【正文】 如果評定不合格，應(yīng)修改焊接工藝指導(dǎo)書繼續(xù)評定，直到評定合格 。焊縫外觀成形美觀， RT檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，焊縫無缺陷，符合評定等級 I級，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。組對時 20MnMoNb與 16MnR的錯口量應(yīng)小于 2mm。與手弧焊相比，其最大的優(yōu)點(diǎn)是焊縫質(zhì)量好，焊接速度高。 3 焊接工藝的擬定 計(jì)算碳當(dāng)量是確定鋼材焊接性的一種方法。 表 幾種易發(fā)生液化裂紋的低碳調(diào)質(zhì)鋼成分 w（ %） 類別 牌號 C Mn Si Cr Ni Mo V Nb 鍛件 14Cr2Ni4MoV ～ ～ ～ ～ ～ ～ 鋼板 10CrNi4 MoV ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ － 鋼板 12Ni3Cr MoV ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ti 除了 化學(xué)成分外，工藝因素的作用也很重要，其中首要因素是焊接線能量?？梢跃徍秃缚p根部的應(yīng)力分布并減小應(yīng)力集中。 圖 馬氏體含量與冷卻速度的關(guān)系及其對熱影響區(qū)冷率的影響 RF— 拘束度 消除應(yīng)力裂紋 消除應(yīng)力裂紋又稱為再熱裂紋。在這種情況下，應(yīng)采取必要的防治措施。硅量增加，會降低鋼的 焊接性能。在鋼材厚度方向承受較大的拉伸應(yīng)力時，可能沿鋼材軋制方向發(fā)生階梯狀的層狀撕裂。我國的普通低合金鋼中大部分含有一定量的錳。 16MnR 焊接缺陷的分析 熱影響區(qū)的淬硬傾向 16MnR 焊接過程中一個重要的特點(diǎn)是熱影響區(qū)有較大的淬硬傾向 ,其影響因素如下： （一）化學(xué)成 分 鋼中化學(xué)成分不同時其淬硬傾向也不同，一般是含碳量和所含合金元素量越高，其淬硬傾向就越大，強(qiáng)度等級高時，含碳量或合金元素較多，故淬硬傾向較大； （二）冷卻速度 焊件在焊接后冷卻速度越大，其淬硬傾向也越大，焊件的冷卻速度決定于二個因素： ① 不能改變的因素：如鋼板的厚度、尺寸大小、接頭形式等。并與沉淀強(qiáng)化的元素有關(guān)。 16MnR 的焊接裂紋，是由焊接熱影響區(qū)的組織，焊接區(qū)域金屬中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及結(jié)構(gòu)件的外部約束等因素的綜合 作用所造成的，而焊接熱影響區(qū)的最高硬度，主要反應(yīng)了組織、化學(xué)成分和焊接區(qū)冷卻速度的影響。低合金鋼焊接熱影響區(qū)的組織分布與母材的熱處理狀態(tài)有關(guān)。因此，為了保證良好的力學(xué)性能和焊接性，要求鋼中的含碳量不大于 ％。為了適應(yīng)較惡劣的操 作條件，進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度和韌性可加入少量的釩、鈮、鎳等，它們都易于形成強(qiáng)碳化物，同時又細(xì)化晶粒，鎳是提高鋼的韌性，降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度的最有效的元素。 2 16MnR 與 20MnMoNb 鋼的焊接性 16MnR 的化學(xué)成分及力學(xué)性能介紹 在板材里，屬低合金系列。異種材料焊接時存在的主要困難如下： 1）異種采蓮的線膨脹系數(shù)不同，容易引起熱應(yīng)力，而且這種熱應(yīng)力不易消除，結(jié)果會使接頭處產(chǎn)生裂紋或較 大的焊接變形。鋁鋼之間的焊接幾乎涉及到焊接領(lǐng)域的各種方法，大體上可將其分為壓焊，釬焊和熔焊。目前我國微電子及 IT 行業(yè)中的發(fā)展，高強(qiáng)有色金屬、光 釬、超導(dǎo)和復(fù)合材料及高分子材料的應(yīng)用，都對焊接工藝、設(shè)備和材料提出了很多新的要求，因而得到了相應(yīng)發(fā)展 。 The use of different types of steel welding design the basic knowledge, the first of 16MnR, 20MnMoNb steel welding, in order to prevent prepared for the welding defects and then analyzed the different types of steel welded joints characteristics, position and joint control and 16MnR and 20MnMoNb. The welding of dissimilar steel, welding method identified, welding parameters, developed a welding process card and do the corresponding welding test, analyzed the test results。