焊接技术及自动化专业毕业论文

xxxxxxx学院

毕 、

题 目 专 业 班 级 姓 名 指导教师

业 设 计（论文）

板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板采用焊条电弧焊 的焊接工艺评定（拉伸） 焊接技术及自动化 1班 xx xx 2016 年 4 月 5 日

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摘要

钢是我们现代社会中不可缺少的一种材料，它可以看作一个国家工业化水平的标志。钢的产量越高就代表这个国家的工业化水平越高。不锈钢是钢中非常重要的一种，由于不锈钢具有特殊的使用性能和力学性能，在现在的各行各业中已经被越来越多的使用。在不锈钢中奥氏体不锈钢又是其中非常重要的一种，在发达国家每年消耗的不锈钢中有70%的是不锈钢，在我过也达到了65％左右。因此开发和使用好奥氏体不锈钢对我过的工业话来说已经越来越重要了。

0cr18ni9就是奥氏体不锈钢，我做的这个课题就是探讨0cr18ni9在低温贮罐制造中的性能。低温贮罐是用来储存液N液Ar液态的CO2等低温液体的容器，液态介质的特殊性能就决定了制造材料需要特殊性能，而奥氏体不锈钢0cr18ni9就具有这样的性能。低温贮罐在现在的生活、生产中使用已经越来越广泛,因此对0cr18ni9的探讨就显得越来越重要。在这篇论文中我会着重为大家阐述0cr18ni9在低温压力容器制造中的焊接性能，力学性能，使用性能和焊接工艺。

在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨0gr18ni9在低温压力容器中的各项性能。我的这个试验就是规格为6×150×300mm的两块0cr18ni9扳水平对接焊接方法就是手工电弧焊。针对这个试验做出完整的焊接工艺评定，并且根据评定要求对式样做相应的无损检验和力学性能的检验，从而来判定0cr18ni9的各项性能。

关键词:

焊接性能 力学性能 使用性能 焊接工艺

Abstract

Steel our modern society is indispensable to a material, it can be seen as a sign of the level of

industrialized countries. The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level

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of industrialization. Stainless steel is a very important one， because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties, in all walks of life in the present have been increasingly used。 Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one, in the developed world consumption of stainless steel annually in 70％ of the stainless steel is, I have also reached about 65 percent. Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the industry has become increasingly important.

0cr18ni9 is austenitic stainless steel， I do on this subject is 0 cr18ni9 in low-temperature storage tank manufacturer in the performance。 Cryogenic storage tank is used to store liquid N Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers， liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance， and austenitic stainless steel 0 cr18ni9 on with this performance. Cryogenic storage tank in the present life， has been used in the production of more extensive， therefore 0 cr18ni9 of it is beco Steel our modern society is indispensable to a material， it can be seen as a sign of the level of industrialized countries。 The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level of industrialization. Stainless steel is a very important one， because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties， in all walks of life in the present have been increasingly used. Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one, in the developed world consumption of stainless steel annually in 70% of the stainless steel is, I have also reached about 65 percent。 Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the industry has become increasingly important。

0cr18ni9 is austenitic stainless steel, I do on this subject is 0 cr18ni9 in low—temperature storage tank manufacturer in the performance。 Cryogenic storage tank is used to store liquid N Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers， liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance， and austenitic stainless steel 0 cr18ni9 on with this performance。 Cryogenic storage tank in the present life， has been used in the production of more extensive, therefore 0 cr18ni9 of it is becoming increasingly important. In this paper I will focus on as we set out in the cold 0 cr18ni9 pressure vessel manufacture of welding performance， mechanical properties， the use of performance and welding technology。

In this paper I will pass a welding test to explore 0 gr18ni9 in low-temperature pressure vessel in the performance。 This is my test specifications for the 6 × 150 × 300mm 2 0 cr18ni9 pull the butt welding method is the level of manual arc welding。 For the pilot to complete the welding

technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non—destructive testing and inspection， to determine 0 cr18ni9 the performance.

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ming increasingly important。 In this paper I will focus on as we set out in the cold 0 cr18ni9 pressure vessel manufacture of welding performance， mechanical properties， the use of performance and welding technology。

In this paper I will pass a welding test to explore 0 gr18ni9 in low-temperature pressure vessel in the performance。 This is my test specifications for the 6 × 150 × 300mm 2 0 cr18ni9 pull the butt welding method is the level of manual arc welding。 For the pilot to complete the welding technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non—destructive testing and inspection， to determine 0 cr18ni9 the performance.

Key word:

Welding performance Mechanics performance Welding craft Operational performance

目 录

1 绪论 ……………………………………………………………………… 2 课题的背景 ……………………………………………………………… 3 材料介绍 ………………………………………………………………… 4 0Cr18Ni9的焊接 ……………………………………………………………… 4。1 0Cr18Ni9焊接性分析 ……………………………………………………

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4.2 0Cr18Ni9的焊接工艺 ……………………………………………………… 4。2.1 0Cr18Ni9的焊接工艺思路分析 ………………………………………… 4.2。2 0Cr18Ni9的焊接工艺应用 …………………………………………… 5 结论 …………………………………………………………………… 6 参考文献 ……………………………………………………………… 7 致谢 ……………………………………………………………………

