【導(dǎo)讀】論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬(wàn)字。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)。均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。T23鋼是貝氏體耐熱鋼，該鋼具有良好的力學(xué)性能及持久塑性，適于制造工作溫度。在600℃以下的高溫過(guò)熱器、再熱器部件及鍋爐集箱、蒸汽導(dǎo)管等。組織、性能及其焊接性的了解。對(duì)國(guó)產(chǎn)T23鋼550℃、600℃和650℃的持久試樣在Nikon. EPIPHOT300金相顯微鏡，S-570掃描電子顯微鏡和JEM-200CX透射電子顯微鏡。通過(guò)對(duì)T23鋼的初步認(rèn)識(shí)逐步確定了T23管子焊接工藝參數(shù)，并根據(jù)編制的焊。接工藝進(jìn)行焊接工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn)。T23鋼由于其優(yōu)良的工藝性能、較高的持久強(qiáng)度，將有。廣闊的應(yīng)用前景，值得我國(guó)認(rèn)真研究積極推廣應(yīng)用。

　　

【正文】 體 氣體流量 正面 背面 直流正接 8 不預(yù)熱 70～ 120 8～ 12 % 8～ 10 / 環(huán)境溫度低于 10℃時(shí)，焊前采用火焰預(yù)熱，溫度范圍不小于 50℃不大于 150℃ ； 環(huán)境溫度高于 10℃時(shí)可不預(yù)熱 。 層間溫度控制在 250～ 350℃的范圍內(nèi)，焊接前和過(guò)程中采用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀進(jìn)行溫度的測(cè)量。 焊前準(zhǔn)備 及坡口型式 對(duì)口要求：鋼材管子內(nèi)外壁兩側(cè) 15 mm范圍內(nèi)的油污、銹跡等必須進(jìn)行徹底的清理，直至露出金屬光澤。坡口角度≥ 30176。 ，鈍邊厚度 0＜ P≤ mm，對(duì)口間隙 2mm＜ C＜ 3 mm，間隙太小容易造成未焊透，間隙過(guò)大，焊縫的填充量加大，焊接速度相對(duì)減小，熱輸入量增加層間溫度 升高，容易導(dǎo)致焊縫根部氧化。焊縫的對(duì)口簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 。 圖 焊縫 的對(duì)口簡(jiǎn)圖見(jiàn) 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 SA213T23 ?60 8mm鋼管焊接工藝 16 焊接 順序 及操作技術(shù)要求 ( 1) 焊工技術(shù)水平穩(wěn)定 , 具有同等級(jí)鋼材焊接資格水平。在室溫 25℃下進(jìn)行焊接 , 采取焊前不預(yù)熱 , 焊后不做熱處理 , 焊后自然冷卻 , 保持層間溫度不高于 350℃。 ( 2) 采用外填絲法進(jìn)行焊接 , 鎢極伸出長(zhǎng)度為 6mm, 電弧長(zhǎng)度為 2～ 3mm。第一層封底焊時(shí) , 焊接電流采用 95～ 100A, 焊接電流過(guò)大 , 容易出現(xiàn)過(guò)燒現(xiàn)象。為了加強(qiáng)保護(hù)和獲得可靠的焊接接頭 , 引弧前必須提前向焊接面送氬 ， 引弧點(diǎn)的位置必須置于接頭前端5mm～ 10mm 左右的坡口面上 。 熄弧時(shí) , 應(yīng)填滿(mǎn)弧坑將熔池逐漸縮小并移向焊縫邊緣處收弧。電弧熄弧后 , 應(yīng)對(duì)收弧處和熔池供氬氣 10s, 進(jìn)行延時(shí)保護(hù) , 避免產(chǎn)生弧坑裂紋 。 焊接操作中的幾個(gè)要點(diǎn) 鎢極錐度磨到 15176。 ，可適當(dāng)改善和提高電弧能量的集中程度，有利于熔池的快速形成，提高焊接速度。施焊過(guò)程中，引燃電弧形成熔池后，要注意觀察熔池的尺寸，并及時(shí)添加焊絲。