1Cr18Ni9Ti钢焊接工艺评定

课程设计

题目：1Cr18Ni9Ti钢焊接工艺评定

系 别 专 业 班 级 姓 名 学 号

2012～ 2013 学年第一学期

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编 制 审 核 批 准 评 定 标 准 母 材 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 焊 接 位 置 保 护 气 体 预 热 机械化程度 焊后热处理 后 热 处 理 衬垫材料/规格 清 根 方 法 焊材层焊接 型号道 方法 /牌号 JB4708-2000 厚度 , mm 尺寸,mm 12mm 12*150*300 12mm 12*150*300 焊接方1G 右焊法 向 层间温/ / 度 / 手工焊 / / / / 电流种焊材 类 规格 及极性 电流 (A) 指导书编号 评定理由 完成日期 验收机关 接头形式简图 HJ0511-29 电压 (V) 钨热输 焊接速度 极 喷嘴 入(cm/min) 直直径 （kJ/cm） 径 反90-110 18.5~20 15~18 6.67 / / 接 2 SMAW A102 3.2mm 反接 100-120 20~22 18~20 6.7 / / 检验项目、评定指标及试样数量 检验标评定指检 验 项 目 检验项目 检验标准 评定指标 试样数量 准 标 外观检查 GB150 JB4708 拉伸试验 GB/T228 JB4708 2 面弯 GB/T JB4708 2 无 射线(RT) JB4730 JB4708 / / 弯曲试验 背弯 232 JB4708 2 损 超声(UT) 检 渗透(PT) / / 侧弯 / / 测 磁粉(MT) / / 焊缝 JB4708 / 冲击 GB/T 热影 2 试验 229 焊缝化学成分 / / JB4708 / 响区 宏观 / / 腐蚀试验 / / / 金 相 微观 / / 硬度检验 / / / 1 SMAW A102 3.2mm

焊 接 工 艺 评 定 指 导 书 单位名称 安徽机电职业技术学院 焊接工艺指导书编号 HJ0511-29 日期 2008.6 焊接工艺评定报告编号 HJ0511-29-1 焊接方法 焊条电弧焊 机械化程度（手工、半自动、自动） 手动 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸焊条、焊道布置焊接接头： 及顺序） 坡口形式 带钝边的V型 衬垫（材料及规格） / 其它 / 母材：类别号 VII 组别号 VII-1 与类别号 VII 组别号VII-1 相焊及 标准号 / 钢 号 / 与标准号 / 钢 号 / 相焊 厚度范围： 母材：对接焊缝 1.5~12 角焊缝 不限 管子直径、壁厚范围：对接焊缝 1.5~12 角焊缝 不限 焊缝金属厚度范围： 对接焊缝 《12 角焊缝 不限 其它： 焊接材料： 焊材类别 焊材标准 填充金属尺寸 焊材型号 焊材牌号 其 他 耐蚀堆焊金属化学成分（%） C Si Mn P S 焊条 GB/T983 3.2mm E307-16 A132 / Cr Ni Mo V Ti Nb 其他： 焊接位置：对接焊缝位置 1G 焊接方向：（向上、向下） / 焊后热处理： 角焊缝位置： / 温度范围（℃） / 焊接方向：（向上、向下） / 保温时间（h） / 3

预热： 保护气体： 气体种类 混合比 预热（℃）（允许最低值） 室温 流量（L/min） 层间温度（℃）（允许最高值） 保 护 气 / / / 尾部保护气 / / / 80℃ 背面保护气 / / / 保持预热时间 / 加热方式 / 电特性：电流种类： 直流 极性： 反接 焊接电流范围（A）： 90~120 电弧电压（V）： 18~20 （按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入下表） 焊道/焊层 1 SMAW A102 3.2mm 3.2mm 焊接方法 填充材料 焊接电流 极性 电弧电压焊接速度 线能量 （kJ/cm） 牌号 直径 电流（A） （V） （cm/min） 18.5~20 反 90~110 15~18 6.66 2 SMAW A102 反 100~120 20~22 18~20 6.72 钨极类型及直径 / 喷嘴直径（mm） / 熔滴过渡形式 / 焊丝送进速度（cm/min）： / 技术措施： 摆动焊或不摆动焊： 摆动 摆动参数： / 焊前清理和层间清理： 焊前磨削清理 背面清根方法： 碳弧气刨 单道焊或多道焊（每面）： 多道焊 单丝焊或多丝焊： 单 导电嘴至工件距离（mm / 锤击： / 其他： 4

