【正文】 內(nèi)時(shí),阻礙晶粒內(nèi)部的局部調(diào)整,又會(huì)阻礙晶粒的整體變形,這樣,由于應(yīng)力松弛而帶來的塑性變形就主要由晶界金屬來承擔(dān),于是,晶界應(yīng)力集中,就會(huì)產(chǎn)生裂紋,即所謂的模形開裂。 。,控制冷卻速度。 冷裂紋. (1),且產(chǎn)生于焊后一段時(shí)間以后,故又稱延遲裂紋。,也有發(fā)生在焊縫區(qū)的。,穿晶開裂或兩者混合出現(xiàn)。 (2)(馬氏體)減小了金屬的塑性儲(chǔ)備。 含氫量和拉應(yīng)力是冷裂紋(這里指氫致裂紋)產(chǎn)生的兩個(gè)重要因素。一般來說,金屬內(nèi)部原子的排列并非完全有序的,而是有許多微觀缺陷。在拉應(yīng)力的作用下,氫向高應(yīng)力區(qū)(缺陷部位)擴(kuò)散聚集。當(dāng)氫聚集到一定濃度時(shí),就會(huì)破壞金屬中原子的結(jié)合鍵,金屬內(nèi)就出現(xiàn)一些微觀裂紋。應(yīng)力不斷作用,氫不斷地聚集,微觀裂紋不斷地?cái)U(kuò)展,直致發(fā)展為宏觀裂紋,最后斷裂。決定冷裂紋的產(chǎn)生與否,有一個(gè)臨界的含氫量和一個(gè)臨界的應(yīng)力值o當(dāng)接頭內(nèi)氫的濃度小于臨界含氫量,或所受應(yīng)力小于臨界應(yīng)力時(shí),將不會(huì)產(chǎn)生冷裂紋(即延遲時(shí)間無限長)。在所有的裂紋中,冷裂紋的危害性最大。 (3),嚴(yán)格烘干,在100~150℃下保存,隨取隨用。,采用后熱措施,并保證層間溫度不小于預(yù)熱溫度,選擇合理的焊接規(guī)范,。 未焊透 未焊透指母材金屬未熔化,焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)人,接頭根部的現(xiàn)象。 A、產(chǎn)生未焊透的原因(1)焊接電流小,熔深淺。(2)坡口和間隙尺寸不合理,鈍邊太大。(3)磁偏吹影響。(4)焊條偏芯度太大(5)層間及焊根清理不良。 B、.未焊透的危害未焊透的危害之一是減少了焊縫的有效截面積,使接頭強(qiáng)度下降。其次,未焊透焊透引起的應(yīng)力集中所造成的危害,比強(qiáng)度下降的危害大得多。未焊透嚴(yán)重降低焊縫的疲勞強(qiáng)度。未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因。未焊透引起的應(yīng)力集中所造成的危害,比強(qiáng)度下降的危害大得多。未焊透嚴(yán)重降低焊縫的疲勞強(qiáng)度。未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因。 C、未焊透的防止使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。另外,焊角焊縫時(shí),用交流代替直流以防止磁偏吹,合理設(shè)計(jì)坡口并加強(qiáng)清理,用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產(chǎn)生。 未熔合未熔合是指焊縫金屬與母材金屬,或焊縫金屬之間未熔化結(jié)合在一起的缺陷。按其所在部位,未熔合可分為坡口未熔合,層間未熔合根部未熔合三種。 A、產(chǎn)生未熔合缺陷的原因(1)焊接電流過小。(2)焊接速度過快。(3)焊條角度不對。(4)產(chǎn)生了弧偏吹現(xiàn)象。旺,(5)焊接處于下坡焊位置,母材未熔化時(shí)已被鐵水復(fù)蓋。(6)母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結(jié)合等。 B、未熔合的危害 未熔合是一種面積型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合對承載截面積的減小都非常明顯,應(yīng)力集中也比較嚴(yán)重,其危害性僅次于裂紋。 C、.未熔合的防止采用較大的焊接電流,正確地進(jìn)行施焊操作,注意坡口部位的清潔。 其他缺陷 (1)焊縫化學(xué)成分或組織成分不符合要求:焊材與母材匹配不當(dāng),或焊接過程中元素?zé)龘p等原因,容易使焊縫金屬的化學(xué)成份發(fā)生變化,或造成焊縫組織不符合要求。這可能帶來焊縫的力學(xué)性能的下降,還會(huì)影響接頭的耐蝕性能。 (2)過熱和過燒:若焊接規(guī)范使用不當(dāng),熱影響區(qū)長時(shí)間在高溫下停留,會(huì)使晶粒變得粗大,即出現(xiàn)過熱組織。若溫度進(jìn)一步升高,停留時(shí)間加長,可能使晶界發(fā)生氧化或局部熔化,出現(xiàn)過燒組織。過熱可通過熱處理來消除,而過燒是不可逆轉(zhuǎn)的缺陷。 (3)白點(diǎn):在焊縫金屬的拉斷面上出現(xiàn)的象魚目狀的白色斑,即為自點(diǎn)F白點(diǎn)是由于氫聚集而造成的,危害極大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。焊接工藝評定的目的在于驗(yàn)證焊接工藝（指導(dǎo)書）的正確性，焊接工藝正確與否的標(biāo)志在于焊接接頭的使用性能是否符合要求。若使用性能符合要求，則證明所擬訂的焊接工藝是正確的，當(dāng)用于產(chǎn)品時(shí)，則產(chǎn)品焊接接頭的使用性能同樣可以滿足要求。壓力容器焊接工藝所包括的內(nèi)容相當(dāng)廣泛，并且任何一種主要焊接參數(shù),如焊接電流、焊接電壓、焊接速度、預(yù)熱溫度、層間溫度、焊接材料的牌號或成分、焊后熱處理溫度和保溫時(shí)間、焊件厚度個(gè)焊接位置的改變,都會(huì)對接頭的性能產(chǎn)生較大的影響,因此對于所編制的并將用于生產(chǎn)的每項(xiàng)焊接工藝應(yīng)作相應(yīng)的評定。焊接工藝評定的主要內(nèi)容是按準(zhǔn)備采用的焊接工藝，在接近實(shí)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。并將焊接條件變化是否影響焊接接頭力學(xué)性能作為是否需要重新評定焊接工藝的判斷準(zhǔn)則，評定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則也是根據(jù)這一判斷職責(zé)指定的。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。如果檢驗(yàn)的項(xiàng)目中某一項(xiàng)或幾項(xiàng)不合格，則說明該工藝不能用于生產(chǎn)，需要重新編制再作焊接工藝試驗(yàn)，直至全部項(xiàng)目合格。 焊接工藝評定的一般過程 由具有一定專業(yè)知識(shí)和有相當(dāng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的焊接工藝人員，根據(jù)鋼材的焊接性能實(shí)驗(yàn)，結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)、制造工藝條件來擬訂焊接工藝指導(dǎo)書。 由技術(shù)熟練的焊工根據(jù)焊接工藝指導(dǎo)書的內(nèi)容及有關(guān)參數(shù)規(guī)定對樣板進(jìn)行施焊。 按照焊接工藝指導(dǎo)書和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對樣板進(jìn)行施焊后，檢驗(yàn)及測定試樣性能，填寫焊接工藝評定報(bào)告。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。 15MnNbR鋼鋼制壓力容器環(huán)縫的焊接工藝評定本課題主要研究的是15MnNbR鋼的焊接工藝評定，鋼板的厚度為：δ=。 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/J15MnNbR40正火≥350520～640≥20d=3a20≥34橫向 15MnNbR鋼的化學(xué)成分CSiMnPSNb≤～～≤≤～：①焊接方法為：手工電弧焊和埋弧自動(dòng)焊。②焊接材料為：焊條為J556RH (φ4mm),焊絲 H08MnA (φ4和5mm),焊劑HJ404。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： 焊接參數(shù)的選擇焊道名稱焊接方法焊接材料焊材規(guī)格/mm焊接電流/A電弧電壓/V預(yù)熱及層間溫度/℃熱處理規(guī)范打底層焊條電弧焊J556RH160～18021～22100～150600～650℃/填充層埋弧焊H08MnA650～72036～40100～150600～650℃/蓋面層埋弧焊H08MnA650～72036～40150～200640～680℃/3h ⑥焊前除銹、脫脂。