但它確確實(shí)實(shí)地發(fā)生在過去的某個時段。 焊接已成為關(guān)鍵的制造技術(shù) 焊接作為組裝工藝之一，通常被安排在制造流程的后期或最終階段，因而對產(chǎn)品質(zhì)量具有決定性作用。 釬焊 釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔化的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)連接焊件的一種焊接方法。當(dāng)異種材料熱物理性能的較大差異使熔化和結(jié)晶狀態(tài)不一致時，就會給焊接造成一定的困難；倆種材料的線膨脹系數(shù)相差較大時，會使異種材料接頭區(qū)產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力和變形，易使焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋；異種材料電磁性相差較大時，焊接電弧不穩(wěn)定，焊縫成形不好甚至形成不了焊縫。并會隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小 16MnR 是在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入一定的合金元素所構(gòu)成 ,低合金鋼中的合金元素一般不超過 5%，以提高鋼的強(qiáng)度并保證其具有一定的塑性和韌性。 16MnR 鋼的各種力學(xué)性能見表 。 鋼的強(qiáng)度級別不同，加入的合金元素及其含量也不同，成分設(shè)計(jì)既要能滿足性能要求，又要能滿足其經(jīng)濟(jì)性。焊接的問題主要來自兩個方面：焊接裂紋和熱影響區(qū)母材性能的下降。 焊接裂紋傾向 由于焊接冷裂紋對高強(qiáng)度鋼的焊接結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重的危害，近 年來世界各國對高強(qiáng)度鋼的焊接冷裂紋進(jìn)行了大量的研究。若鋼中加入足夠的氮化物形成元素，可以顯著降低熱應(yīng)變脆化傾向，消除熱應(yīng)力脆 化的有效措施是焊后熱處理，經(jīng) 600℃ 消應(yīng)力退火后，材料的韌性可恢復(fù)到原來的水平。冷裂紋一般是在冷卻過程中產(chǎn)生，有時甚至放置相當(dāng)長的時間后才產(chǎn)生（稱延遲裂紋），冷裂紋產(chǎn)生的原因是：焊接接頭處產(chǎn)生淬硬組織、焊接接頭內(nèi)含氫量較多且殘余應(yīng)力較大。寬而淺的焊縫使偏析物浮于焊縫表面，熱裂傾向小。 20MnMoNb其化學(xué)成分見表 ，力學(xué)性能見表 。 Mo 的影響 鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力 (長期在高溫下受到應(yīng) 力，發(fā)生變形，稱蠕變 )。生成冷裂紋的三個基本因素如下： （ 1） 氫的影響 導(dǎo)致接頭產(chǎn)生冷裂紋的氫主要是擴(kuò)散氫。 2）焊后及時進(jìn)行后熱處理 適當(dāng)減低焊縫的冷卻速度，改善焊縫 的組織性能，減低裂紋產(chǎn)生的可能性。具體變化則隨鋼種成分不同而異，而且與焊接工藝（主要是線能量）有密切關(guān)系。這點(diǎn)也可以說明，焊接參數(shù)的調(diào)整對某些鋼種來說是個既重要而又復(fù)雜的問題。為保證良好的焊接接頭質(zhì)量，避免焊接冷裂紋的產(chǎn)生，綜合考慮這兩種鋼的焊接冷裂紋敏感性，通過試驗(yàn)確定預(yù) 熱溫度為 230％，層間溫度為 200—250％，焊后直接進(jìn)行去應(yīng)力熱處理 。 2 由于埋 弧 焊焊劑的主要成分是氧化錳、二氧化硅等金屬及非金屬氧化物 ,難以用來焊接鋁、鈦等氧化性較強(qiáng)的金屬及其合金。 用電阻絲將整個坡口兩側(cè) 100mm范圍內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱溫度達(dá)到 140℃ 焊接。 