编制 日期 审 核 日期 批准 日期

焊 接 工 艺 评 定 报 告 单位名称： 安徽机电职业技术学院 焊接工艺评定报告编号 33 焊接工艺指导书编号 33 焊接方法 焊条电弧焊 机械化程度：（手工、半自动、自动） 手动 覆盖焊件厚度： 1.5~12mm 接头简图： 焊后热处理：热处理温度（℃）： / 母材： 保温时间（h）： / 材料标准： GB/T3280 保护气体： 钢号： 1Cr18Ni9Ti 气体种类 混合比 气体流量（L/min） 类、组别号: VII-1 与类、组别号：VII-1 保护气 / / / 相焊 尾部保护气 / / / 厚度： 12mm 背面保护气 / / / 直径： / 其他： / 填充金属： 电特性：电流种类： 直流 焊材标准： GB/T3280 极性： 反接 焊材牌号： A102 钨极尺寸： / 焊材规格： ¢3.2mm 焊接电流（A） 90~120/¢3.2 焊缝金属厚度： 12mm 电弧电压（V） 18.5~22/¢3.2 其他： / 其他： / 焊接位置： 对接焊缝位置： / 方向（向上、向技术措施： 下） 角焊缝位置： / 方向（向上、向焊接速度（cm/min）： 15~20 下） 5

预热： 预热温度（℃）： / 层间温度（℃）： 80℃ 其他： / 摆动或不摆动：动 摆动参数： / 多道焊或单道焊（每面）： 多道 多丝焊或单丝焊： / 其他： /

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目录

绪论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 焊接工艺评定论术 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9

目的 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9 意义 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9 适用范围 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9 流程 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9 材料分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 不锈钢1Cr18Ni9Ti „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 热处理规范及金相组织 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 化学成分 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 机械性能 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 材料的焊接性能 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11 焊接参数 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 12 焊接工艺分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 15 焊接工艺应用 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 16 焊接检测 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 18 破坏性检测 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 18 非破坏性检测 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 20 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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22 绪论

机械业是为所有的工业，农业，国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在实现我国四个现代化的过程中，必须贯彻党的总路线精神，不断解决自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务，使机械设计与制造能力在短时间内超世界水平，除了必须解决设计与制造和使用的科学。而机械制造中的材料问题，一部分是属于金属材料本身的成分与质量问题，另一部分是属于材料的选用是否适当，在加工处理的工艺上是否发挥了材料的最大潜力的问题。因此，在提高金属材料的产量和质量的同时，还要提高和发挥材料的各种性能，充分挖掘潜力，做到既合实用又节省，只有这样才能达到多，快，好，省建设社会主义的目的。我国前合金钢的科学和生产几乎完全是空白点。后，我国机械工业的发展速度是世界上前所罕见的。在近20~30年间，不锈钢的出现和大量的使用，推动了不锈钢工业的进程。不锈钢由于具有优良的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的可加工性，外观的精美性，以及无毒无害性，广泛地应用与宇航、海洋、军工、化工、能源等方面，以及日用家具、建筑装潢、交通车辆的装饰上。合金元素多、组织结构复杂且多变给不锈钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难。焊接接头的坏，直接关系着设备使用的安全性。

国内外对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接做了大量的研究工作，其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究几乎与母材的研究同步，促进了不锈钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的研究成果和文献资料虽然很多，但较为系统的还是寥寥无几，在实际工作中，一部分有关的焊接技术人员和焊工，对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多，有的甚至直接照搬低合金钢的工艺和方法。虽然我国在这几年在不锈钢上的努力有目共睹，但与世界先进国家相比，差距还是很大的。为了尽快弥补这一差距，需要我们现代化的科技人才而我们也需要付出更多。随着社会主义和现代化建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求，不锈钢极其相关的技术科学将得到不断地发展和完善。在世界上45 ％的钢的连接是用焊接方法来完成的，手工电弧焊又是我们生活生而中不可缺少的一部分，目前我用的越来越多的钢就奥氏体不锈钢，所以对于奥氏体不锈钢的焊接的研究已经越来越迫在眉睫。我做这篇论文就是从手工电弧焊方面来研究奥氏体不锈钢的焊接。主要从材料的力学性能化学成分，和通过焊接性的分析来讨论奥氏性能。最能直观表现奥氏体不锈钢焊接性能的就是焊接工艺指导书，我们通过焊接工艺指导书的编制来反应奥氏体不锈

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焊接工艺评定论术

接工艺评定（Welding Procedure Qualification，简称WPQ) 为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确

性而进行的试验过程及结果评价。

目的

1.评定施焊单位是否有能力焊出符合相关国家或行业标准、技术规范所要求的焊接接头； 2.验证施焊单位所拟订的焊接工艺规程是否正确。

3.为制定正式的焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的技术依据。

意义

焊接工艺是保证焊接质量的重要措施，它能确认为各种焊接接头编制的焊接工艺指导书的正确性和合理性。通过焊接工艺评定，检验按拟订的焊接工艺指导书焊制的焊接接头的使用性能是否符合设计要求，并为正式制定焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的依据。 适用范围

1、适用于锅炉，压力容器，压力管道，桥梁，船舶，航天器，核能以及承重钢结构等钢制设备的制造、安装、检修工作。

2、适用于气焊，焊条电弧焊，钨极氩弧焊，熔化极气体保护焊，埋弧焊，等离子弧焊，电渣焊等焊接方法。

5流程

1、焊接工艺评定

2、提出焊接工艺评定的项目 3、草拟焊接工艺方案 4、焊接工艺评定试验 5、编制焊接工艺评定报告

6、编制焊接工艺规程（工艺卡 工艺过程卡作业指导书）

材料分析

不锈钢1Cr18Ni9Ti

牌号：1Cr18Ni9Ti不锈钢1Cr18Ni9Ti就是普通的不锈钢。1Cr18Ni9Ti是 铬18镍9钛，1、18、9分别代表各成分含量。是中国的不锈钢材料牌号。

