【正文】 縫質(zhì)量的檢測………………………………………………………………………27結(jié)語………………………………………………………………………………28參考文獻…………………………………………………………………………29 致謝………………………………………………………………………………30南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章 緒論 選題的依據(jù) 近年來,材料科學的不斷發(fā)展，鋼逐漸成為我們社會不可缺少的一種材料，它是可以作為一個國家工業(yè)水平的標志。不銹鋼一般含Cr大于18％，還含有其綜合性能良好，可用作為耐多種介質(zhì)腐蝕材料。其中奧氏體不銹鋼作為不銹鋼非常重要的一種，開發(fā)好和使用好對我國的工業(yè)化來說非常重要。 現(xiàn)如今世界上大多數(shù)鋼連接都是用焊接方法來完成的，而在我們的日常生活中，焊條電弧焊是材料連接中不可缺少的一種方法。所以通過用焊條電弧焊的方法來研究奧氏體不銹鋼的焊接是這次選擇的原因之一。 課題的意義 奧氏體不銹鋼是一種非常重要的工程材料，被廣泛應用到各種工業(yè)中，通過對其焊接課題的研究能夠?qū)⑵淙找嫱伙@的焊接問題進行歸納整理。還可以通過對造成焊接缺陷原因的分析，逐步改善和提高奧氏體不銹鋼的焊接質(zhì)量。 研究概況及發(fā)展趨勢綜述1913年奧氏體不銹鋼在問世于德國，在不銹鋼的發(fā)展歷程中一直占有很重要的角色，生產(chǎn)量和工業(yè)使用量約超過占不銹鋼的總產(chǎn)量和用量的百分之七十。奧氏體不銹鋼主要包括有18Cr8Ni鋼以及在此基礎(chǔ)上增加些鉻鎳含量，同時加入一些Ti、Si、Cu、Ni、Mo等元素組成了高CrNi鋼類。作為極具發(fā)展?jié)摿Φ慕饘俨牧?，今后的發(fā)展集中在鋼種的極低碳化和高純化；開發(fā)有特色用途的新鋼種、高耐蝕高強度高氮鋼、熱海水用的高鉬鋼和不銹鋼超功效材料等；特殊工藝的開發(fā)，多研制出復合材料和非晶體奧氏體不銹鋼?？茖W技術(shù)的不斷發(fā)展使得焊接過程中用到的技術(shù)越來越受到各行各業(yè)密切的關(guān)注，并廣泛應用于冶金、機械、建筑、橋梁、汽車、船舶、電力、壓力容器、電子、鍋爐、航空航天、軍事裝備和軍工等產(chǎn)業(yè)部門。對于手工焊，當前主要對焊接中的電弧、焊絲、焊條以及焊接材料的研究，旨在選出最適合實驗的材料和工藝?，F(xiàn)如今焊接材料仍以研究焊條為主體，焊條的生產(chǎn)總量約占焊接材料總量的80％。 焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢提高焊接的生產(chǎn)率是推動焊接工藝技術(shù)的發(fā)展重要驅(qū)動力。焊接過程的自動化、智能化是提高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性,解決惡劣勞動條件的重要方向。新能源、熱源的研究和開發(fā)是推動焊接工藝發(fā)展的巨大動力。研發(fā)新的焊接方法、擴大計算機的應用也是主要目標。設(shè)計以突出實踐性、理論知識應用與實際生產(chǎn)為本質(zhì)目的。3南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第二章 奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼的化學成分與力學性能奧氏體不銹鋼為常溫下內(nèi)部的顯微組織是純奧氏體組織或者還含有少量鐵素體組織。