焊接综合实验报告..doc

综合实验报告姓名：/班级：090304学号：/目 录摘要......................................................................................................................11.前言...................................................................................................................2 1.1奥氏体不锈钢及其焊接特点.....................................................................2 1.2铁素体不锈钢及其焊接特点.....................................................................31.3马氏体不锈钢及其焊接特点.........................................................................32.课题背景……………………………………………………………………….53.材料介绍……………………………………………………………………….7 3.1材料成分及性能………………………………………………………….73.2杂质元素的影响…………………………………………………………….74.OCr18Ni9的焊接……………………………………………………………..84.1 0Cr18Ni的焊接性分析……………………………………………………..84.2 0Cr18Ni9的焊接..........................................................................................105.结论……………………………………………………………………………12参考文献…………………………………………………………………………13致谢………………………………………………………………………………14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，在我国也达到了65％左右因此开发和使用好奥氏体不锈钢对我国的工业话来说已经越来越重要了0cr18ni9就是奥氏体不锈钢，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，本课题是探讨0cr18ni9的手工电弧焊关键词：0cr18ni9、奥氏体不锈钢、手工电弧焊11.前言所谓不锈钢是指在钢中加入一定量的铬元素后，使钢处于钝化状态，具有不生锈的特性为达到此目的，其铬含量必须在12％以上为提高钢的钝化性，不锈钢中还往往需加入能使钢钝化的镍、钼等元素，一般所指的不锈钢实际上是不锈钢和耐酸钢的总称不锈钢并不一定耐酸，而耐酸钢一般均具有良好的不锈性能。

不锈钢按其钢的组织不同可分为四类，即奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢1.1奥氏体不锈钢及其焊接特点 奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢，以高Cr-Ni型最为普遍目前奥氏体不锈钢大致可分为Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型奥氏体不锈钢有以下焊接特点：1.1.1 焊接热裂纹奥氏体不锈钢由于其热传导率小，线膨胀系数大，因此在焊接过程中，焊接接头部位的高温停留时间较长，焊缝易形成粗大的柱状晶组织，在凝固结晶过程中，若硫、磷、锡、锑、铌等杂质元素含量较高，就会在晶间形成低熔点共晶，在焊接接头承受较高的拉应力时，就易在焊缝中形成凝固裂纹，在热影响区形成液化裂纹，这都属于焊接热裂纹防止热裂纹最有效的途径是降低钢及焊材中易产生低熔点共晶的杂质元素和使铬镍奥氏体不锈钢中含有4％~12％的铁素体组织1.1.2 晶间腐蚀根据贫铬理论，在晶间上析出碳化铬，造成晶界贫铬是产生晶间腐蚀的主要原因为此，选择超低碳焊材或含有铌、钛等稳定化元素的焊材是防止晶间腐蚀的主要措施1.1.3 应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂通常表现为脆性破坏，且发生破坏的过程时间短，因此危害严重。

造成奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的主要原因是焊接残余应力焊接接头的组织变化或应力集中的存在，局部腐蚀介质浓缩也是影响应力腐蚀开裂的原因1.1.4 焊接接头的σ相脆化σ相是一种脆硬的金属间化合物，主要析集于柱状晶的晶界γ相和δ相都可发生σ相转变比如对于Cr25Ni20型焊缝在800℃2~900℃加热时，就会发生强烈的γ→δ转变对于铬镍型奥氏体不锈钢，特别是铬镍钼型不锈钢，易发生δ→σ相转变，这主要是由于铬、钼元素具有明显的σ化作用，当焊缝中δ铁素体含量超过12％时，δ→σ的转变非常显著，造成焊缝金属的明显的脆化，这也就是为什么热壁加氢反应器内壁堆焊层将δ铁素体含量控制在3％~10％的原因1.2铁素体不锈钢及其焊接特点 铁素体不锈钢分为普通铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢两大类，其中普通铁素体不锈钢有Cr12~Cr14型，如00Cr12、0Cr13Al；Cr16~Cr18型，如1Cr17Mo；Cr25~30型由于普通铁索体不锈钢中的碳、氮含量较高，故加工成形及焊接都较困难，耐蚀性也难以保证，使用受到限制，在超纯铁素体不锈钢中严格控制了钢中的碳和氮总量，一般控制在0.035％~0.045％、0.030％、0.010％~0.015％三个层次，同时还加入必要的合金元素以进一步提高钢的耐腐蚀性和综合性能。

与普通铁素体不锈钢相比，超纯高铬铁素体不锈钢具有很好的耐均匀腐蚀、点蚀及应力腐蚀性能，较多的应用于石化设备中铁素体不锈钢有以下焊接特点：1.2.1 焊接高温作用下，在加热温度达到1000℃以上的热影响区特别在近缝区的晶粒会急剧长大，焊后即使快速冷却，也无法避免因晶粒粗大化引起的韧性急剧下降及较高的晶间腐蚀倾向1.2.2 铁素体钢本身含铬量较高，有害元素碳、氮、氧等也较多，脆性转变温度较高，缺口敏感性较强因此，焊后脆化现象较为严重1.2.3 在400℃~600℃长时间加热缓冷时，会出现475℃脆化，使常温韧性严重下降在550℃~820℃长时间加热后，则容易从铁素体中析出σ相，也明显降低其塑、韧性1.3马氏体不锈钢及其焊接特点 马氏体不锈钢可分为Cr13型马氏体不锈钢、低碳马氏体不锈钢和超级马氏体不锈钢Cr13型具有一般抗腐蚀性能，从Cr12为基的马氏体不锈钢，因加入镍、钼、钨、钒等合金元素，除具有一定的耐腐蚀性能，还具有较高的高温强度及抗高温氧化性能马氏体不锈钢的焊接特点：1.3.1 Cr13型马氏体不锈钢焊缝和热影响区的淬硬倾向特别大，焊接接头在空冷3条件下便可得到硬脆的马氏体，在焊接拘束应力和扩散氢的作用下，很容易出现焊接冷裂纹。

当冷却速度较小时，近缝区及焊缝金属会形成粗大铁素体及沿晶析出碳化物，使接头的塑、韧性显著降低1.3.2 低碳及超级马氏体不锈钢的焊缝和热影响区冷却后，虽然全部转变为低碳马氏体，但没有明显的淬硬现象，具有良好的焊接性能42.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：1．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2．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5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的趋势这三种焊接方法的对比，见表2.1对比项目不锈钢手工电弧焊　MIG实心焊丝CO2不锈钢药芯焊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求较多高一般表2.1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63.材料介绍3.1材料成分及性能要全面的了解。