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热处理规范及金相组织：

热处理规范：1)固溶920～1150℃快冷;2)根据需方要求可进行稳定化处理, 热处理温度为850～930℃,但必须在合同中注明。 金相组织：组织特征为奥氏体型。 化学成分 碳 硅 锰 硫 磷 铬 镍 钛

机械性能

C Si Mn S P Cr Ni Ti ≤0.12 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.030 ≤0.035 17.00～19.00 8.00～11.00 5(C％-0.02)～0.80 10

抗拉强度) 屈服强度 伸长率 收缩率 硬度 σb(MN/m2 σs(MN/m2) δ5（%） ψ（%） >=550 >=200 〉=40 〉=55 ≤187HB;≤90HRB;≤200HV 我国的1Cr18Ni9Ti相当于美国AISI321,0Cr18Ni9相当于AISI304，1Cr18Ni9相当于302，0Cr17Ni12Mo2相当于AISI316 如果用于700℃的高温，1Cr18Ni9Ti 应该是可以胜任的，因为它既是奥氏体不锈钢，又是应用很广泛的奥氏体热强钢，不过最好不要超过750℃，其热处理为固溶处理，即加热至1000℃以上，保温一定时间 后水淬，再采用高于使用温度60~100℃做时效。 材料的焊接性能

1Cr18Ni9Ti的焊接性

在一般情况下，不锈钢具有良好的塑性，但在热加工或冷加工不当时，会产生 化而形成裂纹，不锈钢中的合金元素对氧有较强的亲和力，所以也容易产生合 元素的烧损，另外还存在裂热对纹的敏感性，随着技术的发展和对这类钢的认识，这些问题在技术上（焊材的选用、焊接工艺规范的制定、焊接措施的采取、设备的选用）都能得到解决。所以下面主要讨论这类钢焊接接头的晶间腐蚀问题的解决。 1Cr18Ni9Ti钢焊接时，焊缝晶间腐蚀问题，可以从以下几个方面采取措施：

1．焊缝中加入一定量的铁素体形成元素，如加入钛，铌，钼，钡，硅等，促使焊缝形成奥氏体加入铁素体双相组织。实践证明，在奥氏体中有少量铁素体存在，就会大大改善材料的抗晶间腐蚀能力。这是因为奥氏体中碳的浓度比铁素体中碳浓度大，所以碳原子有向奥氏体中扩散的趋势。奥氏体中的碳和铁素体中的铬都向两相交界与铬形成碳化铬，又由于铬在铁素体里的扩散速度要比在奥氏体中快得多，一旦在晶界处形成贫铬区，能够较快地从铁素体内部得到补充，从而使贫铬层消失。

但是1Cr18Ni9Ti中的铁素体量不宜过多，否则就会促使σ相形成，反而降低抗晶间腐蚀的能力。

2．焊缝中加入稳定的碳化物元素，即在焊缝中加入钛，铌，减少形成碳化铬的可能性，也可避免晶间腐蚀，如奥132焊条，奥137焊条既是有铌作为稳定剂的不锈钢焊条。 3．减少焊缝中的含碳量，即可减少和避免形成碳化物，从而江都形成晶间腐蚀的倾

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向。如果把含碳量降低到0.04%以下，就可以避免碳化物析出。这种含碳量低于0.04%的不锈钢或焊条，一般称为“超低碳”不锈钢，能有效地克服晶间腐蚀。

4.对于焊接接头，一般可以控制焊接规范或采用焊后热处理的方式来改善抗晶间腐蚀能力。

控制焊接热规范的措施主要是缩短加热时间，减少焊缝截面，用小线能量规范进行焊接，强制快速冷却等，避免在危险温度停留时间过长。

焊后热处理，可采用稳定化退火，既加热到850℃保温4h，然后空冷，也可采用固溶处理，既一般采取加热到1050-1150℃，保温后水冷，即可避免晶间腐蚀

焊接参数

1gr18ni9ti属于奥氏体不锈钢，它的使用范围是很广泛的，并且它的焊接性能也是非常好的，几乎所有的接方式对它都是实用的。在生产中我们常见的焊接方法有：焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧自动焊等。由于1cr18ni9ti具有特殊的性能，在现代工业生产中用的也很多，在国外也是应用的很多，在日本它的相应标准是USU304, 在美国它的相应标准是304。这种钢一般作为不锈耐热钢用较为广泛，在化工设备和食品用设备中应用最多。

我这次的设计课题就是1gr18ni9ti的手工电弧焊焊接工艺，因而我就着重从手工电弧焊的角度去谈谈它的焊接。选择焊条电弧焊去焊接就必须要确定焊条的种类然后才能去焊接。对于1cr18ni9ti这种钢首先判断出它是属于奥氏体不锈钢，判断出它是奥氏体不锈钢后可以确定要用不锈钢焊条进行焊接，再根据等强度和焊缝金属的合金元素要与母才相接近的原则选择焊条，经过上面的筛选可以确定出焊接这种金属的材料是A132焊条。对于焊条的选择我们可以还参照下面的方法：