焊條焊劑焊前烘干。為驗(yàn)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(yàn)方法按GB/—1984《焊接性試驗(yàn) 斜Y形坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法》的規(guī)定進(jìn)行，試板尺寸：5mm*10mm*55mm(按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行坡口加工)試板加工外側(cè)為65176。，內(nèi)側(cè)為55176。的帶鈍邊的雙面V形坡口化學(xué)成分與母材相同，在焊縫兩端設(shè)有引弧板與引出板。根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際需要分別進(jìn)行了埋弧焊、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100～150℃；焊接過程中嚴(yán)格控制道間溫度不低于150℃，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540～580℃。焊接過程中嚴(yán)格控制了焊接熱輸入，埋弧焊為30～34KJ/cm,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(shí)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）采用埋弧焊，焊接參數(shù)嚴(yán)格指行焊接工藝，并嚴(yán)格控制焊接熱輸入，每條焊縫要一次焊完，中間不得停留，并嚴(yán)格控制道間溫度不低于200℃；否則應(yīng)進(jìn)行重新加熱。內(nèi)側(cè)焊縫焊完后，從外側(cè)采用碳弧氣刨清根，清根前要求焊縫溫度不低于200℃，否則要進(jìn)行預(yù)熱處理；（4）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(shí)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； 焊接的試件，焊后應(yīng)進(jìn)行局部高溫回火處理。熱處理的工藝為：升溫速度為200℃/h，升到630℃保溫1小時(shí)左右，降溫速度100℃/h，降到300℃后空冷。具體采用JL4型履帶式電加熱器（1146310）包繞焊縫，用硅酸鋁棉層保溫，保溫層厚度50mm，溫度控制采用DJKA型電加熱器自動(dòng)控溫儀。試驗(yàn)材料為15MnNbR鋼。 16MnR鋼的化學(xué)成分/%CSiMnPSNb≤～～≤≤～ 試驗(yàn)用鋼力學(xué)性能（板厚40 mm）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/J15MnNbR40正火≥350520～640≥20d=3a20≥34橫向4焊接工藝評定實(shí)驗(yàn)（1）產(chǎn)品焊接試板試樣的制備。 試板尺寸和試樣毛坯的截取4．1．1 試板焊縫應(yīng)進(jìn)行外觀檢查和無損檢測(按JB 4730)，然后在合格部位截取試樣4．1．2 試板的長度和寬度以滿足試驗(yàn)所需的試樣類別和數(shù)量的截取為宜。但對接接頭試板L≥300 mitt，B~250mm；堆焊試板L~300rllrn，B≈200rnlil，(堆焊方向與試板長度L的方向平行；采用手工堆焊時(shí)，I可適當(dāng)減少)。試樣的截取如圖1(對接接頭試板)和圖2(堆焊試板)所示。圖2堆焊試板4，1．3試板兩端舍棄部分長度隨焊接方法和板厚而異，一般手工焊不小于30n皿；自動(dòng)焊和電渣焊不小于40n皿。如有引弧板和引出板時(shí)，也可以少舍棄或不舍棄。4．1．4 試樣毛坯的截取一般采用機(jī)械切割法，也可用激光或線切割的方法，但應(yīng)去除熱影響區(qū)。4．1．5 必要時(shí)，也可直接從焊件上截取試樣。4．1．6 根據(jù)不同項(xiàng)目的試驗(yàn)要求，對試樣進(jìn)行加工，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，打上鋼印或其它永久性的標(biāo)志。4． 