【正文】 界馬氏體含量不同。（3）焊接接頭的拘束應(yīng)力 焊接接頭的拘束應(yīng)力包括接頭在焊接過程中因加熱不均勻所承受的熱應(yīng)力、相變力、結(jié)構(gòu)自身幾何因素所決定的內(nèi)應(yīng)力。上述三個要素的作用是相互聯(lián)系，相互制約的，不同條件下起主要作用的因素不同。 馬氏體含量與冷卻速度的關(guān)系及其對熱影響區(qū)冷率的影響RF—拘束度 消除應(yīng)力裂紋消除應(yīng)力裂紋又稱為再熱裂紋。即焊后再熱時，在殘余應(yīng)力松弛過程中，粗晶區(qū)應(yīng)力集中部位的晶界滑動變形量超過了該部位的塑性變形量超過了該部位的塑性變形能力，就會產(chǎn)生消除應(yīng)力裂紋。防止消除應(yīng)力裂紋的措施：（1） 選用對消除應(yīng)力裂紋敏感性低的母材；（2） 選用低強高塑性的焊接材料；（3） 控制結(jié)構(gòu)剛性與焊接殘余應(yīng)力；（4） 工藝方面的措施； 1）預(yù)熱 預(yù)熱可減少馬氏體的冷卻速度，減少馬氏體裂紋的產(chǎn)生。3)控制線能量 選用小的線能量可降低裂的概率。一般認為MoV鋼，特別是CrMoV鋼對消除應(yīng)力裂紋的敏感性最高，MoB鋼、CrV鋼也有一定的敏感性。 層狀撕裂層狀撕裂產(chǎn)生的根本原因是鋼中存在夾雜物。這種片狀夾雜物的存在，大大削弱鋼板在厚度方向的力學性能，特別是斷面收縮率（Ak）大大降低。（2）防止母材脆化 焊接中發(fā)生過熱區(qū)粗晶脆化、應(yīng)變時效脆化及氫脆等，母材層狀撕裂的敏感性明顯增加，在焊接中應(yīng)采取預(yù)熱、保溫緩冷、控制層間溫度等降低冷卻速度?？梢跃徍秃缚p根部的應(yīng)力分布并減小應(yīng)力集中。3）對于T形接頭可在橫板上預(yù)堆焊一層強度低的金屬，以防止出現(xiàn)焊根裂紋，可緩解作用在橫板上Z向應(yīng)力。 過熱區(qū)的加熱溫度在1200℃～固相溫度范圍內(nèi)，高的加熱溫度造成奧氏體晶粒嚴重粗化及難熔質(zhì)點（氮化物、碳化物）溶入固溶體，在這些都將明顯影響過熱區(qū)的性能。 正火鋼的過熱區(qū)催化的原因與魏氏組織無關(guān)，除晶粒粗化外，主要是由于在1200℃的高溫下，起沉淀強化作用的碳化物、氮化物質(zhì)點分解并溶解于奧氏體中，而在隨后的冷卻過程中來不及在析出而固溶在基體中，結(jié)果使鐵素體的硬度上升，韌性下降。其實質(zhì)是由于焊接熱源的高溫作用，使母材焊前的正火效果消失的結(jié)果。 熱應(yīng)變脆化是焊接過程中在熱和應(yīng)變同時作用下產(chǎn)生的一種應(yīng)變時效，它是由于固溶的氮所引起的。一般認為在200～400℃是最為明顯，消除應(yīng)變脆化的有效措施是進行焊后熱處理，經(jīng)600℃左右的消除應(yīng)力退火后，材料的韌性可恢復(fù)到原來的水平。也就是說，這類鋼的化學成分可以滿足防止結(jié)晶裂紋的要求。 幾種易發(fā)生液化裂紋的低碳調(diào)質(zhì)鋼成分w（%）類別牌號CMnSiCrNiMoVNb鍛件14Cr2Ni4MoV～～～～～～鋼板10CrNi4 MoV～～～～～～～－鋼板12Ni3Cr MoV～～～～～～Ti除了化學成分外，工藝因素的作用也很重要，其中首要因素是焊接線能量。因此埋弧焊比焊條電弧焊更容易出現(xiàn)液化裂紋，而后者只有在母材的液化裂紋敏感性很高的情況下才會出現(xiàn)。熔池斷面形狀與焊接方法，焊接參數(shù)有關(guān)。 冷裂紋低碳鋼中加入了較多的提高淬透性的合金元素，提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，因此在焊接條件下，一般不會發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，容易得到馬氏體和貝氏體。而且這類鋼的Ms點比較高，如果在Ms點附近的冷速比較低，Ms點后就形成一次“自回火”過程，使韌性得到改善， 而且避免產(chǎn)生冷裂紋。因此，從防止冷裂紋的角度考慮，焊接低碳鋼時，希望高溫時冷速較高，而在Ms點附近的冷速要低些。 消除應(yīng)力裂紋低碳鋼中大都含有Cr、Mo、V、Nb、Ti、B等提高消除應(yīng)力裂紋敏感性的元素，其中作用最大的是V，其次是Mo，因而二者共存時情況最嚴重。不同成分的鋼對消除應(yīng)力裂紋敏感的溫度不盡相同，焊接時可通過降低退火溫度、進行適當預(yù)熱或后熱等措施，防止消除應(yīng)力裂紋。3 焊接工藝的擬定計算碳當量是確定鋼材焊接性的一種方法。