绪论

机械工业是为所有的工业，农业，国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在实现我国四个现代化的过程中,必须贯彻党的总路线精神，不断解决自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务，使机械设计与制造能力在短时间内超世界水平，除了必须解决设计与制造和使用的科学。而机械制造中的材料问题，一部分是属于金属材料本身的成分与质量问题，另一部分是属于材料的选用是否适当,在加工处理的工艺上是否发挥了材料的最大潜力的问题。因此，在提高金属材料的产量和质量的同时，还要提高和发挥材料的各种性能，充分挖掘潜力，做到既合实用又节省,只有这样才能达到多,快，好，省建设社会主义的目的。

我国解放前合金钢的科学和生产几乎完全是空白点.解放后，我国机械工业的发展速度是世界上前所罕见的。在近20～30年间,不锈钢的出现和大量的使用，推动了不锈钢工业的进程。不锈钢由于具有优良的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的可加工性，外观的精美性，以及无毒无害性,广泛地应用与宇航、海洋、军工、化工、能源等方面,以及日用家具、建筑装潢、交通车辆的装饰上。

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合金元素多、组织结构复杂且多变给不锈钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难.焊接接头的性能好坏，直接关系着设备使用的安全性.国内外对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接做了大量的研究工作，其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究几乎与母材的研究同步，促进了不锈钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的研究成果和文献资料虽然很多，但较为系统的还是寥寥无几，在实际工作中，一部分有关的焊接技术人员和焊工，对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多，有的甚至直接照搬低合金钢的工艺和方法。虽然我国在这几年在不锈钢上的努力有目共睹,但与世界先进国家相比，差距还是很大的.为了尽快弥补这一差距,需要我们现代化的科技人才而我们也需要付出更多.随着社会主义革命和现代化建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求，不锈钢极其相关的技术科学将得到不断地发展和完善。

在世界上45 ﹪的钢的连接是用焊接方法来完成的，手工电弧焊又是我们生活生 而中不可缺少的一部分，目前我用的越来越多的钢就奥氏体不锈钢,所以对于奥氏体不锈钢的焊接的研究已经越来越迫在眉睫。我做这篇论文就是从手工电弧焊方面来研究奥氏体不锈钢的焊接.主要从材料的力学性能化学成分,和通过焊接性的分析来讨论奥氏体不锈钢的焊接性能.最能直观表现奥氏体不锈钢焊接性能的就是焊接工艺知道书，我们通过焊接工艺指导书的编制来反应奥氏体不锈钢的焊接性能。

课题背景

由于奥氏体不锈钢的特殊的焊接性能，在现代社会中越来越多的地方使用到这种钢，现在奥氏体不锈钢也是我们发展研究的一个方向。未来的时间里对奥氏体不锈钢的开发研究也越来越引起专家们的注意,我们对奥氏体不锈钢焊接的了解也应该越来越重视。

焊接奥氏体不锈钢的方法有很多，国内在中厚板奥氏体不锈钢的焊接中，主要采用埋弧焊（SAW)。手工电弧焊由于其操作灵活、方便，设备投资少，因而被广泛用于奥氏体不锈钢结构的生产中这也是一种典型的、传统焊接方法.在手工电弧焊中起关键作用的不锈钢焊条经过我国焊接工作者多年努力，已取得了如下进展：

⑴ 品种

基本上覆盖了各种常规不锈钢钢种，如308、316、309、347、317等等，通常包括酸 性、碱性两个渣系.对于超低C不锈钢焊条，如308L、316L、309L国内也能生产，所以从品种上基本可满足工业部门的使用。

⑵ 质量

对于常规不锈钢焊条而言，从不锈钢焊条的发红、电弧稳定性、飞溅大小、焊缝成型、 颜色、波纹细腻程度、全位置焊接适应性、焊工施焊的舒适性、焊接力学性能、抗腐蚀性等方面,国产不锈钢焊条质量参差不齐。但基本可以满足国内用户的要求。对于一些特殊品种如310MoL、347L、309L仍有许多工厂愿意使用进口焊材。这也表明我国整体不锈钢焊条的工艺质量与国外还有差距,在一些特殊品种上差距较大.

不锈钢埋弧焊大多使用在不锈钢筒体的环缝和纵缝。通常是开X型坡口,先焊内焊缝，然后反面砂轮打磨(甚至气刨).随后焊正面，现行工艺是标准中要求和认可的。存在问题有：

① 对母材损伤较大，对腐蚀性能不利、影响美观。

② 埋弧不锈钢焊丝品种少，质量较差,配用的260和431、350焊剂，往往使焊后缝残留有横向熔渣.焊工需要用砂轮打磨。

③ 因而不锈钢埋弧焊接效率低、成本高、质量粗糙. (3）、CO2不锈钢药芯焊丝电弧焊

采用CO2气保护不锈钢药芯焊丝焊接不锈钢是近二三十年的事。该方法使用常规CO2焊机或MIG焊机，采用100％CO2或80％Ar+20％O2作为保护气体,和普通结构钢实心焊丝焊接相似,即可得到美观的焊缝。在3种方法中，CO2保护不锈钢药芯焊丝有取代前两种焊接方法

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的趋势。这三种焊接方法的对比，见表1。

不锈钢手工电弧焊、MIG实心焊丝和CO2气保护不锈钢药芯焊丝电弧焊的对比

CO2不锈钢药芯焊对比项目 不锈钢手工电弧焊 MIG实心焊丝 丝 效率 低 高 高 成本 高 较高 低 操作工艺性 好 较高 好 焊缝美观 好 较高 好 焊缝性能 好 好 好 全位置适应性 好 一般 好 焊丝品种 多 少 多 对焊工技术要较多 高 一般 求

从上面的数据分析手工电弧焊接将会渐渐被CO2气体保护焊接所替代，但是目前这个阶段手工电弧焊接应用还是很普遍的！

奥氏体不锈钢已具备建筑、化工设备材料所要求的许多理想性能，它在金属中可以说是独一无二的，而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好，一直在改进现有的类型，而且，为了满足高级建筑应用的严格要求,正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高,质量不断改进，不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一.

