【正文】 定合格。 16MnR與20MnMoNb的焊接工藝評定本課題主要研究的是16MnR與20MnMoNb鋼的焊接工藝評定。 16MnR鋼的力學(xué)性能鋼號板厚/mm狀態(tài)拉伸性能彎曲180176。沖擊性能σs/MPaσb/MPaδs/%溫度沖擊功Akv/J16MnR616熱軋或熱處理≥345510655≥21d=2a室溫 ≥27橫向1725≥325490635≥20d=3a2636≥305490635≥19d=3a3860≥285490620≥19d=3a60100≥265450590≥18d=3a：①焊接方法為：手工電弧焊和埋弧自動焊。②焊接材料為：焊條為J507(),焊絲H08Mn2SiA (),③焊接位置為：平焊，從左向右施焊。④焊接接頭見焊接工藝卡。⑤：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直流正接110～13020～2510～15填充J507直流正接150～18022～2610～15蓋面J507直流正接150～18022～2610～15⑥焊前除銹、脫脂。焊條焊前烘干。為驗證焊接工藝的可行性，可按照J(rèn)B4708—2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》的規(guī)定，對焊縫的焊接工藝進(jìn)行評定。 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(jìn)行，試板尺寸：按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行坡口加工)試板加工為X的坡口。根據(jù)產(chǎn)品的實際需要進(jìn)行焊條電弧焊的工藝評定，焊前對試板進(jìn)行了預(yù)熱，預(yù)熱的方式采用履帶式電加熱帶，預(yù)熱溫度為140℃；焊接過程中嚴(yán)格控制道間溫度不低于180℃，并在焊后立即進(jìn)行了（250～300）℃*2h的消氫處理，無損檢測后還進(jìn)行了消除應(yīng)力處理，熱處理的溫度為640℃。焊接過程中嚴(yán)格控制了焊接熱輸入，焊條電弧焊為22 KJ/cm。（1）焊接前清理焊道兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油、銹等污物，先焊內(nèi)側(cè)焊縫，然后從外側(cè)清根，再焊外側(cè)焊縫；（2）焊前采用電加熱帶對焊條、焊縫進(jìn)行預(yù)熱；預(yù)熱寬度為坡口兩側(cè)不小于200mm范圍，電加熱帶放置在外側(cè)焊縫處，內(nèi)外用巖棉進(jìn)行保溫，預(yù)熱過程隨時用遠(yuǎn)紅外溫測議測溫，保證預(yù)熱溫度的均勻性，溫度升到200℃后斷電焊接；（3）每條焊縫焊完后，立即進(jìn)行（250～300）℃2h的消氫處理，以降低擴(kuò)散氫的含量，并促使焊縫晶界的有害雜質(zhì)進(jìn)一步彌散；減少因S，P雜質(zhì)偏析而導(dǎo)致裂紋，同時降低焊接接頭的強(qiáng)度，提高焊接接頭的沖擊韌性，避免延遲裂紋的產(chǎn)生；焊接后立即進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，用電阻絲加熱，以每小時60℃的升溫速度，加熱到640℃，恒溫2小時后用超細(xì)玻璃棉保溫冷卻。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℃。溫差采用紅外線測溫儀監(jiān)控。 焊接工藝要求1) 焊條必須嚴(yán)格按照焊條使用說明書要求烘焙，并裝入保溫筒，隨用隨?。?) 焊接時，嚴(yán)格執(zhí)行短弧、直焊道不擺動操作技術(shù)； 3) 控制道間溫度≤80℃；4) 采用分段跳焊法施焊，每段長度600~800mm； 5) 根部焊道焊接時，應(yīng)保證兩側(cè)母材與墊板熔合良好；6) 焊接過程中對每段、每道焊縫都必須及時清渣，如發(fā)現(xiàn)裂紋、未熔合等缺陷，應(yīng)立即鏟除，并補(bǔ)焊，達(dá)到技術(shù)條件要求后再繼續(xù)焊接，直至焊滿整個坡口為止。 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。隨著鍋爐、壓壓力容器、化工機(jī)械、海洋構(gòu)造物、航空航天器和原子能工程等向高參數(shù)及大型化方向發(fā)展，工作條件日益苛刻、復(fù)雜。顯然，這些焊接結(jié)構(gòu)（件）必須是高質(zhì)量的，否則，運(yùn)行中出現(xiàn)事故必將造成慘重的損失。