焊道的分布要合理，采用多層焊接，焊層不宜太厚，在保證填充金屬與母材金屬融合良好的情況下，盡量提高焊接速度，以減少焊縫的 熱輸入量，降低熔池的溫度，避免重新熔化導(dǎo)致焊縫的氧化，以及避免提高焊縫的淬硬性 。 焊后熱處理工藝規(guī)范 ASME SA213和 ASME Code規(guī)范規(guī)定鋼管的熱處理規(guī)范是正火 +回火 ,正火溫度 ≥1040℃ 、回火溫度 ≥ 730℃ 。 ASME SA213標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定常規(guī)性能是 ： 屈服強(qiáng)度 400MPa、抗拉強(qiáng)度≥ 510MPa、伸長(zhǎng)率 ≥ 20%、 硬度 HB≤ 220。經(jīng)過(guò)對(duì) T23鋼進(jìn)行多次不同正火溫度和不同回火溫度的試驗(yàn)研究和比較 ， 選擇了對(duì) T23鋼管 1050～ 1080℃保溫 20min以上正火及760～ 790℃保溫 60min以上回火的熱處理制度 ， 熱處理后 T23鋼管的常溫組織是粒狀貝氏體。 小口徑 T23管子 焊接可以不熱處理，也可以進(jìn)行 740～ 760℃的熱處理，保溫半小時(shí)。 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 SA213T23 鋼的焊接工藝評(píng)定 17 5 SA213T23 鋼的焊接工藝評(píng)定 焊接工藝試驗(yàn) 工藝試驗(yàn)按 以上提供的 工藝進(jìn)行。試件進(jìn)行外觀檢查、射線檢驗(yàn)、拉伸、彎曲、硬度、沖 擊及微觀金相試驗(yàn)。 焊接材料 選 為德國(guó)伯樂(lè)蒂森的焊絲 Union I Cr2WV。 初定焊接工藝見(jiàn)表 。 表 焊接工藝 焊接方法 焊接電壓 焊接電流 焊接位置 預(yù)熱 熱處理 層間最高溫度 GTAW 8～ 12V 70～ 120A 6G 無(wú) 無(wú) 350℃ 試驗(yàn)結(jié)果 外觀檢查 3個(gè)焊接試件焊縫余高為 1～ 2 mm ，焊縫及熱影響區(qū)表面無(wú)裂紋、未熔合、夾渣、弧坑及氣孔，咬邊深度最大 ，符合《焊接工藝評(píng)定規(guī)程》的要求。 射線檢查 3個(gè)試件經(jīng)射線探傷檢驗(yàn)，均為 l級(jí)，符合《焊接工藝評(píng)定規(guī)程》的要求。 拉伸試驗(yàn) 1個(gè)試樣的抗拉強(qiáng)度為 587MPa，斷裂位置離焊縫 12mm； 另一個(gè)試樣的抗拉強(qiáng)度為612MPa， 斷裂位置離焊縫 21mm。 遠(yuǎn)大于母材抗拉強(qiáng)度的下限值 510MPa，試 驗(yàn)合格。 彎曲試驗(yàn) 4個(gè)彎曲試樣 (2個(gè)面彎 、 2個(gè)背彎 )經(jīng) 過(guò) 彎曲直徑 d=4t、彎曲角度 180176。 彎曲后，彎曲試樣均未出現(xiàn)任何開(kāi)裂，符合《焊接工藝評(píng)定規(guī)程》的要求。 沖擊試驗(yàn)結(jié)果及焊接工藝改進(jìn) 1） 沖擊試驗(yàn)結(jié)果 沖擊試驗(yàn)采用小試樣 (5mm寬 )室溫下進(jìn)行，缺口中心分別開(kāi)在焊縫區(qū)、熱影響區(qū)及母材上，缺口形式為 V型。開(kāi)口在焊縫區(qū)的 3個(gè)試件的沖擊值分別為 、 、 16J；開(kāi)口在熱影響區(qū)的分別為 86J、 、 103J；開(kāi)口在母材的分別為 125J、 118J、 115J。數(shù)據(jù)分析可知， 焊縫的沖擊值與規(guī)程要求的 27J相差甚遠(yuǎn) ， 試驗(yàn)不合格。 2） 第 1次工藝改進(jìn) 由于熱處理一般能改善組織性能，增強(qiáng)韌性，因而增加了焊后熱處理。考慮到工程中的實(shí)際情況，采用氧一乙炔火焰烘烤后用保溫材料包好冷卻，試件的沖擊值依然較低，但比不熱處理有了一定的改善，焊縫區(qū)的 3個(gè)試件的 縱 向 V型缺口沖擊值分別為 、 ，但仍不合格。 