上面的分析可以看出目前不锈钢的焊接性是很好的,使用也是越来越广泛的。对于这种不锈钢的焊接技术也越来越成熟起来，但在目前这个阶段我们应用最广泛的还是手工电弧焊.在这样的背景下我选择做这样的课题，既有利于了解目前0Cr18Ni9焊接，又有利于了解0Cr18Ni9焊接的发展方向.

OCr18Ni的焊接性分析

对于什么是焊接性，GB/T3375-94《焊接术语》中注明：“材料在限定的施工条件下，焊

接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力”.它包括两方面的内容：其一是焊成的构件符合设计要求;其二是满足预定的使用条件，能够安全运行。 根据讨论问题的着眼点不同,焊接性可分为: （1） 工艺焊接性 （2） 使用焊接性

影响焊接性的因素主要有以下几点： （1） 材料因素 （2） 焊接方法 （3） 构件类型 （4） 使用要求

金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系,所以不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述分析可以看出，很难找出一项

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技术指标可以概括焊接性，只有通过综合多方面的因素才能分析焊接性问题. 分析金属的焊接性我们在不要求做非常准确的情况下我们可以根据碳当量、材料的化学性能、材料的物理性能来判断,如果要求需要很准确的话我们可以通过焊接性试验来判定。0cr18ni9的焊接性能我们就从这方面来判定:

1、0Cr18Ni9的焊接要求

1）0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢，其组织为奥氏体（A)加3—5 ％铁素体(F ）.它具有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下，主要显示出以下基本要求： ① 焊接过程中采用小的线能量输入，减小热影响区范围,加快焊缝及热影响区的冷却速度对不锈钢的焊接是有益的。

② 用0Cr18Ni9焊接时导热系数小，存在过热区，也容易造成热影响区的晶粒长大。焊缝高温停留时间过长，在高温状态下Cr和C形成化合物,在高温区就形成了贫铬层，也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能觉输入较小的焊接方法。

③ 由于导热系数小而线膨胀系数大,自由焊态下焊接易产生较大的变形，选用能量集中，热影响区窄的焊接方法能在一定程度上减少焊接变形。

2）0cr18ni9的含碳量很小，在加上它属于高合金钢碳当量法对它焊接性能的估算是不怎么准确的。因此我们不用碳当量对它的焊接性进行分析。

3） 0cr18ni9属于奥氏体不锈钢，这类钢有具有交高的变形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很底，所以总的来说焊接性还是不错的.但是由于热导率低，热膨胀系数大,局部加热时温度分布不均匀，收缩量大等都将使接头在焊接过程中产生交大的内应力.在焊接的时候应该注意这方面的问题，焊接时尽量避免或减少这种受热不均显现的发生,焊接的速度也应该适当的快点。

上面我们已经从它的化学成分和物理性能对0cr18ni9的焊接性能进行了分析，但是根据这些判断出的焊接性是不够准确的，我们需要准确的判断它的焊接性我们就必须通过焊接性试验来完成。焊接性的试验是很多的,我在这里就用斜Y型坡口焊接裂纹试验方法。 板材的规格是6×150×200mm 焊接方法是手工电弧焊

焊材型号A132，规格¢3.2mm 坡口形式是斜Y型

焊接参数是电流：90—120A，电压20—24V，速度15—20cm/min 斜Y型坡口裂纹试验图如下：

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焊完的试件需要经过48H时效后再作裂纹的检测和解剖。裂纹可以分为表面裂纹、跟部裂纹、断面裂纹三种形式。首先用放大镜目测或莹光粉检查焊缝表面裂纹，然后用机械方法切开六个等长度横向试片，检查五个片面上的裂纹情况.一般用裂纹率作为评定标准。

根部裂纹率=∑LR/L×100% 表面裂纹率=∑Lf/L×100％ 端面裂纹率=∑h/5H×100％

试验焊缝的总长度是80mm而我们焊接裂纹的总长度通过试验测得为9.8mm试件的裂纹率小于20﹪因此在实际生产中如果按要求来做的话是不会产生裂纹的，此种钢的焊接性能还是可以的.

