【正文】 S逆變電源。 焊接材料及規(guī)格焊接材料為德國(guó)伯樂(lè)蒂森的焊絲Union I Cr2WV，Ar純度≥％。 Union I Cr2WV焊絲化學(xué)成分 焊接工藝參數(shù)（） 焊接工藝參數(shù)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) 15重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 SA213T23 f608mm鋼管焊接工藝 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(guān)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)。 16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(guān)檢查、射線(xiàn)檢驗(yàn)、拉伸、彎曲、硬度、沖擊及微觀(guān)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。 試驗(yàn)結(jié)果 外觀(guān)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，符合《焊接工藝評(píng)定規(guī)程》的要求。 射線(xiàn)檢查3個(gè)試件經(jīng)射線(xiàn)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。、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，、但仍不合格。3） 第2次工藝改進(jìn)17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， 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)，、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(guān)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(，)。 a． 焊縫520 b．熱影響區(qū)52018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 C． 回火母材520 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 熱處理后焊接試樣金相組織 19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 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(xiàn)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。 20重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 季獻(xiàn)武，[J].華東電力,2009,37（12）.[2] [J].電焊機(jī),2004,34（5）:611.[3] 朱麗慧，趙欽新，顧海澄．新型鍋爐用低合金耐熱鋼HCM2S的強(qiáng)化機(jī)理研究[J]．動(dòng)力工程，1999，19(增刊)：246—250．[4] 張鄂嬰, 鋼在大型常規(guī)電站鍋爐上的應(yīng)用[J].熱力發(fā)電，2005,(3）:6873.[5] 徐福山. SA213T23鋼的焊接工藝[J].寧夏電力,2007,（5）:4446[7] 瓦鄧永清,朱麗慧,王起江等. 國(guó)產(chǎn)T23鋼高溫時(shí)效時(shí)組織和力學(xué)性能的研究[J]. 金屬熱處理,2007,32(9):2126.[8] 戴黎，屠勇. 住友新材料HCM2S鋼評(píng)介[J].東方鍋爐，2001,（2）:1912.[9] 王宇. T23鋼組織與性能的研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料系,2007.[10] 鄧永清，[J]. 鋼鐵研究學(xué)報(bào),2007,19（8）:4650.[11] 孫 標(biāo)，.[J/OL]. [2012/5/4].[12] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[13] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008.[13] [M].北京:中國(guó)電力出版社,2006.[14] [M].北京: 中國(guó)電力出版社,2007.[15] 中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì). DL／T817—200焊接工藝評(píng)定[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.[16] 因若采．熔焊原理及金屬材料焊接 [M]．四川：四川省機(jī)械工業(yè)學(xué)校,1990．[17] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[18] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007.21重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 致謝致謝 在感謝本專(zhuān)業(yè)各位同學(xué)給予我的協(xié)作與支持，對(duì)于在百忙之中評(píng)審本人論文的專(zhuān)家學(xué)者及答辯委員們表示衷心的感謝!感謝一切支持、關(guān)心、幫助我的各位老師、朋友、同學(xué)們。 22