常用奧氏體鋼的牌號與成分見表21。表21 常用奧氏體鋼的牌號與化學成分w（%）牌號CSiMnPSNiCr其他0Cr18Ni9≤≤≤≤≤≤~≤~—00Cr19Ni11≤≤≤≤≤≤~≤~—0Cr18Ni12Mo3Ti≤≤≤≤≤≤~≤~Mo:~Ti:5XC%~0Cr18Ni11Ti≤≤≤≤≤≤~≤~Ti≥5Xc%0Cr19Ni9N≤≤≤≤≤≤~≤~N:~00Cr18Ni10N≤≤≤≤≤≤~≤~N:~1Cr18Ni9≤≤≤≤≤≤~≤~—表22常用奧氏體鋼的熱處理制度及力學性能牌號熱處理／℃／MPaσb／MPaδs﹙％﹚ψ﹙％﹚0Cr18Ni9固溶1010~1150快冷≥205≥520≥40≥6000Cr19Ni11固溶1010~1150快冷≥177≥480≥40≥600Cr18Ni12Mo3Ti固溶1000~1100快冷≥205≥530≥40≥550Cr18Ni11Ti固溶980~1150快冷≥205≥520≥40≥500Cr19Ni9N固溶1010~1150快冷≥275≥550≥35≥5000Cr18Ni14Mo2Cu2固溶1010~1150快冷≥177≥4000≥40≥6000Cr18Ni10N固溶1010~1150快冷≥245≥550≥40≥501Cr18Ni9固溶1010~1150快冷≥205≥520≥40≥60 奧氏體鋼的焊接性奧氏體不銹鋼在任何的溫度下都不易發(fā)生相變,無淬硬的傾向,無磁性， 對氫不敏感, 焊接的接頭在焊接狀態(tài)下具有較好塑性和韌性, 所以和其它類型不銹鋼相比其焊接性良好。焊接性能反映在金屬材料在特定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭性能的難易程度。4工藝焊接性是金屬材料在一定焊接的工藝條件下，形成焊接缺陷的敏感性。材料在焊接的過程中經(jīng)歷物理作用、化學作用和冶金作用后形成的無焊接缺陷的焊接接頭，就可以認為材料具有良好的工藝性能。從上述分析可以看出，一項技術(shù)指標很難概括焊接性，必須通過多方面因素才能確定焊接性。 0Cr18Ni9的焊接性能 0Cr18Ni9作為奧氏體不銹鋼的一種，其組織是奧氏體（A)+35）。在焊接的熱循環(huán)的作用下，性能是否良好取決于以下方面：一為采用小的線能量輸入，盡量減小熱影響區(qū)的范圍，加快焊縫和熱影響區(qū)間的冷卻速度。二則是用0Cr18Ni9焊接時要求導熱系數(shù)小，因為存在過熱區(qū)，很容易會造成熱影響區(qū)的晶粒長大和分布。三是因為導熱系數(shù)小而線膨脹系數(shù)過大，在這種焊接狀態(tài)下容易產(chǎn)生較大的變形，這就要求選用熱影響區(qū)窄、能量集中的焊接方法就能在一定程度上減少焊接變形的程度。0Cr18Ni9屬于奧氏體不銹鋼，這類鋼雖然有較高的變形能力卻不可淬硬，含碳量又很低，總的來說焊接性是不錯的。所以我們在焊接的時候必須注意這方面變化，焊接時盡量避免受熱不均發(fā)生，焊接的速度也可以適當?shù)募涌?。焊接試驗和焊接接頭的力學性能測試結(jié)果才能對0Cr18Ni9的焊接性做出精確的判定。研究需要對各種缺陷進行分析和制定防止措施。一般采取提高焊接的接頭耐晶間腐蝕的措施有：（1）采用低碳或超低碳的焊材，采用含鈦、鈮等穩(wěn)定化元素的焊條。（3）為防止焊接熔池過熱，選用較小的焊接電流和較快的焊接速度，加快冷卻速度。 焊接接頭的刀口腐蝕刀口腐蝕是焊接接頭中特有的一種晶間腐蝕，只發(fā)生于含有穩(wěn)定劑鈦、鈮的奧氏體鋼（如0Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni11Nb等）的焊接接頭上。