综上所述0cr18ni9钢是具有良好的焊接性能的，在生产中按标准来做的话是应该可以生产出合格的产品，它的使用性能还是可以的。

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0Cr18Ni9的焊接工艺

表Ⅰ—1

编 制 审 核 批 准 评 定 标 准 母 材 0Cr18Ni9 0Cr18Ni9 焊 接 位 置 保 护 气 体 预 热 机械化程度 焊后热处理 后 热 处 理 衬垫材料/规格 清 根 方 法 焊材层焊接 型号/道 方法 牌号 1 2 SMAW SMAW 检 验 项 目 焊接工艺评定指导书（任务书） 指导书编号 评定理由 完成日期 JB4708-2000 验收机关 厚度 ， mm 尺寸，mm 接头形式简图 6mm 6*150*300 6＊150＊6mm 300 焊接方1G 右焊法 向 层间温/ / 度 / 手工焊 / / / / 焊材 电流种类 规格 及极性 电流 (A) 电压 （V） 18.5～20 焊接速度 (cm/min) 15～18 HJ0511-29 热输 钨极 喷嘴 入直径 直径 （kJ/cm） 6。67 6。7 评定指标 JB4708 JB4708 JB4708 / JB4708 JB4708 / / / / A102 3.2mm 反接 90—110 A102 3。2mm 反接 100—20~22 18～20 120 检验项目、评定指标及试样数量 检验标准 GB/T228 面弯 GB/T 背弯 232 侧弯 焊缝 GB/T 热影229 响区 检验标评定指标 检验项目 准 外观检查 GB150 JB4708 拉伸试验 无 射线（RT) JB4730 JB4708 / / 弯曲试验 损 超声(UT) 检 渗透(PT) / / 测 磁粉(MT) / / 冲击 试验 焊缝化学成分 / /

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试样数量 2 2 2 / / / 毕业论文（设计）

金 相 宏观 微观 / / / / 腐蚀试验 硬度检验 / / / / / /

焊接工艺评定指导书

编号：HJ0511—29

名称:板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板手工电弧焊的焊接工艺

评定（拉伸）

编制： 审核: 批准：

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表Ⅰ-2 焊 接 工 艺 评 定 指 导 书 单位名称 河南森源重工有限公司 焊接工艺指导书编号 HJ0511—29 日期 2016.3 焊接工艺评定报告编号 HJ0511—29-1 焊接方法 焊条电弧焊 机械化程度（手工、半自动、自动） 手动 简图:(接头形式、坡口形式与尺寸焊条、焊道布置及顺焊接接头: 序） 坡口形式 带钝边的V型 衬垫(材料及规格） / 其它 / 母材:类别号 VII 组别号 VII-1 与类别号 VII 组别号VII-1 相焊及 标准号 / 钢 号 / 与标准号 / 钢 号 / 相焊 厚度范围： 母材:对接焊缝 1.5～12 角焊缝 不限 管子直径、壁厚范围：对接焊缝 1。5~12 角焊缝 不限 焊缝金属厚度范围: 对接焊缝 《12 角焊缝 不限 其它： 焊接材料: 焊材类别 焊材标准 填充金属尺寸 焊材型号 焊材牌号 其 他 耐蚀堆焊金属化学成分（%） C Si Mn P 其他: S 焊条 GB/T983 3。2mm E307-16 A132 / Cr Ni Mo V Ti Nb 12

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焊接位置:对接焊缝位置 1G 焊接方向：（向上、向下） / 焊后热处理： 角焊缝位置: / 温度范围(℃） / 焊接方向：（向上、向下） / 保温时间（h） /

续表Ⅰ—2 预热： 保护气体: 气体种类 混合比 预热（℃)(允许最低值） 室温 流量（L/min) 层间温度(℃）（允许最高值） 保 护 气 / / / 尾部保护气 / / / 80℃ 背面保护气 / / / 保持预热时间 / 加热方式 / 电特性：电流种类: 直流 极性： 反接 焊接电流范围(A）： 90～120 电弧电压（V)： 18~20 (按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入下表） 焊道/焊层 1 SMAW A102 3.2mm 3。2mm 焊接方法 填充材料 焊接电流 极性 电弧电压焊接速度 线能量 (kJ/cm) 牌号 直径 电流（A) （V） (cm/min) 18。5～20 反 90~110 15～18 6。66 2 SMAW A102 反 100~120 20~22 18～20 6.72 钨极类型及直径 / 喷嘴直径(mm） / 熔滴过渡形式 / 焊丝送进速度（cm/min）: / 技术措施： 摆动焊或不摆动焊： 摆动 摆动参数： / 焊前清理和层间清理： 焊前磨削清理 背面清根方法： 碳 13

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弧气刨 单道焊或多道焊(每面)： 多道焊 单丝焊或多丝焊： 单 导电嘴至工件距离（mm / 锤击： / 其他: 编制

表Ⅰ—3

日期 审 核 日期 批准 日期 注：对每一种母材与焊接材料的组合均需分别填表 焊接工艺评定报告

编号:HJ0511—29—1

名称:板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板采用焊条电弧焊 的焊接工艺评定（拉伸)

编制： 审核： 批准:

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续表Ⅰ-3 焊 接 工 艺 评 定 报 告 单位名称： 河南森源有限公司 焊接工艺评定报告编号 HJ0511—29 焊接工艺指导书编号 HJ0511—29-1 焊接方法 焊条电弧焊 机械化程度：（手工、半自动、自动） 手动 覆盖焊件厚度： 1.5~12mm 接头简图： 母材： 材料标准： GB/T3280 钢号: 0Cr18Ni9 类、组别号: VII-1 与类、组别号:VII-1 相焊 厚度: 6mm 直径： / 其他： / 填充金属： 焊材标准： GB/T3280 焊材牌号： A102 焊材规格： ¢3.2mm 焊缝金属厚度： 6mm 其他： / 焊后热处理:热处理温度（℃）: / 保温时间（h)： / 保护气体： 气体种类 混合比 气体流量（L/min） 保护气 / / / 尾部保护气 / / / 背面保护气 / / / 电特性：电流种类： 直流 极性: 反接 钨极尺寸： / 焊接电流（A） 90~120/¢3。2 电弧电压（V） 18.5~22/¢3.2 其他： / 15