表 焊道名稱 填充金屬 焊材直徑 焊接電流 電弧電壓 /V 焊接速度 /cm/min 極性 /A 打底 H08Mn2SiA 直流 反接 110～ 130 20～ 25 10～ 15 填充 J507 直流 反接 150～ 180 22～ 26 10～ 15 蓋面 J507 直流 反 接 150～ 180 22～ 26 10～ 15 表 試樣號 1 2 結(jié)論 拉伸試驗(yàn) σ b/MPa 583 596 合格 斷裂位置 母材 母材 合格 彎曲試驗(yàn) 側(cè)彎均未見超標(biāo)缺陷 合格 表 缺口位置 焊縫 16MnR側(cè) 20MnMoNb側(cè) Akv/J（ 20） ℃ 113 122 114 147 200 192 174 188 215 平均值 116 180 192 4 焊接工藝評定 焊接工藝評定的意義、目的 在焊接結(jié)構(gòu)制造工藝擬訂好，焊縫施焊前要進(jìn)行焊接工藝評定，這是從焊接工藝角度保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施，使制造出來的接頭滿足所要求的性能。 ④ 焊接接頭見焊接工藝卡。如果所有試樣的檢驗(yàn)結(jié)果全部符合技術(shù)要求，則證明所編制的焊接是可性的，可根據(jù)工藝評定報(bào)告擬訂正式的焊接工藝細(xì)則卡。焊件升溫期間，加熱區(qū)內(nèi)任意長度為 5O00mm內(nèi)的溫差不得大于 120℃，焊件保溫期間，加熱區(qū)內(nèi)最高與最低溫差不得大于 65℃。根據(jù) 表、表 力學(xué)性能 的 比較， 20MnMoNb與 16MnR為異種低合金高強(qiáng)鋼焊接，焊條選用 E5015Φ Φ ，焊絲選用 H08Mn2SiA。 圖 電弧焊的原理 1— 藥皮 2— 焊芯 3— 保護(hù)氣 4— 電弧 5— 熔池 6— 母材 7— 焊縫 8— 焊渣 9— 熔渣 10— 熔滴 埋弧焊是以連續(xù)送給的焊絲作為電極和填充金屬。 低碳鋼對擴(kuò)散 [H]比較敏感，當(dāng)對 [H]控制不嚴(yán)時，冷裂紋敏感性還是相當(dāng)高的。它的形成機(jī)理雖有很多的論述，但至今尚未有明確、一致的結(jié)論，多數(shù)人認(rèn)為，是碳、氮原子集聚在位錯附近對位錯產(chǎn)生釘扎作用而引起的。鋼在軋制過程中夾雜物被軋成片狀，平行于鋼板表面眼軋制方向分布。這個規(guī)律對各種鋼都是適用的，只是鋼種的化學(xué)成分不同時，因馬氏體的形態(tài)不同而產(chǎn)生冷 裂紋的臨界馬氏體含量不同。鈮可改善焊接性能。如果鋼中含硅量超過 %,硅就算合金元素。對于 CMn 系熱軋鋼及含氮量較高的鋼，一般認(rèn)為熱應(yīng)變脆化是由于氮、碳原子聚集在位錯周圍，對位錯造成釘軋作用造成的。二減少焊接接頭的含氫量 必須嚴(yán)格控制氫的侵入，如對焊件、焊絲要嚴(yán)格清除油和銹、低氫焊條在焊前應(yīng)嚴(yán)格烘干，以降低焊縫的焊氫量。為了改善組織，提高韌性，對焊縫中的針狀體素體形核機(jī)制的研究具有重要的意義。測定靠近焊縫邊緣部位的焊接熱循環(huán)比較困難，受實(shí)際測試手段的限制，認(rèn)識仍不統(tǒng)一，尤其是熔合區(qū)中 C、 H、 O 的分布。 合金元素對鋼材焊接性能的影響，可用焊接碳當(dāng)量來估算。CV型橫向沖擊功 /J ≥ 315 490~610 ≥ 21 211 術(shù)保證。 Cr、 Al、 Ti、 和 V合金元素對氮具有較高的親和力，并能形成穩(wěn)定的氮化物。 第 三 要具有高的耐蝕性。生產(chǎn)中往往由于表面氧化膜和其他吸附物 的存在給焊接帶來極大地困難。按加熱方法不同還可以分為烙鐵釬焊，火焰釬焊，爐中釬焊，電阻釬焊，感應(yīng)釬焊等。 1994 年以來，美國政府已為此投入了 15 億美元的研究開發(fā)資金，減輕整車重量是其中的一個核心目的。 近年來，焊接已由一個單一的加工工藝發(fā)展成為有科學(xué)基礎(chǔ)有廣泛應(yīng)用范 圍和前景的焊接工程和焊接產(chǎn)業(yè)，在這些產(chǎn)業(yè)中，焊接在其中占有重要地位，是決定其產(chǎn)品使用安全的關(guān)鍵。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)論文 論文題目： 16MnR 與 20MnMoNb 異種鋼的焊接工藝設(shè)計(jì) 系 部 材料工程系 專 業(yè) 焊接技術(shù)及自動化 班 級 焊接 063 學(xué)生姓名 崔高潮 學(xué) 號 061303317 指導(dǎo)教師 崔 國 明 2020 年 5 月 16 日 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢業(yè)論文評語 學(xué)生姓名： 崔高潮 班級 : 焊接 063 學(xué)號 ： 06130 3 3 17 題 目： 16MnR 與 20MnMoNb 異種鋼的焊接工藝設(shè)計(jì) 綜合成績： 指導(dǎo)者評語： 指導(dǎo)者 (簽字 )： 年 月 日 畢業(yè)論文評語 評閱者評語： 評閱者 (簽字 )： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負(fù)責(zé)人 (簽字 )： 年 月 日 接頭簡圖：