为提高生产率，通常选用直径较粗的焊条，但一般不大于6mm。工件厚度在4 mm以下的对接焊时，一般均用直径小于等于工件厚度的焊条。可参考表4.1。大厚度工件焊接时，一般接头处都要开坡口，在焊打底层焊时，可采用2.5～4mm直径的焊条，之后的各层均可采用5~6 mm直径的焊条。立焊时，焊条直径一般不超过5毫米；仰焊时则不应超过4毫米。 焊条直径与板厚的关系 焊件厚度/mm ＜4 4～8 9～12 ＞12 焊条直径/mm ≤板厚 φ3.2～4 φ4～5 φ5～6 1cr18ni9ti的焊接如下： 焊接方法：SMAW

焊材型号：A132，规格￠3.2mm

焊接电流：第一层90-110A，第二层100-120A 焊接电压：第一层18-22V，第二层22-26V

焊接速度：第一层15-18 cm/min,第二层18-21cm/min

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顿边为1cm 间隙为2cm

焊接示意图（细节情况可详见附件工艺评定报告）

带斜坡口需多层焊的接头，第一层焊缝应选用小直径焊条，这样，在接头根部容易操作，有利于控制熔透和焊波形状，以后各层可用大直径焊条以加大熔深和提高熔敷率，可达到快速填满坡口。在横焊、立 焊和仰焊等位置焊接时，由于重力作用，熔化金属易从接头中流出，应选用小直径焊条，因为小的焊接熔池，便于控制。在“船形”位置上焊接角焊缝时，焊条直径不应大于角焊缝的尺寸。对某些金属材料要求严格控制焊接线能量时，只能选用小直径的焊条。 3焊接电流

焊接电流是焊条电弧焊的主要工艺参数，它直接影响焊接质量和生产率。总的原则是在保证焊接质量的前提下，尽量用较大的焊接电流以提高焊接生产率。但是，要避免如下情况：

1）焊接电流过大，焊条后部发红，药皮失效或崩落，保护效果变差，造成气孔和飞溅，出现焊缝咬边，烧穿等缺陷。此外，还使接头热影响区晶粒粗大，接头的韧性下降。

2）焊接电流过小，则电弧不稳，易造成未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。确定焊条电弧焊焊接

电流大小要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊接位置、母材性质和施焊环境等因素。其

中最主要的是焊条直径和焊接位置。有三种方法可确定焊接电流： ①经验公式一般碳钢焊接结构是根据焊条直径按下式来确定焊接电流。

I=k*d

式中———焊接电流（A）； d———焊条（即焊芯）直径（ ）； k———经验系数，可按表2确定：

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根据上面经验公式计算出的焊接电流，只是大概的参考数值，在实际使用时还应根据具体情况灵活掌握。例如板厚较大时，或T形接头和搭接接头时，施焊环境温度低时，均因导热快，焊接电流必须大一些；立焊、横焊和仰焊时，为了防止熔化金属从熔池中流淌，须减小熔池面积以便于控制焊缝成形，须采用较小一些的焊接电流，一般比平焊位置小10%-20% 。焊接不锈钢，使用不锈焊条时，为了减小晶间腐蚀，以及减少焊条发红，焊接电流应小一些。 ②由焊接工艺试验确定

对于普通结构，利用经验公式或查表确定焊接电流一般已足够。但是对于某些金属材料如合金钢焊接或重要的焊接结构如锅炉压容器的焊接等，焊接电流必须通过试验加以确定。对热输入敏感的金属材料，必须根据试验得出的许用热输入来确定焊接电流范围。总之，重要金属结构必须按焊接工艺评定合格后的工艺来确定焊接电流。 4电弧长度

焊条电弧焊中电弧电压不是焊接工艺的重要参数，一般不须确定。但是电弧电压是由电弧长度来决定，电弧长则电弧电压高，反之则低。电弧长度是焊条芯的熔化端到焊接熔池表面的距离。它的长短控制主要决定于焊工的知识、经验、视力和手工技巧。在焊接过程中，电弧长短直接影响着焊缝的质量和成形。如果电弧太长，电弧漂摆，燃烧不稳定、飞溅增加、熔深减少、熔宽加大，熔敷速度下降，而且外部空气易侵入，造成气孔和焊缝金属被氧或氮的污染，焊缝质量下降。若弧长太短，熔滴过渡时可能经常发生短路，使操作困难。正常的弧长是小于或等于焊条直径，即所谓短弧焊。超过焊条直径的弧长为长弧焊，在使用酸性焊条时，为了预热待焊部位或降低熔池的温度和加大熔宽，有时将电弧稍为拉长进行焊接。碱性低氢型焊条，应用短弧焊以减少气孔等缺陷。