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焊接位置： 对接焊缝位置： / 方向（向上、向下） 技术措施： 角焊缝位置： / 方向（向上、向下） 焊接速度(cm/min）： 15~20 摆动或不摆动：动 预热： 预热温度(℃）： / 层间温度（℃）： 80℃ 其他： /

摆动参数： / 多道焊或单道焊(每面）： 多道 多丝焊或单丝焊： / 其他： / 16

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拉伸试验 试验报告编号： 试样编号 01 02 试样宽度 （mm） 25 25 试样厚度 横截面积 断裂载荷 抗拉强度 （mm) (mm2） （KN） （MPa） 6 6 150 150 673 622 断裂部位 和特征 断焊缝 断焊缝 弯曲试验 试验报告编号： 试样编号 03 04 05 06 试样类型 面弯 面弯 背弯 背弯 试样厚度 (mm） 6 6 6 6 弯心直径 (mm) 24 24 24 24 弯曲角度 （°） 180 180 180 180 试验结果 合格 合格 合格 合格 冲击试验 试验报告编号： 试样编号

续表Ⅰ-3

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试样尺寸 缺口类型 缺口位置 试验温度(℃） 冲击吸收功（J) 备注 毕业论文（设计）

金相检验（角焊缝）： 根部： / 焊缝: / 焊缝、热影响区 / 检验截面 焊脚差（mm） 无损检验： RT： 100﹪（无裂纹） UT： / MT: / PT： / 其他： / 耐蚀堆焊金属化学成分（重量％） C 附加说明： 结论： 本评定按 JB4708-2000 制备试件、检验试样、测定性能、确认记录正确, 评定结果 本评定合格，适用于VII—1类材料的手工电弧焊焊接工艺,适用范围 1。5 ~12 。 Mn Si P S Cr Ni Mo V Ti Nb Ⅰ / Ⅱ / Ⅲ / Ⅳ / Ⅴ / 分析表面或取样开始表面至熔合线的距离（mm）： / 焊工姓名 焊工 代号 施焊 日期 编制 日期 审核 日期 批准 日期 第三 方检验

表Ⅰ-4

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焊 接 工 艺 评 定 试 验 记 录

工艺评定号 层次 焊接方法 焊材批号 焊 接 记 录 焊材 焊接位置 焊机型号 电源极性 电流(A) 电压（V） 焊速cm/min 钨棒直径 伸出长度mm 气体流量L/min 焊材规格 焊材用量(㎏） 焊前坡口检查（mm) 角度 60 温度： 正 面 反 面 焊缝宽度 20 焊缝宽度 10 深度mm 咬边

母材材质 oCr18Ni9 规 格 第 层（道) δ6 第层(道) 第 1 层(道） 第 2 层（道) 焊条电弧焊 50401201 A132 平焊 ZX7-400 反接 100 18 18 / / / ¢3。2 错边 0 宽度 12 焊条电弧焊 50401201 A132 平焊 ZX7-400 反接 120 21 20 / / / ¢3.2 钝边 1.5 间隙 3。2 湿度： 焊 后 检 查（mm) 焊脚高度 / 焊缝余高 0.5 焊缝余高 1。2 结论 合格 焊工姓名、日期： 检验员姓名、日期： 正面：/ 反面：/ 正面:/ 反面：/ 长度mm

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0Gr18Ni9焊接

0gr18ni9属于奥氏体不锈钢，它的使用范围是很广泛的,并且它的焊接性能也是非常好的,几乎所有的接方式对它都是实用的。在生产中我们常见的焊接方法有：焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧自动焊等.由于0cr18ni9具有特殊的性能，在现代工业生产中用的也很多，在国外也是应用的很多，在日本它的相应标准是USU304， 在美国它的相应标准是304。这种钢一般作为不锈耐热钢用较为广泛，在化工设备和食品用设备中应用最多.

我这次的设计课题就是0gr18ni9的手工电弧焊焊接工艺，因而我就着重从手工电弧焊的角度去谈谈它的焊接。选择焊条电弧焊去焊接就必须要确定焊条的种类然后才能去焊接.对于0cr18ni9这种钢首先判断出它是属于奥氏体不锈钢，判断出它是奥氏体不锈钢后可以确定要用不锈钢焊条进行焊接，再根据等强度和焊缝金属的合金元素要与母才相接近的原则选择焊条，经过上面的筛选可以确定出焊接这种金属的材料是A132焊条.对于焊条的选择我们可以还参照下面的方法:

为提高生产率，通常选用直径较粗的焊条,但一般不大于6mm。工件厚度在4 mm以下的对接焊时，一般均用直径小于等于工件厚度的焊条。可参考表4。1.大厚度工件焊接时，一般接头处都要开坡口，在焊打底层焊时，可采用2.5～4mm直径的焊条，之后的各层均可采用5～6 mm直径的焊条.立焊时，焊条直径一般不超过5毫米；仰焊时则不应超过4毫米。 焊条直径与板厚的关系

