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1、毕业论文（设计）题目不锈钢薄板(件)焊接方法及工艺设计学生姓名金钰鑫学号1502152209班级15021522专业焊接技术及自动化分院工程技术分院指导教师杨成超2017年10月20日摘要304L不锈钢(ASTM标准)为奥氏体不锈钢,属于超低碳级不锈钢,具有良好的综合性能,是目前工业上应用最广泛的不锈钢。文章通过现场实际操作,研究总结了304L不锈钢焊接的工艺特点,针对晶间腐蚀、层间未熔合、引弧夹钨、收弧缩孔等问题提出了具体的解决办法和注意事项,有效地解决了焊接质量问题。关键词:奥氏体不锈钢;晶间腐蚀;危险温度区;焊接线能量目录1前言…………
2、…………………………………………………………………32实验方案及实验方法…………………………………………………………42.1实验材料…………………………………………………………………42.2304L不锈钢的特性和焊接工艺参数……………………………………42.3304L不锈钢焊接工艺特点………………………………………………42.31晶间腐蚀及应对措施………………………………………………42.32层间未熔合的解决方法……………………………………………42.33采用专用氩弧焊机,克服引弧夹钨和收弧缩孔…………………42.34采用单侧连续送丝方式……
3、………………………………………42.35采用小热量输入、小电流快速焊…………………………………52.4焊接设备…………………………………………………………………52.5焊前准备…………………………………………………………………62.6注意事项…………………………………………………………………73结论…………………………………………………………………………9参考文献…………………………………………………………………………9致谢………………………………………………………………………………10前言当今随着石油、化工、医药及其它工业的不断发展,对耐腐
4、蚀性的设备需求越来越多,更多的不锈钢设备在化工企业得以广泛应用,特别是18-8型奥氏体不锈钢以其良好的耐腐蚀性和热稳定性,在工业应用上呈逐年上升的趋势。输送天然气管道增输工程压缩机(组)中的润滑油系统、干气密封系统和前置加热系统的工艺管道均为不锈钢管,18-8奥氏体不锈钢热处理工艺，由于含有较高的镍且在室温下呈奥氏体单相组织，所以它与Cr13不锈钢相北具有高的耐蚀性，在低温、室温及高温下均有较高的塑归和韧性，以及较好的冷作成型和焊接性。但室温下的强度较低，晶间腐蚀及应力腐蚀倾向较大，切削加工性较差。奥氏体在加热时无相变,因此不能通过热处理强化
5、。只能以提高钢的耐腐蚀性能进行热处理：固溶处理；其目的是使碳化物充分溶解并在常温下保留在奥氏体中，从而在常温下获单相奥氏体组织，使钢具有最高的耐腐蚀性能。2实验方案及实验方法2.1实验材料本实验选用的是材质为304L不锈钢(美国ASTM标准),主要管道规格为D60mm×6mm；本文主要以D60mm×6mm管道为例,分析奥氏体不锈钢管道焊接中易发生的缺陷,并介绍采取的预防措施。2.2304L不锈钢的特性和焊接工艺参数奥氏体不锈钢304L对应我国的标准是00Cr19Ni10,其主要化学成分和机械性能见表1。304L不锈钢的热导率较低,约为碳钢的1
6、/3,电阻率约为碳钢的5倍,线膨胀系数比碳钢约大50%,密度大于碳钢。奥氏体不锈钢焊条大体分为酸性钛钙型和碱性低氢型两大类：低氢型不锈钢焊条的抗热裂性较高,但成型不如钛钙型焊条,抗腐蚀性也较差，钛钙型不锈钢焊条具有良好的工艺性能，生产中用得较多。由于不锈钢存在众多与碳钢不同的特性,其焊接工艺规范也与碳钢有所不同,对于304L不锈钢钢管(D60mm×6mm)我们采用的焊丝为ER308L,焊接工艺参数见表22.3304L不锈钢焊接工艺特点2.31晶间腐蚀及应对措施晶间腐蚀是在腐蚀介质作用下,起源于金属表面的晶界并且沿晶粒边界深入金属内部产生在晶粒
7、之间的一种腐蚀。晶间腐蚀是奥氏体不锈钢常见的焊接缺陷:Cr是奥氏体不锈钢中具有耐腐蚀性的基本元素,当Cr含量低于12%时,就不再具有耐腐蚀性了。304L不锈钢在焊接过程中存在焊接危险温度区间(为450~850℃),见图1。当温度达到这一范围时,奥氏体中过饱和的碳向晶界处迅速扩散并在晶粒边界析出,析出的碳和铬形成碳化铬(Cr23C6)。因为铬在奥氏体中的扩散速度很慢,来不及向晶界扩散,这样就大量消耗了晶界处的铬,使晶界处含铬量降低到小于12%,这时晶界就失去了耐腐蚀能力。如果温度低于450℃,则奥氏体中的碳扩散速度不快,不能在晶界处扩散析出而形
8、成碳化铬,所以没有晶间腐蚀现象。如果温度高于850℃,这时不仅碳在奥氏体中的扩散速度极快,而且铬在奥氏体中的扩散速度也很快,故不能造成晶粒边界处贫铬,因而也不会发生