5 焊接层数厚板焊接常是开坡口采用多层焊或多层多道焊。层数增多对提高焊缝的塑性和韧性有利，因为后焊道对前焊道有回火作用，使热影响区显微组织变细，尤其对易淬火钢效果明显。但随着层数增多，生产效率下降，往往焊接变形也随之增加。层数过少，每层焊缝厚度过大，接头易过热引起晶粒粗化，反而不利。一般每层厚度以不大于4-5mm 为好。

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通过试板的焊接我们可以更深一步的了解到这种金属的焊接性能，我们可以从试板的焊接中更直观的看出它的焊接。在一般的情况下这种奥氏体不锈钢焊前不需要进行预热，焊后也不需要进行热处理。

同样这种钢对于其他焊接方法也是适用的并且焊接的质量成型也都不亚于手工电弧焊，在低温设备制造行业常用这种钢来做内容器，而内容器的连接就是用的埋弧自动焊，用这种方法焊不仅焊接效率高而且焊接质量好成型也比较好看，还有一种常用的焊接方法就是手工钨极氩弧焊，这种焊接方法虽然操作有点困难对焊工的要求比较高，但是一旦你掌握了这种焊接方法，它的焊接质量绝对是比手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊要好的，外观成型也要比这两种焊接方法要好。这种焊接方法的缺陷就是工作效率太低。

据我的了解现在制造低温压力容器的行业基本上都是以这种材料为主的，对于这种材料的焊接在这个行业焊条基本是要被淘汰了，但是在目前这个阶段焊条电弧焊还是占主导地位的，由于对产品质量特别是对焊接质量要求高所以GTAW是焊接发展的一个方向。

焊接工艺分析

做一个焊接工艺评定是有一定的思路一定的步骤的，不是想到哪就做到那的，这就必须有一个合理的焊接工艺思路，要有这个思路就必须进行焊接工艺性的分析，焊接工艺里面的细节比如说母材覆盖的范围啊这些问题就不做过多的介绍，就把制定焊接工艺的过程，和每个过程该如何实现做个介绍。 我的焊接工艺性分析如下：

做好一个工艺就首先要熟悉焊接工艺评定标准JB4708-2000，熟读标准后要从中了解做这种厚度材料的焊接工艺必须要注意些什么，比如这种材料焊前需不需要进行预热，焊后需不需要进行热处理，这种材料需要做哪几种力学性能试验，怎样去制取试样，试样的尺寸是如何的，等等这一切都需要从JB4708中去了解。其次要去确定这种焊接方法需要什么样的焊接材料，然后要按要求去准备焊接试板，接着去焊接试板，在焊接试板的过程中记录下焊接参数，焊接完成后就进行表面质量的检验，表面质量检验合格的试板就可以拿去拍片了。拍片合格的试板在进行力学性能试验，再由试验单位出具力学性能报告，有了这些材料和数据以后我们在参照GB4708进行编制工艺评定。下面就具体讲讲焊接工艺分析的步骤。 焊接材料的选择

先从材料的化学成分，材料的力学性能大致的判断出材料的焊接性能，这里做的判断只是大概的判定具体的焊接性还是要等到焊接试样的力学性能试验报告出来后才能判定出来。

根据选择焊接材料我们的依据是同成分等强度这个原则，就是焊缝金属的化学成风于母材相同，焊缝金属的强度要于母材接近。根据这个原则确定出焊材为A132。焊条的种类选择好以后就根据所焊材料母材的厚度为6mm选定焊条的直径为3.2mm。这个直径的焊条用来焊接6mm的板是完全可以满足焊接要求的。

焊接参数的确定

焊接材料和材料的规格全确定下来以后我们就需要确定出焊接参数了，焊接参数的确定是没有一个标准可以依据的，因为每台焊接的性能和每个焊工的操作方法都不一样，所以焊接参数的选择我们只能是根据实际生产中所积累的经验来确定出一个范围，然后我们在这个范围内用同样材料同样厚度的试板来试焊接参数，我们可以选出

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一个最为合适的参数做为我们焊接试板的参数。需要注意的是由于OCr18Ni9的热导率是比较大的所以焊接时如果在不影响焊接质量的情况下焊接的速度尽可能大一些。制定焊接工艺评定选择好焊接材料和焊接参数是非常重要的。 焊接试板的准备1Cr18Ni9ti

我们做的是1Cr18Ni9ti 12mm的板手工电弧焊的焊接工艺，所以我们的试板就是12mm的1Cr18Ni9ti，我们找的板必须要有出处有理化和力学性能试验报告，这样才可以准确的判断出这副试板是否是合格的板是否符合要求。制取这种奥氏体不锈钢试板不能用火焰切割，只能用等离子或机械切割进行下料。下料的尺寸为两块12×150×300mm的试板，试板需要开一个60度的坡口，并且板需要留一个1-2mm的顿边，装配时试板两头要有一定的间隙一头为3.2mm左右一头为4.0mm左右，并且学要做一个反面变形，留两头不同间距的间隙和做反变形都是为了使焊接变形对焊接质量的影响减小到最小。试板制作完成后需要把 焊接及参数记录