焊件厚度/mm ＜4 4～8 9～12 ＞12 焊条直径/mm ≤板厚 φ3。2~4 φ4～5 φ5～6

0cr18ni9的焊接如下： 焊接方法：SMAW

焊材型号:A132，规格￠3。2mm

焊接电流:第一层90—110A，第二层100-120A 焊接电压：第一层18-22V，第二层22-26V

焊接速度:第一层15-18 cm/min，第二层18—21cm/min 顿边为1cm 间隙为2cm

焊接示意图（细节情况可详见附件工艺评定报告）

通过试板的焊接我们可以更深一步的了解到这种金属的焊接性能，我们可以从试板的焊接中更直观的看出它的焊接.在一般的情况下这种奥氏体不锈钢焊前不需要进行预热，焊后也不需要进行热处理。

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同样这种钢对于其他焊接方法也是适用的并且焊接的质量成型也都不亚于手工电弧焊,在低温设备制造行业常用这种钢来做内容器，而内容器的连接就是用的埋弧自动焊，用这种方法焊不仅焊接效率高而且焊接质量好成型也比较好看，还有一种常用的焊接方法就是手工钨极氩弧焊,这种焊接方法虽然操作有点困难对焊工的要求比较高，但是一旦你掌握了这种焊接方法,它的焊接质量绝对是比手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊要好的，外观成型也要比这两种焊接方法要好。这种焊接方法的缺陷就是工作效率太低。

据我的了解现在制造低温压力容器的行业基本上都是以这种材料为主的,对于这种材料的焊接在这个行业焊条基本是要被淘汰了，但是在目前这个阶段焊条电弧焊还是占主导地位的，由于对产品质量特别是对焊接质量要求高所以GTAW是焊接发展的一个方向。

材料介绍

要全面的了解这种金属我们首先就必须清楚这种材料的化学成分其次我们还要清楚它的机械性能。化学成分如下： C 《0.08％ 机械性能如下： 拉伸试验 抗拉强屈服强度 度 牌号 断面收伸长率 缩率 硬度试验 布氏硬洛氏硬度 度 维氏硬度 Si Mn P S Ni 8%~11％ Cr 18%~20％ 《1.00％ 《2。00％ 《0。035％ 《0。030％ 热处理 σ0。2/MPa σb/MPa δ5(％) ψ(％） HBS HRB HV 固溶1010～1150℃0Cr18Ni9 快冷 205 520 40 60 187 90 200 我们就先从化学成分方面来分析下这种材料：

铬、镍两元素相配合组成铬镍不锈钢，是一种较好的不锈钢。在此种不锈钢中加入大量镍是为了得到单一的奥氏体组织，从而提高其耐蚀性和工艺性。在常温和低温下有很强的塑性和韧性，不具磁性，有较好的抗晶间腐蚀性能。

铬是决定不锈钢抗腐蚀性能的主要元素，因为钢中含铬就能使不锈钢在氧化介质中产生钝化现象,即在表面形成一层很薄的膜，在这层膜内富集了铬。钢中含铬量愈高，抗腐蚀性能就愈强。此外，铬对钢的机械性能和工艺性能都能起到很好的强化作用。

镍只有在它与铬配合时才能充分表现出来。镍是形成奥氏体的合金元素，当镍与铬配合使用时,即可使金相组织由单相的铁素体变为奥氏体和铁素体双相组织，经过热处理，可以提高强度，从而使其具有更强的不锈耐蚀性和良好的形变性能

杂质元素的影响：

当含碳量介于0.1％～0.3％之间时，在退火后，碳将以石墨状态在晶格间界上析出,破坏了晶粒间的结合力，强烈地降低镍的强度和塑性,使加工变形产生困难。另外碳与铬有很强的

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亲合力，能形成一系列碳化物。钢中的含碳量愈高，形成的碳化铬愈多，固溶体中含铬量就相对减少，钢的耐腐蚀性能就会降低。硫是有害的杂质，硫与镍形成Ni3S2化合物，Ni3S2与镍在625℃形成低熔点共晶,分布在晶粒间界上，当热变形温度超过共晶熔点时,即沿晶粒间界开裂，产生所谓\"热脆\"现象。镍在常温时与硫生成的Ni3S2能引起冷脆。

从上面的化学成分的分析我们可以分析出它的导热性很差，线膨胀系数很大,焊接变形也是比较大的。因而我们在焊接这种金属试件时如果在可能的情况下要采用较小的线能量快速的焊接完成.

特殊的合金元素就决定了它有特殊的性能，它具有良好的耐腐蚀性、耐热性、低温强 度和机械性能,冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性，使用温度在-196 ℃-800℃。用途也很广泛主要应用在:1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器锅炉、压

力容器、浴缸、汽车配件、医疗器械、建材、化学、食品工业、船舶部件等地方。 在食品工业和化学工业用的由为广泛，在食品工业它可以做食品保鲜液体的贮罐，在化工行业它可以用来做反应容器，可以用来做换热容器，也可以用来做锅炉容器。可以说它的用途是非常广泛的，在未来的日子里应用也将越来越多。

而在这之中用的尤为多的就是在低温压力容器制造行业，低温压力容器是工作时壁温在-20℃以下的压力容器。液化乙烯、液化天然气、液氮和液氢等的储存和运输用容器均属低温压力容器。对于低温压力容器首先要选用合适的材料，制造这类产品首先要考虑它是否具有良好的韧性，其次盛装这些介质需要材料具有很好的抗腐蚀能力。而0cr18ni9这两种性能都有，在低温下还具有很好的强度和机械性能,因而它在这个行业应用很广泛。

OCr18Ni9 6mm板平对接的手工电弧焊焊接工艺分析

做一个焊接工艺评定是有一定的思路一定的步骤的，不是想到哪就做到那的，这就必须有一个合理的焊接工艺思路，要有这个思路就必须进行焊接工艺性的分析,焊接工艺里面的细节比如说母材覆盖的范围啊这些问题就不做过多的介绍,就把制定焊接工艺的过程，和每个过程该如何实现做个介绍.

