【正文】 采取相應(yīng)的對策。 焊接技術(shù)概述焊接是一種將材料永久性的連接，并成為具有給定功能結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)。增加鋁材的使用量是其中的重要措施之一，所以在汽車工業(yè)生產(chǎn)中，采用“鋼+鋁”雙金屬焊接結(jié)構(gòu)成為汽車輕量化的首選方案，這必然涉及到鋁和鋼兩種材料之間的連接。隨著釬焊技術(shù)的發(fā)展，釬焊的種類越來越多。材料的熔化溫度，線膨脹系數(shù)，熱導(dǎo)率和電阻率等物理性能直接影像館焊接結(jié)晶條件和接頭質(zhì)量。按現(xiàn)行壓力容器設(shè)計標(biāo)準，受壓部件的強度計算是以彈性失效為設(shè)計準則，以理想化的薄殼理論為依據(jù)，雖然已經(jīng)考慮了安全系數(shù)，但在開孔和幾何形狀不連續(xù)處的局部應(yīng)力已接近或達到材料的屈服強度，因此16MnR鋼必須具有足夠的強度，特別是在經(jīng)過熱加工和多次熱處理后要求鋼材仍應(yīng)保證強度性能不低于標(biāo)準規(guī)定的下限值。16MnR中，氮作為一種合金元素被廣泛應(yīng)用。強度越高，屈強比越大。若鋼的淬透性過高，在熱影響區(qū)內(nèi)必然有馬氏體形成，而且近熔合線處的晶粒也將非常粗大，鋼的熱影響區(qū)就有發(fā)生脆裂的危險；若碳的質(zhì)量分數(shù)高時，它一方面使鋼的淬透性提高，另一方面使形成的馬氏體更脆，更硬，在熱影響區(qū)中遠離熔合線的部分，其綜合機械性能也會大大降低。高效的氣體保護對焊接冷裂具有比較好的作用。16MnR焊縫金屬組織研究的重點是如何提高焊縫的韌性，近年來對其研究的突破性成果是發(fā)現(xiàn)了針狀鐵素體（AF），可以改善原始焊縫的低溫韌性。這是因為其淬硬傾向大、板厚的剛性大、焊接接頭的殘余應(yīng)力也大，焊接接頭易得到淬硬組織。對于含碳量較少的熱軋鋼，應(yīng)選用較小的焊接線能量；對含碳量偏高的熱軋鋼，焊接線能量要適中；對于含碳、氮化物形成元素的正火鋼，應(yīng)選用較小的焊接線能量。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。 Nb的影響鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。 電弧氣氛中含氫量對焊道下裂紋率的影響 a）試件尺寸 b）裂紋率與氣氛中的含碳量（2） 鋼的淬透性 一般來說鋼的淬硬傾向越大，則接頭中出現(xiàn)馬氏體的可能性越大越易產(chǎn)生冷裂紋。一般認為MoV鋼，特別是CrMoV鋼對消除應(yīng)力裂紋的敏感性最高，MoB鋼、CrV鋼也有一定的敏感性。其實質(zhì)是由于焊接熱源的高溫作用，使母材焊前的正火效果消失的結(jié)果。而且這類鋼的Ms點比較高，如果在Ms點附近的冷速比較低，Ms點后就形成一次“自回火”過程，使韌性得到改善， 而且避免產(chǎn)生冷裂紋。它利用焊條于焊件之間建立起來的穩(wěn)定燃燒的電弧，使焊條和焊件熔化，從而獲得牢固的焊接接頭。選擇焊接材料時，應(yīng)保證焊縫金屬的強度、韌性和塑性等性能符合產(chǎn)品設(shè)計要求。10℃。焊接工藝評定的主要內(nèi)容是按準備采用的焊接工藝，在接近實際生產(chǎn)的條件下焊制模擬產(chǎn)品接頭的試板，并從焊成的試板中按產(chǎn)品的技術(shù)條件截取拉力、彎曲和沖擊韌性試樣。 根據(jù)焊接性試驗方法按GB/—1984《焊接性試驗 斜Y形坡口焊接裂紋試驗方法》的規(guī)定進行，試板尺寸：按標(biāo)準規(guī)定進行坡口加工)試板加工為X的坡口。，促使焊接技術(shù)的更廣泛應(yīng)用。 