通過計算得出，16MnR鋼是我國壓力容器行業(yè)使用最廣泛的一種低合金高強鋼，其Ce，其裂紋敏感性小，焊接性好。20MnMoNb鋼強度大，大鍛件及厚鋼板氫脆敏感性強，有一定的淬硬傾向，其Ce=，如果焊接工藝不當，會使基本金屬的焊接熱循環(huán)惡化，在熱影響區(qū)產(chǎn)生淬硬組織，加上內(nèi)應(yīng)力的存在，很容易在熱影響區(qū)產(chǎn)生冷裂紋。 焊接方法及焊材選擇焊接方法采用手工鎢極氬弧焊打底，焊條電弧焊填充及蓋面。它利用焊條于焊件之間建立起來的穩(wěn)定燃燒的電弧，使焊條和焊件熔化，從而獲得牢固的焊接接頭。焊條芯也在電弧熱作用下不斷熔化，進入熔池，成為焊縫的填充金屬。焊接時，在焊接區(qū)的上面覆蓋一層顆粒狀焊劑，電弧在焊劑層下燃燒，將焊絲端部和局部母材熔化形成焊縫。熔渣浮在金屬熔池的表面，一方面可以保護焊縫金屬，防止空氣的污染，并與熔化金屬產(chǎn)生物理化學反應(yīng)，改善焊縫金屬的成分及性能；另一方面還可以使焊縫金屬緩慢泠卻。與手弧焊相比，其最大的優(yōu)點是焊縫質(zhì)量好，焊接速度高。而且多數(shù)采用機械化焊接。由于熔渣可降低接頭冷卻速度，故某些高強度結(jié)構(gòu)鋼、:1由于埋弧焊是依靠顆粒狀焊劑堆積形成保護條件，因此主要適用于水平焊縫。3只適用于長焊縫的焊接。選擇焊接材料時，應(yīng)保證焊縫金屬的強度、韌性和塑性等性能符合產(chǎn)品設(shè)計要求。焊縫金屬的強度不低于或高于母材強度的下限值即可。電焊條烘干溫度350％，烘干1小時。電焊條放在保溫桶內(nèi)，隨用隨取。組對時20MnMoNb與16MnR的錯口量應(yīng)小于2mm。組對時點焊長度不小于50mm，成對稱的點焊四處，施焊前用砂輪機將點焊部位打磨掉。預(yù)熱溫度受母材強度、焊條類型、坡口形式、環(huán)境溫度等因素的影響，并可利用其中有關(guān)經(jīng)驗公式進行初步估算。焊接程中，由電腦溫控儀控制電阻絲持續(xù)加熱，保證焊道溫度在180℃。10℃。焊接后立即進行去應(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小時后用超細玻璃棉保溫冷卻。溫差采用紅外線測溫儀監(jiān)控。主要評定16MnR、20MnMoNb對接焊縫試件2件，試件材質(zhì)為16MnR+20MnMoNb。焊縫外觀成形美觀，RT檢驗發(fā)現(xiàn)，焊縫無缺陷，符合評定等級I級，各項指標均符合要求。彎曲試驗結(jié)果說明焊縫表面的塑性較好。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直流反接110～13020～2510～15填充J507直流反接150～18022～2610～15蓋面J507直流反接150～18022～2610～15試樣號1 2結(jié)論拉伸試驗σb/MPa583 596 合格斷裂位置母材 母材合格彎曲試驗 側(cè)彎均未見超標缺陷合格缺口位置焊縫16MnR側(cè)20MnMoNb側(cè)Akv/J（20）℃113122114147200192174188215平均值116180192 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。若使用性能符合要求，則證明所擬訂的焊接工藝是正確的，當用于產(chǎn)品時，則產(chǎn)品焊接接頭的使用性能同樣可以滿足要求。焊接工藝評定的主要內(nèi)容是按準備采用的焊接工藝，在接近實際生產(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。如果所有試樣的檢驗結(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)工藝評定報告擬訂正式的焊接工藝細則卡。 焊接工藝評定的一般過程 由具有一定專業(yè)知識和有相當實踐經(jīng)驗的焊接工藝人員，根據(jù)鋼材的焊接性能實驗，結(jié)合產(chǎn)品特點、制造工藝條件來擬訂焊接工藝指導書。 按照焊接工藝指導書和標準規(guī)定對樣板進行施焊后，檢驗及測定試樣性能，填寫焊接工藝評定報告。 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。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。④焊接接頭見焊接工藝卡。焊條焊前烘干。 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)定進行，試板尺寸：按標準規(guī)定進行坡口加工)試板加工為X的坡口。