我的焊接工艺性分析如下:

做好一个工艺就首先要熟悉焊接工艺评定标准JB4708-2000，熟读标准后要从中了解做这种厚度材料的焊接工艺必须要注意些什么，比如这种材料焊前需不需要进行预热,焊后需不需要进行热处理,这种材料需要做哪几种力学性能试验，怎样去制取试样，试样的尺寸是如何的，等等这一切都需要从JB4708中去了解。其次要去确定这种焊接方法需要什么样的焊接材料，然后要按要求去准备焊接试板，接着去焊接试板，在焊接试板的过程中记录下焊接参数,焊接完成后就进行表面质量的检验,表面质量检验合格的试板就可以拿去拍片了。拍片合格的试板在进行力学性能试验，再由试验单位出具力学性能报告，有了这些材料和数据以后我们在参照GB4708进行编制工艺评定.下面就具体讲讲焊接工艺分析的步骤。

焊接材料的选择

先从材料的化学成分,材料的力学性能大致的判断出材料的焊接性能，这里做的判断只是大概的判定具体的焊接性还是要等到焊接试样的力学性能试验报告出来后才能判定出来。

根据选择焊接材料我们的依据是同成分等强度这个原则，就是焊缝金属的化学成风于母材相同，焊缝金属的强度要于母材接近。根据这个原则确定出焊材为A132。焊条的种类选择好以后就根据所焊材料母材的厚度为6mm选定焊条的直径为3.2mm。这个直径的焊条用来焊接6mm的板是完全可以满足焊接要求的。

焊接参数的确定

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焊接材料和材料的规格全确定下来以后我们就需要确定出焊接参数了，焊接参数的确定是没有一个标准可以依据的，因为每台焊接的性能和每个焊工的操作方法都不一样，所以焊接参数的选择我们只能是根据实际生产中所积累的经验来确定出一个范围，然后我们在这个范围内用同样材料同样厚度的试板来试焊接参数，我们可以选出一个最为合适的参数做为我们焊接试板的参数。需要注意的是由于OCr18Ni9的热导率是比较大的所以焊接时如果在不影响焊接质量的情况下焊接的速度尽可能大一些。制定焊接工艺评定选择好焊接材料和焊接参数是非常重要的。

焊接试板的准备OCr18Ni9

我们做的是OCr18Ni9 6mm的板手工电弧焊的焊接工艺，所以我们的试板就是6mm的OCr18Ni9，我们找的板必须要有出处有理化和力学性能试验报告，这样才可以准确的判断出这副试板是否是合格的板是否符合要求。制取这种奥氏体不锈钢试板不能用火焰切割，只能用等离子或机械切割进行下料。下料的尺寸为两块6×150×300mm的试板，试板需要开一个60度的坡口，并且板需要留一个1—2mm的顿边，装配时试板两头要有一定的间隙一头为3.2mm左右一头为4。0mm左右，并且学要做一个反面变形，留两头不同间距的间隙和做反变形都是为了使焊接变形对焊接质量的影响减小到最小。试板制作完成后需要把

焊接及参数记录

试板制作完成后就进行焊接了，焊接必须要由熟练的焊工来完成，焊接电流电压调整到先前试出的那个范围,焊接过程中要求记录的数据有焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接时间.焊接完成后就进行焊缝的表面检查，表面检查主要检查的地方有，焊缝的余高、焊缝宽度、咬边深度和长度、表面焊渣。这些都有相应的标准于之对照,都需要按照相关标准来检查。检验的数据记录在焊接检验记录表中.外观检验合格后就进行射线的检测,射线合格标准为100﹪RT一级合格.射线检验合格后就可以得到射线合格通知。

力学性能检验

射线拍片合格后就可以进行力学性能试验,进行力学性能试验必须把试件制作成为试样，试样的制作的尺寸、取样的方位，进行何种力学性能试验必须要参照相关标注进行试验结束后出具焊接的力学性能报告。试样的截取方法如下图

做到这里我们所有的焊接及检验工作就全部完成了，接下来就需要编制焊接工艺指导书焊接工艺评定报告,编制焊接工艺时就必须严格参照JB4708—2000,前期的工作我们已经全部做好，所需要的数据也都弄出来了，接下来就可以参照标准做出焊接工艺.焊接工艺里面的细节比如说母材覆盖的范围啊这些问题就不做过多的介绍，就把做焊接工艺的过程，和每个过程该如何实现做个介绍。

不取侧弯试样时 取侧弯试样时 取纵向弯曲试样时

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焊接工艺应用

6mm的0Cr18Ni9材料手工电弧焊接的焊接工艺按照JB4708-2000完成.根据 JB4708—2000的标准，6mm的0Cr18Ni9材料手工电弧焊接的焊接工艺评定主要应用在钢制压力容器生产方面。JB4708-2000标准中对接焊缝试件评定焊接工艺的目的在于得到焊接接头力学性能符合要求的焊接工艺，在标准中规定一整套的评定对则、试验方法和合格指标都是围绕焊接接头力学性能的。评定合格的焊接工艺目的不在于焊缝外观达到和中要求，也不在于焊缝达到无损检测几级标准，所以虽然在试件检验项目规定外观检查、无损检测，其目的在于了解试件施焊情况，避开焊接缺陷取样.