试板制作完成后就进行焊接了，焊接必须要由熟练的焊工来完成，焊接电流电压调整到先前试出的那个范围，焊接过程中要求记录的数据有焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接时间。焊接完成后就进行焊缝的表面检查，表面检查主要检查的地方有，焊缝的余高、焊缝宽度、咬边深度和长度、表面焊渣。这些都有相应的标准于之对照，都需要按照相关标准来检查。检验的数据记录在焊接检验记录表中。外观检验合格后就进行射线的检测，射线合格标准为100﹪RT一级合格。射线检验合格后就可以得到射线合格通知。 力学性能检验

射线拍片合格后就可以进行力学性能试验，进行力学性能试验必须把试件制作成为试样，试样的制作的尺寸、取样的方位，进行何种力学性能试验必须要参照相关标注进行试验结束后出具焊接的力学性能报告。试样的截取方法如下图

做到这里我们所有的焊接及检验工作就全部完成了，接下来就需要编制焊接工艺指导书焊接工艺评定报告，编制焊接工艺时就必须严格参照JB4708-2000，前期的工作我们已经全部做好，所需要的数据也都弄出来了，接下来就可以参照标准做出焊接工艺。焊接工艺里面的细节比如说母材覆盖的范围啊这些问题就不做过多的介绍，就把做焊接工艺的过程，和每个过程该如何实现做个介绍。

焊接工艺应用

6mm的0Cr18Ni9材料手工电弧焊接的焊接工艺按照JB4708-2000完成。根据 JB4708-2000的标准，6mm的0Cr18Ni9材料手工电弧焊接的焊接工艺评定主要应用在钢制压力容器生产方面。JB4708-2000标准中对接焊缝试件评定焊接工艺的目的在于得到焊接接头力学性能符合要求的焊接工艺，在标准中规定一整套的评定对则、试验方法和合格指标都是围绕焊接接头力学性能的。评定合格的焊接工艺目的不在于焊缝外观达到和中要求，也不在于焊缝达到无损检测几级标准，所以虽然在试件检验项目规定外观检查、无损检测，其目的在于了解试件施焊情况，避开焊接缺陷取样。 根据JB4708-2000中5.3.4的规定： 5.3.4 试件厚度与焊接厚度

评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用与焊接厚度有效范围：若试件目材为Ⅳ-2组和标准抗拉强度下限值大于0MPa的强度型低合金钢按表3、表4规定；除此之外，按表5、表6规定。

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5.3.4.1对于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊。熔化极气体保护焊，当焊件规定进行冲击试验时，试件评定合格后当T≥8mm时适用与焊件母材厚度的有效范围最小值一律为0.75T，如试件经高于上转变温度的焊后热处理或奥氏体母材焊后经固溶处理时仍按原规定执行。 按下表规定。 适用于焊件母材厚度的有效范围 试件母材厚度T 最小值 最大值 T＜1.5 1.5≤T＜8 T≥8 T 1.5 0.75T 2T 2T，且不大于12 1.5T 试件焊缝金属厚度与焊件焊缝金属厚度规定 适用于焊件母材厚度的有效范围 试件母材厚度t 最小值 最大值 t＜1.5 不限 2t 1.5≤t＜8 不限 2t，且不大于12 t≥8 不限 1.5t 注：t指同一种焊接方法（或焊接工艺）再试件上所熔敷金属厚度 试件厚度与焊件厚度规定（试件进行力学性能试验和横向弯曲试验） 适用于焊件母材厚度的有效适用于焊件焊缝金属厚度的有效试件母材厚度范围 范围 T 最小值 最大值 最小值 最大值 ＜1.5 T 2T 不限 2t 1.5≤T≤10 1.5 2T 不限 2t 10＜T＜38 5 2T 不限 2t ≥38 5 200﹡ 不限 2t（t＜20） ≥38 5 200﹡ 不限 200﹡(t≥20) 限于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊的多道焊。 试件厚度与焊件厚度规定（试件进行力学性能试验和纵向弯曲试验） 适用于焊件母材厚度的有效适用于焊件焊缝金属厚度的有效试件母材厚度范围 范围 T 最小值 最大值 最小值 最大值 ＜1.5 1.5≤T≤10 ＞10 T 1.5 5 2T 2T 2T 不限 不限 不限 2t 2t 2t 根据以上JB4708-2000中的一些标准可以知道，6mm的0Cr18Ni9材料手工电弧焊接的焊接工艺适应与1.5~12mm厚度的目材金属对接，还适应0~12mm的管材对接，角焊缝厚度不限。

这个工艺在钢制压力容器生产方面应用非常广泛。特别对于一些生产贮罐、低温

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液体运输设备、锅炉等生产厂家这些评定的应用就很多。现如今不锈钢设备越来越多，对于不锈钢工艺的要求也越来越多，技术含量也越来越严格。

焊接检测

焊接过程中检验包括检验在焊接过程中焊接工艺参数是否正确，焊接设备运行是否正常，焊接夹具夹紧是否牢固，在操作过程中可能出现的焊接缺陷等。焊接过程中检验主要在整个操作过程中完成。