焊接過程中嚴格控制了焊接熱輸入，焊條電弧焊為22 KJ/cm。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℃。 焊接工藝要求1) 焊條必須嚴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，并補焊，達到技術(shù)條件要求后再繼續(xù)焊接，直至焊滿整個坡口為止。隨著鍋爐、壓壓力容器、化工機械、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。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)展合理而先進的焊接檢驗技術(shù)。并在使用過程中不斷進行監(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。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，使焊縫達到規(guī)定的質(zhì)量等級要求。，促使焊接技術(shù)的更廣泛應(yīng)用。根據(jù)一些企業(yè)提供的技術(shù)資料，我們對其進行焊接工藝評定，確定采用手弧焊，埋弧焊焊接工藝。為了保證金屬焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量所采取的檢驗措施。 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。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，以檢查在運輸過程中產(chǎn)生的外部缺陷和防止型號差錯。對于焊絲，應(yīng)進行化學成分校核、外部檢查和直徑測量。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成分和力學性能是否符合要求，焊接性能是否合格。焊劑要與焊絲配合使用才能保證焊縫金屬的化學成分和力學性能，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。 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。 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。 常用的有射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷等。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。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。常用的有煤油試驗、載水試驗、氣密性試驗和水壓試驗等。 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度、塑性、韌性和硬度等。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)。對某些要求耐腐蝕的構(gòu)件要進行抗腐蝕性試驗。焊接結(jié)構(gòu)經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)缺陷后，應(yīng)進行焊接結(jié)構(gòu)安全評定，以確定結(jié)構(gòu)是否可以使用。如果缺陷范圍大，則應(yīng)采用原材料、原工藝進行打磨修補；如果缺陷范圍小，則可采用鎳基焊接材料進行修補，修補后，可不再進行焊后熱處理。結(jié) 論 16MnR與20MnMoNb的焊接采用以上的焊接工藝方案進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性，關(guān)鍵要嚴格控制焊后熱處理工藝。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械性能的關(guān)鍵。致謝首先感謝本人的導師崔國明老師，他對我的仔細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。感謝和我在一起進行課題研究的同窗王海勇同學，和他在一起討論、研究使我受益非淺。：“成功就是目標的達成，其他都是這句話的注釋。：“一次做好一件事的人比同時涉獵多個領(lǐng)域的人要好得多。培養(yǎng)重點思維從重點問題突破，是高效能人士思考的一項重要習慣。相反，如果他抓住了主要矛盾，解決問題就變得容