根据JB4708-2000中5。3.4的规定： 5.3。4 试件厚度与焊接厚度

评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用与焊接厚度有效范围：若试件目材为Ⅳ-2组和标准抗拉强度下限值大于540MPa的强度型低合金钢按表3、表4规定；除此之外,按表5、表6规定.

5.3.4。1对于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊。熔化极气体保护焊，当焊件规定进行冲击试验时，试件评定合格后当T≥8mm时适用与焊件母材厚度的有效范围最小值一律为0.75T，如试件经高于上转变温度的焊后热处理或奥氏体母材焊后经固溶处理时仍按原规定执行.

按下表规定。 适用于焊件母材厚度的有效范围 试件母材厚度T 最小值 最大值 T＜1。5 1.5≤T＜8 T≥8 T 1。5 0。75T 2T 2T，且不大于12 1。5T 试件焊缝金属厚度与焊件焊缝金属厚度规定 适用于焊件母材厚度的有效范围 试件母材厚度t 最小值 最大值 t＜1.5 不限 2t 1.5≤t＜8 不限 2t,且不大于12 t≥8 不限 1。5t 注：t指同一种焊接方法（或焊接工艺)再试件上所熔敷金属厚度 试件厚度与焊件厚度规定（试件进行力学性能试验和横向弯曲试验) 适用于焊件母材厚度的有效适用于焊件焊缝金属厚度的有效试件母材厚度范围 范围 T 最小值 最大值 最小值 最大值 ＜1。5 T 2T 不限 2t 1。5≤T≤10 1.5 2T 不限 2t 10＜T＜38 5 2T 不限 2t ≥38 5 200﹡ 不限 2t(t＜20） ≥38 5 200﹡ 不限 200﹡(t≥20) 限于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊的多道焊.

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试件厚度与焊件厚度规定（试件进行力学性能试验和纵向弯曲试验) 适用于焊件母材厚度的有效适用于焊件焊缝金属厚度的有效试件母材厚度范围 范围 T 最小值 最大值 最小值 最大值 ＜1。5 1.5≤T≤10 ＞10 T 1.5 5 2T 2T 2T 不限 不限 不限 2t 2t 2t 根据以上JB4708—2000中的一些标准可以知道,6mm的0Cr18Ni9材料手工电弧焊接的焊接工艺适应与1。5~12mm厚度的目材金属对接，还适应0～12mm的管材对接，角焊缝厚度不限。

这个工艺在钢制压力容器生产方面应用非常广泛。特别对于一些生产贮罐、低温液体运输设备、锅炉等生产厂家这些评定的应用就很多。现如今不锈钢设备越来越多，对于不锈钢工艺的要求也越来越多，技术含量也越来越严格.

结论

三个月的的毕业设计结束了,在这三个月中我学到了很多的东西作为我这个课题的结论就是0Gr18Ni9的焊接性能是很好的，这种不锈钢无论在钢结构行业还是在化工设备行业都越来越多的被大家使用。这种不锈钢以及同类的奥氏体不锈钢将是以后研究开发的重点方向。特别是在化工设备行业中的深冷业，奥氏体不锈钢的发展将直接影响设备的质量。这种

这种不锈钢具有良好的低温和高温性能，焊接性业比较好，但是这种钢的晶界腐蚀比较严重,所以解决晶界腐蚀已经成为现在研究的一个方向了。

参考文献：

1、《不锈钢焊接冶金》崔出 钢铁材料及有色金属材料[M］．北京:机械工业出版社．1981。8 2、《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708—2000)； 3、《钢制压力容器焊接工艺规程》（JB/T4708—2000）； 4、《建筑钢结构施工手册》中国钢结构协会 中国计划出版社 5、《实用五金手册》 陈增强 黎桂英 广东科技出版社 6、《承压设备无损检测》（JB/T4730。1～6—2005) 7、《金属材料 室温拉伸试验方法》（GB/T228—2002) 8、《金属材料 弯曲试验方法》（GB/T232-1999) 9、《标准于综合化实训》陈保国

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10、并参考相应的金属材料标准、焊接材料标准、压力容器设计和制造各方面相关的标准和参考书。

致谢

时光飞逝，转眼间已经在常州工程学院内学习了三个春秋,这三年是我人生中重要的三年，是难以忘却的三年,是影响我一身的三年，在毕业即将来临之际，心里的感激之情难以言表,我不舍得离开生活三年的校园，不舍得离开生活在一起的同学们，不过这一切结束是必然的，只能把这一切当作一个美好的回忆。经过三个月的忙碌和工作，本次毕业论文设计已经接近尾声,作为一个专科生的毕业论文，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方,如果没有指导老师的督促指导,没有工作中部门领导的帮助以及一起工作的同学们的支持,想要完成这个设计是难以想象的。所以在这里我要感谢老师感谢我亲爱的同学们感谢我的部门领导。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!

最后我还要感谢我的母校—平顶山工业职业技术学院。

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