誠然，迅速發(fā)展現(xiàn)代焊接技術(shù)，已能在很大程度上保證其產(chǎn)品質(zhì)量，但由于焊接接頭為一性能不均勻體，應(yīng)力分布又復(fù)雜，制造過程中亦做不到絕對的不產(chǎn)生焊接缺陷，更不能排除產(chǎn)品在役 用和發(fā)展合理而先進(jìn)的焊接檢驗技術(shù)。焊接檢驗的主要作用如下：（件）制造質(zhì)量，保證其安全運(yùn)行，用焊接檢驗控制缺陷和防止廢品產(chǎn)生，避免不合格品出廠。并在使用過程中不斷進(jìn)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。，提高產(chǎn)品質(zhì)量，焊接檢驗可以評定制造工藝正確與否。同時，在制定焊接工藝時也可預(yù)先制備試樣，利用焊接檢驗技術(shù)選擇最佳工藝程序，使焊縫達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量等級要求。，正確進(jìn)行安全評定，由于焊接檢驗貫穿于焊接生產(chǎn)的全過程，這就可能避免出現(xiàn)產(chǎn)品最后報廢的現(xiàn)象，大減少了原材料加工和工時的浪費(fèi)，以及因拖延工期而帶來的經(jīng)濟(jì)損失，無疑會帶來顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。，促使焊接技術(shù)的更廣泛應(yīng)用。尤其是16MNR管道的焊接，是工藝管道焊接的難點(diǎn)。根據(jù)一些企業(yè)提供的技術(shù)資料，我們對其進(jìn)行焊接工藝評定，確定采用手弧焊，埋弧焊焊接工藝。焊后，經(jīng)X射線探傷檢驗，質(zhì)量一次合格率達(dá)98％，對16MNR鋼管道焊接，我們采取焊接前預(yù)熱、焊后保溫緩冷的質(zhì)量控制措施，保證了焊縫質(zhì)量符合設(shè)計文件的規(guī)定。為了保證金屬焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量所采取的檢驗措施?？煞秩齻€階段:焊前檢驗、焊接過程中檢驗和焊后成品檢驗。 焊接前的檢驗焊接前的檢驗包括原材料檢驗 、焊件備料檢、焊件裝配檢查和其他工作的檢查。 原材料檢驗包括被焊金屬質(zhì)量檢驗和焊接材料檢驗。對于被焊金屬，根據(jù)金屬材料的型號、出廠質(zhì)量檢驗證明書加以鑒定，同時還須作外部檢驗和抽樣復(fù)核，以檢查在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的外部缺陷和防止型號差錯。對于沒有出廠證或新使用的材料，必須進(jìn)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。對于焊絲，應(yīng)進(jìn)行化學(xué)成分校核、外部檢查和直徑測量。焊絲表面不應(yīng)有氧化皮、銹和油污等。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。對于焊劑，檢驗其顆粒度、水分及焊接性能。焊劑要與焊絲配合使用才能保證焊縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能，焊接不同種類的鋼材，或不同的性能要求，要采用相應(yīng)的焊劑配合。 焊件備料是從投料開始，經(jīng)過劃線、標(biāo)記移植、下料、坡口加工和坡口及其邊緣清理，各工序均須檢驗合格。 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。其他工作的檢查包括焊工資格的檢查、焊接電源的檢查、焊接工具的檢查、焊接環(huán)境的檢查等。 焊接過程中的檢驗 即焊接電流、焊接電壓、焊接速度、電源的種類和極性、焊接順序、焊接的道數(shù)和層數(shù)等正確與否。 焊后成品檢驗 能夠直觀檢查的焊接缺陷有咬邊、焊瘤、燒穿、未焊透、表面氣孔、未熔合和表面裂紋等。 常用的有射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷等。射線探傷和超聲波探傷用來檢查金屬焊接接頭內(nèi)部缺陷，如裂紋、氣孔、夾渣、未焊透和未熔合等。磁粉探傷用來檢查鐵磁性材料的表面微裂紋及淺表層缺陷。滲透探傷用來檢查各種材料表面微裂紋。此外，無損探傷方法中還有聲發(fā)射檢測、中子探傷、全息探傷和液晶探傷等。 檢查接頭有無漏水、漏氣、漏油和滲油等現(xiàn)象。常用的有煤油試驗、載水試驗、氣密性試驗和水壓試驗等。 將水、油、氣等充入容器內(nèi)徐徐加壓，以檢查其泄漏、耐壓、破壞等情況，通常采用水壓試驗。 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(qiáng)度、塑性、韌性和硬度等。 