裝配質(zhì)量是決定焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，焊件裝配檢查包括：零件位置、焊縫位置、坡口形狀和尺寸、坡口的清理質(zhì)量、裝配工藝(錯邊量、預(yù)熱、裝配順序、定位焊縫質(zhì)量、裝配件材質(zhì))等。對某些要求耐腐蝕的構(gòu)件要進行抗腐蝕性試驗。：“成功就是目標(biāo)的達成，其他都是這句話的注釋。感謝和我在一起進行課題研究的同窗王海勇同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。 常用的有焊縫和接頭拉伸試驗、沖擊試驗、彎曲試驗和硬度試驗等，測定焊縫和接頭的強度、塑性、韌性和硬度等。對干焊條，首先檢查其外表質(zhì)量，然后檢驗其熔教金屬化學(xué)成分和力學(xué)性能是否符合要求，焊接性能是否合格。并在使用過程中不斷進行監(jiān)測，使焊接產(chǎn)品能在規(guī)定的使用條件下和預(yù)期的使用壽命內(nèi)，焊接接頭都不會發(fā)生破損，避免危險事故的發(fā)生，這是實施焊接檢驗的根本目的。④焊接接頭見焊接工藝卡。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110～13020～2510～15填充J507直流反接150～18022～2610～15蓋面J507直流反接150～18022～2610～15試樣號1 2結(jié)論拉伸試驗σb/MPa583 596 合格斷裂位置母材 母材合格彎曲試驗 側(cè)彎均未見超標(biāo)缺陷合格缺口位置焊縫16MnR側(cè)20MnMoNb側(cè)Akv/J（20）℃113122114147200192174188215平均值116180192 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。預(yù)熱溫度受母材強度、焊條類型、坡口形式、環(huán)境溫度等因素的影響，并可利用其中有關(guān)經(jīng)驗公式進行初步估算。由于熔渣可降低接頭冷卻速度，故某些高強度結(jié)構(gòu)鋼、:1由于埋弧焊是依靠顆粒狀焊劑堆積形成保護條件，因此主要適用于水平焊縫。20MnMoNb鋼強度大，大鍛件及厚鋼板氫脆敏感性強，有一定的淬硬傾向，其Ce=，如果焊接工藝不當(dāng)，會使基本金屬的焊接熱循環(huán)惡化，在熱影響區(qū)產(chǎn)生淬硬組織，加上內(nèi)應(yīng)力的存在，很容易在熱影響區(qū)產(chǎn)生冷裂紋。熔池斷面形狀與焊接方法，焊接參數(shù)有關(guān)。 過熱區(qū)的加熱溫度在1200℃～固相溫度范圍內(nèi)，高的加熱溫度造成奧氏體晶粒嚴重粗化及難熔質(zhì)點（氮化物、碳化物）溶入固溶體，在這些都將明顯影響過熱區(qū)的性能。防止消除應(yīng)力裂紋的措施：（1） 選用對消除應(yīng)力裂紋敏感性低的母材；（2） 選用低強高塑性的焊接材料；（3） 控制結(jié)構(gòu)剛性與焊接殘余應(yīng)力；（4） 工藝方面的措施； 1）預(yù)熱 預(yù)熱可減少馬氏體的冷卻速度，減少馬氏體裂紋的產(chǎn)生。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散氫。 Mo的影響鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變)。寬而淺的焊縫使偏析物浮于焊縫表面，熱裂傾向小。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。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。 焊接裂紋傾向由于焊接冷裂紋對高強度鋼的焊接結(jié)構(gòu)有嚴重的危害，近年來世界各國對高強度鋼的焊接冷裂紋進行了大量的研究。