腐蝕一直深入到金屬內(nèi)部，因形狀似刀刃而得名。防止刀口腐蝕的措施有：（1）降低含碳量。（3）合理的安排焊接順序。金屬在應力和腐蝕介質(zhì)性介質(zhì)共同作用下，所發(fā)生的腐蝕破壞叫做應力腐蝕開裂。拉應力的存在是產(chǎn)生應力腐蝕開裂的必要條件。不6銹鋼在使用條件下產(chǎn)生應力腐蝕開裂的影響因素很多，包括鋼的成分、組織和狀態(tài)，介質(zhì)的種類、溫度、濃度，應力的性質(zhì)、大小及結(jié)構(gòu)特點等。（2）合理選擇焊材：焊縫金屬與母材奧氏體不銹鋼焊接特點及焊條選用有良好的匹配，不產(chǎn)生任何不良組織，例如晶粒粗化及硬脆馬氏體等。（4）消除應力處理：焊后熱處理，例如焊后完全退火或退火；在難以實施熱處理時采用焊后錘擊或噴丸等。（2）奧氏體不銹鋼中的成分如碳、硫、磷、鎳等會在熔池中形成低熔點共晶體。（3）奧氏體不銹鋼的液、固相線的區(qū)間較大，結(jié)晶時間較長，且結(jié)晶的枝晶方向性強，雜質(zhì)偏析現(xiàn)象比較嚴重。當焊縫中有5%左右的鐵素體時，奧氏體的晶粒長大受到阻礙，柱狀晶的方向打亂，因而細化了晶粒，可防止雜質(zhì)的聚集。（2）在焊接工藝上一般采用堿性焊條、小電流、快焊速以及焊縫結(jié)束或中斷時收弧慢且填滿弧坑或采用亞弧焊打底等措施來防止熱烈紋。此時，焊縫組織中的鐵素體的存在總是惡化低溫韌性。二是焊接接頭的σ相脆化，焊件在經(jīng)受一定時間的高溫加熱后會在焊縫中析出一種脆性的σ相，導致整個接頭脆化，塑性和韌性顯著下降。在高溫加熱過程中，σ相主要由鐵素體轉(zhuǎn)變而成。其預防措施有限制焊縫金屬中的鐵素體含量（小于15%），采用超合金化焊接材料。對已析出的σ相在條件允許時進行固溶處理，使σ相溶入奧氏體。8第三章 焊條電弧焊工藝 因為焊條電孤焊較其他焊接手段，具有設(shè)備簡單、適應性強、操作方便、成本較低、在空間任意位置都能進行焊接等優(yōu)點，廣泛應用于各種各樣的工業(yè)領(lǐng)域，是應用得最廣泛的焊接途徑之一，所以本設(shè)計選用手工電弧焊作為研究的方法。進行焊條電弧焊的時候，在焊條末端處和焊件之間燃燒的電弧產(chǎn)生的高溫使得焊條的藥皮與焊芯及工件一起熔化，焊芯末端部快速地形成細小的金屬熱熔滴，熔滴經(jīng)過弧柱過渡到局部熔化的焊件表面，一起融合便形成熔池。電弧以一定的弧長和速度在工件上不停地前移劃動，熔池里的液態(tài)金屬漸漸冷卻結(jié)晶后，就形成焊縫。焊條與焊件接觸瞬間短路，就引燃電弧。藥皮燃燒后產(chǎn)生的大量保護氣體存在電弧周圍，熔渣與保護氣體把熔融金屬和周圍介質(zhì)完全隔絕。渣殼雖說導熱性差，卻可減緩焊縫的冷卻速度。在被焊金屬上的表面會形成一個橢圓并充滿液體金屬的凹池，這個凹池便稱為熔池。焊縫的表面覆蓋的一層渣殼叫熔渣。焊件的表面到熔池底部的距離是熔透深度。手工焊用的交流、直流焊機比較簡單，焊接操作之余不需要其它復雜的輔助設(shè)備，僅需配備簡單易操作的輔助工具，所以購置設(shè)備的成本少，維護也挺方便，這是它被廣泛應用個行業(yè)的原因之一。焊條不僅能提供填充金屬，還可以在焊接過程中能夠產(chǎn)生防止熔池和焊接處氧化的保護氣體，具有一定的抗風能力。焊條電弧焊很適用于焊接單件和小批量產(chǎn)品、短的和空間任意位置的以及其他不規(guī)則的機械化焊接的焊縫。 4，應用的范圍廣，適用于多數(shù)工業(yè)用的合金和金屬的焊接。焊條電弧焊的缺點： 1，焊工要求操作水平高，焊工培訓成本高。常進行