包括宏觀檢驗和微觀檢驗兩種。宏觀檢驗可檢查該斷面上裂紋、氣孔、夾渣、未熔合和未焊透等缺陷，微觀檢驗可以確定焊接接頭各部分的顯微組織特征、晶粒大小、接頭的顯微缺陷(裂紋、氣孔、夾渣等)和組織缺陷(如合金鋼中的淬火組織、鑄鐵中的白口、 鋼中的氧化物、氮化物夾雜和過燒現(xiàn)象等)。 檢驗焊縫金屬化學(xué)成分是否符合設(shè)計要求。對某些要求耐腐蝕的構(gòu)件要進(jìn)行抗腐蝕性試驗。對于熔焊缺陷、壓焊缺陷和釬坪缺陷等不同類型缺陷，應(yīng)采用相應(yīng)的檢驗內(nèi)容和檢驗方法。焊接結(jié)構(gòu)經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)缺陷后，應(yīng)進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)安全評定，以確定結(jié)構(gòu)是否可以使用。 焊縫返修和合格焊縫對于無損探傷中發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷需要返修時，應(yīng)視缺陷性質(zhì)及范圍大小、現(xiàn)場實際情況來決定返修工藝。如果缺陷范圍大，則應(yīng)采用原材料、原工藝進(jìn)行打磨修補(bǔ)；如果缺陷范圍小，則可采用鎳基焊接材料進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)后，可不再進(jìn)行焊后熱處理。焊縫修補(bǔ)必須經(jīng)焊接工程師確認(rèn)。結(jié)論16MnR與20MnMoNb的焊接采用以上的焊接工藝方案進(jìn)行了手工電弧焊試焊，是含結(jié)果表明:只要工藝合理，焊接就可以得到優(yōu)質(zhì)接頭；異種鋼的焊接可以手工電弧焊焊接；為了保證焊縫性能同母材匹配且具有較高的熱強(qiáng)性，關(guān)鍵要嚴(yán)格控制焊后熱處理工藝。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。正確的選擇熱處理溫度和保溫時間，是保證焊縫獲得良好機(jī)械性能的關(guān)鍵。在焊接生產(chǎn)中應(yīng)該嚴(yán)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。致謝首先感謝本人的導(dǎo)師崔國明老師，他對我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。崔國明老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！感謝母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗崔高潮同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！參考文獻(xiàn)[1] ［M］. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008，1[2] [M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007，10[3]王晉生 陳麗中. 13MnNiMoNbR高壓容器的焊接[J].《生產(chǎn)技術(shù)》23～25[4]王汗升,:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996 720 ～725.[5]俞繼倫,郭壽汾,:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1984, 638643. [6]愈尚知主編，焊接工藝人員手冊[M]，上海科學(xué)界技術(shù)出版社， 121[7]傅積和，孫玉林主編，焊接數(shù)據(jù)資料手冊[M] 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997，5 123～124[8] 李亞江, 劉鵬,劉強(qiáng)合編氣體保護(hù)焊工藝及應(yīng)用[M]。北京化學(xué)工業(yè)出版社工業(yè)裝備與信息工程出版中心，2005[9]JB4708—2000鋼制壓力容器焊接工藝評定，[10]JB4744—2000鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗， [11]中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會編，北京：焊接手冊，第二卷材料的焊接．36 / 36