試樣的類別和數(shù)量應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1 試樣的類別和數(shù)量拉 伸彎 曲沖 擊dS≤20dS20焊縫金屬熱影響區(qū)面 彎背 彎側(cè) 彎試樣數(shù)量11123(Or 6*)3注:1. 當(dāng)試板厚度J：≤30nlln時(shí)，應(yīng)采用全板厚單個(gè)試樣；當(dāng)Jo30rflln時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)條件可采用全板厚的單個(gè)試樣，也可用多片試樣。采用多片試樣時(shí)，應(yīng)將焊接接頭全厚度的所有試樣組成一組作為1個(gè)試樣。2. 試板厚度J，為10~20lllln時(shí)，可用1個(gè)面彎、1個(gè)背彎也可用2個(gè)側(cè)彎代替面彎和背彎。3. *標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限ab540MPa的鋼材和CrMo鋼；且試板厚度9s60irlrll，以及設(shè)計(jì)溫度低于30C，且dS40nllTl的低溫鋼，焊縫金屬?zèng)_擊試樣數(shù)量為6個(gè)。4. 一般只進(jìn)行焊縫金屬的沖擊試驗(yàn)，但對設(shè)計(jì)溫度等于或低于20C的低溫設(shè)備，還應(yīng)增加熱影響區(qū)的沖擊試驗(yàn)。（2）拉伸試驗(yàn)． 拉伸試驗(yàn)的試樣尺寸如圖3所示。試樣寬度b≥25n皿。圖3拉伸試樣當(dāng)因試驗(yàn)機(jī)能力限制而不能進(jìn)行全板厚的拉伸試驗(yàn)時(shí)，則沿試板厚度方向，分割成近似相等的若干等分，以此作為試樣厚度，該試樣厚度應(yīng)較接近于試驗(yàn)機(jī)所能試驗(yàn)的最大厚度。因切口損耗造成的厚度減薄應(yīng)屬正常，即分割后若干試樣疊加的厚度可以小于原試板的全板厚。a) 拉伸試樣表面焊縫的余高應(yīng)采用機(jī)械方法去除，使之與母材齊平。b) b)對具有復(fù)合層的材料，當(dāng)復(fù)層計(jì)人設(shè)計(jì)厚度時(shí)，拉伸試樣包括基層及復(fù)層；當(dāng)復(fù)層不計(jì)人設(shè)計(jì)厚度時(shí)，拉伸試樣可去除復(fù)層后制取。c) 采用多種方法施焊時(shí)，試樣的受拉面應(yīng)包括每一種焊接方法(或焊接工藝)的焊縫金屬。4．3 試驗(yàn)方法拉伸試驗(yàn)按GB／r228的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，在確認(rèn)已讀出拉伸試樣的最大載荷后，允許不拉斷試樣，以避免噪聲和對機(jī)器的損傷。4．4合格指標(biāo)拉伸試樣的抗拉強(qiáng)度{九}應(yīng)大于或等于下列規(guī)定之一：a) 產(chǎn)品圖樣的規(guī)定值；b) 鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值；c) 對不同強(qiáng)度等級的鋼材組成的焊接接頭，則為兩種鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值中的較小者；d) 若采用分割后的多片試樣，則將該多片試樣組成一組，并對每片進(jìn)行試驗(yàn)。同時(shí)，焊接試板全厚度焊接接頭的拉伸試驗(yàn)結(jié)果為該組試樣的平均值，其平均值應(yīng)符合上述要求。如果斷在焊縫或熔合線外的母材上，該組單片試樣的最低值不得低于鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值的95％(碳素鋼)或97％(低合金鋼和高合金鋼) e)對復(fù)層計(jì)人設(shè)計(jì)厚度的試樣，其Jb不得低于復(fù)合板材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的計(jì)算結(jié)果，即（3）彎曲試驗(yàn) 彎曲試樣尺寸 橫向面彎和背彎試樣尺寸按圖4及表2的規(guī)定表2彎曲試樣尺寸 mm厚度a長度寬度bdS+10038圖4 橫向彎曲試樣 縱彎試樣尺寸按圖5及表2韻規(guī)定。但當(dāng)焊縫較寬時(shí)，試樣寬度可相應(yīng)增大圖5 縱向彎曲試樣 對接試板側(cè)彎試樣尺寸按圖6，試樣寬度為試板厚度(凸：dS)。當(dāng)試板厚度超過試驗(yàn)機(jī)壓頭的寬度(或支輥的長度)，可沿板厚方向切成能在試驗(yàn)