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。16MnR具有較高的強度和良好的塑性、韌性和耐磨性，采用不同的合金成分和熱處理工藝，可以獲得不同性能的鋼。壓力容器用鋼具有足夠的塑性和韌性儲備是壓力容器抗脆斷的必要條件之一，也是壓力容器各種部件、封頭、筒體、卷制、熱壓成形等制造工藝的需要。Q代表的是這種材質(zhì)的屈服，后面的345，就是指這種材質(zhì)的屈服值，在345左右。 影響異種材料焊接性的因素1）熱物理性能的差異兩種材料熱物理性能的差異主要是指熔化溫度，線膨脹系數(shù)，熱導(dǎo)率等的差異，它們將影響焊接熱循環(huán)過程，結(jié)晶條件，降低焊接接頭的質(zhì)量。異種材料焊接常采用的壓焊方法有電阻焊、冷壓焊、擴散焊、摩擦焊等。當(dāng)今世界的許多最新科研成果、前沿技術(shù)和高新技術(shù)，諸如：計算機、微電子、數(shù)字控制、信息處理、工業(yè)機器人、激光技術(shù)等，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于焊接領(lǐng)域，這使得焊接的技術(shù)含量得到了空前的提高，并在制造過程中創(chuàng)造了極高的附加值。很少有人注意到這個過程何時開始，何時結(jié)束。Key words: Dissimilar steel，Analysis of welding，Welding parameters，welding process目錄1 緒論 1 焊接技術(shù)概述 1 現(xiàn)代焊接的特征 2 異種材料焊接的發(fā)展 2 異種材料焊接的方法 3 異種材料焊接的工藝特點 42 16MnR與20MnMoNb鋼的焊接性 6 16MnR的化學(xué)成分及力學(xué)性能介紹 6 合金元素在16MnR的作用 7 16MnR焊接性分析 9 16MnR焊接缺陷的分析 12 20MnMoNb的化學(xué)成分和力學(xué)性能 14 合金元素對20MnMoNb性能的影響 15 20MnMoNb的焊接性分析 16 20MnMoNb焊接缺陷的分析 213 焊接工藝的擬定 24 焊接方法及焊材選擇 24 焊前準備 26 預(yù)熱和焊后熱處理 26 焊接工藝參數(shù)的選擇 274 焊接工藝評定 28 焊接工藝評定的意義、目的 28 焊接工藝評定的一般過程 28 16MnR與20MnMoNb的焊接工藝評定 285 焊接檢驗 31 焊接前的檢驗 31 焊接過程中的檢驗 32 焊后成品檢驗 32 焊縫返修和合格焊縫 33結(jié)論 35致謝 36參考文獻 37 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 焊接技術(shù)及自動化 學(xué)生姓名: 崔高潮 學(xué) 號: 061303317 論文題目: 16MnR與20MnMoNb異種鋼的焊接工藝設(shè)計起迄日期: 2009年3 月16 日 ~ 5 月 16 日 指導(dǎo)教師: 崔國明 發(fā)任務(wù)書日期: 2009 年 3 月 16 日畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題來源及應(yīng)達到的目的：課題來源和應(yīng)達到的目的： 本課題源于16MnR與20MnMoNb異種鋼的焊接性研究。 現(xiàn)代焊接的特征 焊接已成為最流行的連接技術(shù)在當(dāng)今工業(yè)社會，沒有哪一種連接技術(shù)象焊接那樣被如此廣泛、如此普遍地應(yīng)用在各個領(lǐng)域。文中分別闡述了以上三種方法的研究現(xiàn)狀與進展，并且論述了不同方法的優(yōu)勢與劣勢，對今后鋁鋼焊接研究進行了展望。