成品的焊接质量检验检验方法很多，应根据产品的使用要求和图样的技术条件选用焊接检验尺。 破坏性检验

破坏性检验是从焊件或试件上切取试样或以产品的整体破坏做试验，以检查其力学性能等的检验方法。它包括力学性能试验，化学分析，腐蚀试验，金相试验，焊接性试验等。

在生产中，焊接成品的质量检验很重要占有很重要的地位。它不仅在于发现焊接缺陷，检验焊接接头的性能，以确保产品的焊接质量和安全使用，严重的缺陷可导致受压容器的爆炸，造成直接经济损失或灾难性事故而且通过各种检验可对缺陷作出客观的判断，才能对焊缝作出可靠的结论，看其是否所规定的技术要求和保证结构使用的安全可靠。

下面介绍几种检验焊缝质量的方法：

（2）氨气实验：一般用于某些管子或小型受压容器。实验的原理非常简单，是运

用氨与汞反应后，生成物颜色变黑。具体做法：在常压下，被测容器的外壁焊缝表面贴上一条比焊缝略宽的用5%的汞溶液浸过的纸带，然后向被测容器内充1%含量的氨气的混合气体，当混合气体加压至所需压力值时，如果焊接接头有不致密的地方，氨气就会渗漏作用在浸透过的汞溶液的试纸上，致使该部位呈现出黑色斑纹，从而确定缺陷部位。优点：这种方法比较简单，并快捷，准确，成本低。也可以在低温下检查焊缝的致密性。

（3）煤油实验：实验原理：利用煤油具有很强的渗透性。特点：煤油实验常用于不受压容器的对接焊缝，如敞开的容器，储存石油，汽油的固定式容器等。在焊缝表面及热影响区涂上石灰水溶液，待干燥后，在焊缝的另一面仔细地涂上煤油。由于煤油具有很强的渗透特性，当焊接接头存在贯穿性缺陷时，煤油就能渗透过去，在涂有

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石灰水的带状白色表面上显露出油斑点或带条状油迹。注意：为了精确地确定缺陷的大小和位置，检查工作要在涂煤油后立即开始，发现油斑就及时将缺陷标出，以免渗油痕迹渐渐散开模糊不清。（1）气密性实验：一般检验管道，盛器，密闭容器上焊接是

（5）着色检验：属于无损探伤检验。它的原理与荧光检验原理相似，不同之处是用着色剂取代荧光粉而显示缺陷。特点：灵敏度比荧光检验高，也较为方便。其灵敏度一般为0.01mm，深度为0.03-0.04mm。

检验方法：先擦干净焊缝，在被擦的焊缝上涂上一层红色流动性和渗透良好的着色剂，使其渗透到焊缝表面的缺陷内。然后将焊缝表面擦净并涂上一层白色显示液，如果白色的底层上渗出的红色的条纹就表明该处缺陷的位置和形状。如果没有渗出红色的条纹就表明焊缝没有缺陷。

（6）磁粉检验：适合于薄板焊件或焊缝表面裂纹的检验，是用来探测焊缝表面细微裂纹的一种检验方法。原理：铁磁性材料在强磁场中表面缺陷产生的漏磁场吸附磁粉的现象来进行检验的。特点：不仅能检验焊缝表面的细微裂纹，还能显露一定的深度和大小的未焊透但很难发现气孔和夹渣以及隐藏在深处缺陷。检验方法：将焊缝两侧句部充磁，焊缝中就有磁力线通过。如果断面形状不同，或内部有气孔，夹渣和裂纹等缺陷存在于焊缝中，则磁力线的分布就不是均匀的，而因各段磁阻不同产生弯曲，绕过磁阻较大的缺陷。如果缺陷位于焊缝表面或接近表面则阻碍磁力线通过，这样磁力线不但会在焊件内部弯曲，而且还会有一部分磁力线绕过缺陷而暴露在空气中，产生漏磁现象。这时候在焊缝表面撒上铁粉由于缺陷处漏磁的作用，铁粉就会被吸附，聚集成缺陷形状和长度相似的迹象，以此来判定缺陷的大小和位置。缺陷的显露和缺陷与磁力线的相对位置有关，与磁力线相垂直的缺陷最易显露。所以显露横向缺陷时，应使焊缝充磁后产生的磁力线沿焊缝的纵向；显露纵向的缺陷时，应使焊缝充磁后产生的磁力线与焊缝垂直。特别注意在实际检验时，必须对焊缝作交替的纵，横向充磁。纵，横向的充磁必须在检验前1小时前进行。

（7）超生波检验：a原理：利用超生波在金属内部直线传播遇到两种介质的界面时会发生反射和折射的原理来检验焊缝内部缺陷的。b特点：超生波检验用来探测大厚度焊件内部的缺陷。检验的灵敏度高，操作灵活方便，但是对缺陷性质的辨别能力差且没有直观性。检验时要求焊件表面平滑光洁，并涂上一层油脂作媒介。由于焊缝表面不平，不能用直探头来检验内部缺陷，一般采用斜探头探伤，在焊缝两侧磨光面

