊接问题进行归纳整理。另外，对奥氏体不锈钢的得焊接技术进行更深一步的探索。还可以通过对造成焊接缺陷原因的分析，逐步改善和提高奥氏体不锈钢的焊接质量。奥氏体不锈钢的焊接质量受到焊接设备、材料、工艺流程以及技术操作水平等各个方面的影响，通过对这些影响的分析研究，就可以把奥氏体不锈钢的焊接技术进一步的提高和完善，能够对出现的问题进行及时的解决，将大幅度减少产品的成本。1.3研究概况及发展趋势综述1913年奥氏体不锈钢在问世于德国，在不锈钢的发展历程中一直占有很重要的角色，生产量和工业使用量约超过占不锈钢的总产量和用量的百分之七十。钢号同样也是最多，现如今今我国常用奥氏体不锈钢的种类就有40多个。奥氏体不锈钢主要包括有18Cr-8Ni第一章绪论2钢以及在此基础上增加些铬镍含量，同时加入一些Ti、Si、Cu、Ni、Mo等元素组成了高Cr-Ni钢类。现在的奥氏体不锈钢的重要发展主要在：研究改善点蚀与耐缝隙腐蚀技术；进一步改善减少晶间腐蚀和应力腐蚀；加入新元素来改善不同温度下的抗氧化性和强度.；完善切削性和构件表面的精度的流程设计。作为极具发展潜力的金属材料，今后的发展集中在钢种的极低碳化和高纯化；开发有特色用途的新钢种、高耐蚀高强度高氮钢、热海水用的高钼钢和不锈钢超功效材料等；特殊工艺的开发，多研制出复合材料和非晶体奥氏体不锈钢。焊接中运用的技术是当代工业生产中不可缺少的制造技术之一。科学技术的不断发展使得焊接过程中用到的技术越来越受到各行各业密切的关注，并广泛应用于冶金、机械、建筑、桥梁、汽车、船舶、电力、压力容器、电子、锅炉、航空航天、军事装备和军工等产业部门。尤其是焊条电弧焊技术，因为使用上非常灵活，不管是在焊接车间内，还是在其他野外施工现场，都非常普及。对于手工焊，当前主要对焊接中的电弧、焊丝、焊条以及焊接材料的研究，旨在选出最适合实验的材料和工艺。虽然我国目前在焊接材料的研究和应用生产上取得很大的进步，但是，我国在焊接材料生产的质量和品种方面依旧面临着严峻的挑战。现如今焊接材料仍以研究焊条为主体，焊条的生产总量约占焊接材料总量的80％。为了进一步改善这种局面，大力发展实芯焊丝和药芯焊丝是焊接材料的一个重要的突破方向。1.4焊接技术的发展趋势1、提高焊接的生产率是推动焊接工艺技术的发展重要驱动力。2、提高装配车间的机械化，实现焊接自动化水平是当前世界先进工业国家的重点发展方向。3、焊接过程的自动化、智能化是提高焊接质量稳定性,解决恶劣劳动条件的重要方向。4、新兴特色工业的发展是不断推动焊接技术的前进的动力。5、新能源、热源的研究和开发