2）異種材料焊接過程中，由于金相組織的變化以及新生成的物相結(jié)合或化合物，可使焊接接頭的性能惡化，給焊接帶來很大的困難。在低合金的材質(zhì)里，此種材質(zhì)為最普通的。它是使基體本身在低溫不易于交叉滑移。此外，添加一些合金元素，如Mn、Cr、Mo、V、W、Ni、Si、B和Cu等。%，為了提高淬透性，適量加入C、Mn、Cr、Mo、V、W、Ni和Si等合金元素，具有較高的淬硬性。焊接裂紋實驗的結(jié)果也表明，焊接碳當(dāng)量公式和焊接裂紋出現(xiàn)率之間，沒有明顯的規(guī)律性。當(dāng)然，在鋼中若含有較多的碳和合金元素時，也應(yīng)注意快冷時發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變而造成脆化。此外，接頭形式不同時，其散熱情況不同，冷卻速度也不同。此外，鋼中含銅會增加熱裂傾向。 20MnMoNb的化學(xué)成分和力學(xué)性能20MnMoNb是一種低合金高強鋼，屬于細品粒熱處理強化鋼，供貨狀態(tài)為調(diào)質(zhì)處理，即在870℃水淬后，630℃進行高溫回火。%以上時就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點高40%。具體措施可選用脫硫能力較強的低氫型焊條，埋弧焊時選用超低碳焊絲配合高錳高硅焊劑，并從工藝上降低融合比。經(jīng)研究確認，消除應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生是由于晶界優(yōu)先滑動而導(dǎo)致微裂紋發(fā)生并擴展所致。 2）在強度允許的條件下，盡量采用焊接量小的對稱角焊縫來代替焊接量大的全焊透焊縫，以減小應(yīng)力。線能越大，過熱區(qū)晶粒越粗大，晶界面積減少，容易形成液態(tài)薄膜，液化裂紋的敏感性加大。各國計算碳當(dāng)量的公式各有不同，我們計算碳當(dāng)量則采用國際焊接協(xié)會(IIW)推薦的碳當(dāng)量計算式Ce=C+Mn／6+Cr／5+Mo／4+Cu／13+V，5+Si／24，％。因此，它特別適于焊接大型工件的直縫或環(huán)縫。20MnMoNb與16MnR坡口間隙應(yīng)為4mm。2個拉伸試件抗拉強度值均高于16MnR標(biāo)準規(guī)定值，而且都斷裂于母材，說明應(yīng)用該焊接工藝所焊焊口的力學(xué)性能較好，未出現(xiàn)超標(biāo)準的裂紋。 16MnR鋼的力學(xué)性能鋼號板厚/mm狀態(tài)拉伸性能彎曲180176。顯然，這些焊接結(jié)構(gòu)（件）必須是高質(zhì)量的，否則，運行中出現(xiàn)事故必將造成慘重的損失。對于沒有出廠證或新使用的材料，必須進行化學(xué)成分分析、力學(xué)性能試驗和焊接性試驗后才能投產(chǎn)使用。 檢查接頭有無漏水、漏氣、漏油和滲油等現(xiàn)象。在焊接生產(chǎn)中應(yīng)該嚴格控制焊接參數(shù)以防止出現(xiàn)層狀撕裂、焊縫熱裂紋、回火脆化、冷裂紋和再熱裂紋等焊接缺陷。發(fā)現(xiàn)問。對于異種鋼焊接，焊材必須滿足的化學(xué)成分相匹配，才能獲得設(shè)計要求的焊接接頭。滲透探傷用來檢查各種材料表面微裂紋。 原材料檢驗包括被焊金屬質(zhì)量檢驗和焊接材料檢驗。 5 焊接檢驗眾所周知，焊接結(jié)構(gòu)（件）在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。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。按擬定的焊接工藝施焊完畢后，對焊縫外觀進行檢查并按JB4730—2005進行RT檢驗。 16MnR與20MnMoNb的化學(xué)成分鋼號化學(xué)成分CSiMnMoNbCr≤S≤P≤16MnR≤～～