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上对焊缝内部进行检测。

c检验方法:先将焊缝两侧磨出斜面再在焊件上涂上一层油脂利用高频脉冲式超生波检验仪的直探头对准焊缝的斜边进行检验，超生波由焊件表面传入，并在焊件内部传播。超生波在遇到焊件芭表面，内部缺陷和焊件表面时，均会反射回探头，由探头将超生波转变成点信号，并在显示器上出现三个信号：始脉冲（焊件表面反射波信号），缺陷脉冲，底脉冲（焊件底部反射波信号）。缺陷脉冲与始脉冲及底脉冲间的距离，可知缺陷的深度，由于其焊件底面反射波信号无法再反射到探头上，故在显示波器上只显示出始脉冲和缺陷脉冲。

（8）X射线检验:射线检验是检验焊缝内部缺陷准确而可靠的 方法之一，它可以显示出缺陷在焊缝内部的形状，位置和大小。

X射线检验的原理:它是利用X射线高能射线程度不同地透过不透明物体，使照相底片得以感光，从而进行焊接检验。射线通过不同物质的时候，会不同程度的被吸收，如金属厚度，密度大小，射线被吸收就越多。因此射线在通过缺陷处和无缺陷处被吸收的程度不同，使得射线透过接头后，射线强度的衰减有明显的差异，使胶片上相应部位的感光程度也不一样。由于缺陷吸收的射线小于金属材料所吸收的射线，所以，通过缺陷处的射线对感光较强，冲洗后的底片，在缺陷处颜色较深，无缺陷处则底片感光较弱，底片颜色较淡。通过对底片上影像的观察，分析，便能发现焊缝内有无缺陷及缺陷的种类，大小与分布。

焊缝在射线检查之前，必须进行表面检查，表面上的不规则程度应不妨碍对底片上缺陷的辨认否则应加以休整。

（9）荧光检验：属于无损探伤检验是非破坏性检验中的一种特殊的检验方式。是利用渗透，磁粉，超声波，射线等检验方法来发现焊缝表面的细微缺陷及存在于焊缝内部的缺陷。目前，这类检验方法已在重要的焊接结构中被广泛的应用。特点：用来检验焊件表面缺陷的一种方法。检验对象是非磁性材料如：不锈钢，铜，铝等。检验原理：紫外线与氧化镁粉会发光。检验方法：先将被检验的预先浸在煤油和矿物油的混合液中数分钟，由于矿物油具有很好的浸透力，能浸透极细微的裂纹，因此焊件表面干燥后，缺陷中仍残留有矿物油。此时撒上氧化镁粉末，在暗室内，用水银石英灯发出的紫外线照射，这时候残留在表面缺陷内的荧光粉（氧化镁粉）就会发光，显示缺陷的状况。 非破坏性检验

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非破坏性检验是指在不损坏被检验材料或成品的性能、完整性的条件下进行检测缺陷的方法，包括外观检验、致密性检验和无损探伤检验。

（2）致密性检验：致密性检验是检验焊接管道，盛器，密闭容器上焊缝是

否存在不致密的缺陷。常用的检验方法有：气密性实验；氨气实验；煤油实验；水压试验和气压实验。

（3）无损探伤检验：是非破坏性检验中的一种特殊的检验方式，是利用渗透，磁粉，超声波，射线等检验方法来发现焊缝表面的细微缺陷及存在于焊缝内部的缺陷。目前，这类检验方法已在重要的焊接结构中被广泛应用。（1）外观检验 焊接接头的外观检验是以肉眼直接观察为主，一般可借助于焊缝万能量规，必要时利用5-10倍放大镜来检查。外观检测主要是为了发现焊接接头的表面缺陷，如焊缝的表面气孔、咬边、焊瘤、烧穿及焊接表面裂纹、焊缝尺寸偏差等。检验前，须将焊缝附近10-20mm范围内的飞溅物和污物清除干净.

否存在不致密的缺陷，以便及时发现，进行排除并修复。操作方法非常简单，具体做

法：在焊缝周围涂抹肥皂水，在密闭容通过远低于容器工作压力的压缩空气，由于容器内外气体的压力

差，如果焊接接头有穿透性缺陷时就会有肥皂水气泡。这种检验方法常用于受压容器

接管加强圈的焊缝检验。此法非常简单原理就象修补自行车内胎。

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参考文献

1、《不锈钢焊接冶金》崔出 钢铁材料及有色金属材料[M]．北京：机械工业出版社．1981.8

2、《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708-2000）； 3、《钢制压力容器焊接工艺规程》（JB/T4708-2000）；

4、《建筑钢结构施工手册》中国钢结构协会 中国计划出版社 5、《实用五金手册》 陈增强 黎桂英 广东科技出版社 6、《承压设备无损检测》（JB/T4730.1～6-2005） 7、国际焊接标准解读与贯彻 主编张帅谋

8、特种焊接技术 主编曹朝霞 机械工业出版 9、金属材料焊接工艺与评定 主编王小平 10、《标准于综合化实训》陈保国

11、并参考相应的金属材料标准、焊接材料标准、压力容器设计和制造各方面相关的标准和及金属材料焊接 主编应若采 机械工业出版

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