3） 第 2次工藝改進(jìn) 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 SA213T23 鋼的焊接工藝評(píng)定 18 進(jìn)一步改善了熱處理工藝，采用電腦溫控柜進(jìn)行焊后熱處理 。 由于其 Acl轉(zhuǎn)變溫度為 800～ 820℃ ，故選用恒溫溫度為 730～ 750℃ 、 恒溫 2 h。 重新 做沖擊試驗(yàn)，結(jié)果焊縫區(qū)的沖擊值與第 1次工藝改進(jìn)時(shí)區(qū)別不大， 3個(gè)焊縫區(qū)試件沖擊值分別為 J、 、試驗(yàn)還是不合格。 4） 第 3次工藝改進(jìn)。 考慮到 T23鋼在一個(gè)相當(dāng)大的冷卻速率范圍內(nèi)都能形成貝氏體／馬氏體，而其馬氏體的開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度約為 540℃ ，轉(zhuǎn)變完全溫度為 300℃ 左右， 因此在改進(jìn) 2的基礎(chǔ)上，降低層間溫度 (讓其在轉(zhuǎn)變完全溫度以下 )，經(jīng)過(guò)反復(fù)選擇比較，選定控制層間溫度 200℃以下，然后重新做沖擊試驗(yàn)，結(jié)果焊縫區(qū)的沖擊功分別為 、 、 ，熱影響區(qū)及母材的平均沖擊 值分別為 108J、 110J，滿(mǎn)足了規(guī)程的要求。 硬度試驗(yàn) 改進(jìn)工藝后，試件焊縫區(qū)的硬度值為 208～ 229HB，熱影響區(qū)的硬度值為 168～ 180 HB，母材為 167～ 175 HB，滿(mǎn)足《焊接工藝評(píng)定規(guī)程》的要求。 微觀金相 經(jīng)過(guò)改進(jìn) 3工藝焊接的試樣：焊縫區(qū)為粗大的回火貝氏體組織 、 熱影響區(qū)為回火貝氏體組織 、 母材為回火貝氏體。原工藝焊接的試樣：焊縫區(qū)為粗大的貝氏體組織 、 熱影響區(qū)為貝氏體組織 、 母材為回火貝氏體。由金相組織可以看出，熱處理后的組織較熱處理前要均勻，晶粒也稍微細(xì)小 (圖 ，圖 )。 a． 焊縫 520 b．熱影響區(qū) 520 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 SA213T23 鋼的焊接工藝評(píng)定 19 C． 回火母材 520 圖 原工藝焊接試樣金相組織 a. 回火焊縫 520 b． 回火熱影響區(qū) 520 C. 回火母材 520 圖 熱處理后焊接試樣金相組織 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 SA213T23 鋼的焊接工藝評(píng)定 20 結(jié) 論 (1) 雖然 T23的含碳量低，可不熱處理，但經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，沖擊值達(dá)不到規(guī)范要求，不能滿(mǎn)足工藝要求。 (2) 當(dāng)環(huán)境溫度在 10℃以下焊接 T23鋼時(shí)， 焊前須預(yù)熱 100℃ ～ 150℃ ； 控制層間溫度在 200℃內(nèi) ； 嚴(yán)格控制焊接線能量 ； 焊后冷卻到室溫完成貝 氏體的轉(zhuǎn)變以后，再進(jìn)行730～ 750℃ /2h高溫回火處理，可以獲得良好的焊接接頭 。 (3) 小徑管 T23鋼焊接時(shí)， 要根據(jù)焊接方法、環(huán)境溫度和管子厚度的不同，經(jīng)過(guò)焊接工藝評(píng)定合格后，正確選擇焊接工藝，這樣才能得到合乎要求的焊接接頭 。 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 21 參考文獻(xiàn) [1] 季獻(xiàn)武， 李駒 .T23在超超臨界 1000MW機(jī)組的應(yīng)用及現(xiàn) 狀 [J].華東電力 ,2020,37（ 12） . 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