提要 在焊接过程中,热源沿焊件移动时,焊件上某点温度随时间变化的过程称为焊接热循环,它是描述焊接过程中热源对母材金属的热作用。焊缝及近缝区金属组织的变化和应力的产生取决于母材金属的化学成分和焊接过程中的热循环特点。 表明焊接热循环的参数主要有加热速度、加热峰值温度、相变温度以上停留时间及冷却速度,这些因素都会影响焊后组织和性能。因此,焊接热循环的测试与分析计算具有重要的实际意义,是分析焊接接头组织性能变化及焊接缺陷生成机理的有效途径,并可通过改进焊接工艺,改善热循环过程,以达到提高焊接质量的目的。 如果焊接热循环能够实现计算机模拟仿真,我们就可以通过计算机系统来确定焊接各种结构和材料时的最佳设计、最佳工艺方法和焊接参数。本文从这一点出发,在总结前人的工作基础上,通过具体的试验并结合数值计算的方法,在对焊接过程产生的温度场进行了二维和三维模拟仿真研究的基础上,提出了基于ANSYS软件的焊接温度场、焊接热循环的模拟仿真分析方法,并针对Q235平板堆焊问题和16MnR钢焊接进行了实例计算,计算结果与试验值基本吻合。最后在模拟仿真基础上,结合焊接CCT图进行了组织预测分析。 关键词:焊接热循环 温度场 有限元 ANSYS 仿真 目录 提要I Abstract II 目录III 第一章 序 言 1 1.1 课题意义 1 1.2 本课题的国内外动态 3 1.2.1 数值模拟仿真技术在焊接中的应用 3 1.2.2 焊接热分析的研究进展 6 1.2.3 存在的一些问题 7 1.2.4 目前研究的焦点和方向 8 1.3 本论文的主要工作 10 第二章 有限元法与有限元软件 11 2. 1 有限元法 11 2.1.1 有限元法的发展历史 12 2.1.2 有限元方法介绍 12 2.1.3 典型分析步骤 13 2.2 通用有限元分析软件 15 2.3 有限元软件ANSYS介绍 18 2.3.1 ANSYS的功能 19 2.3.2 ANSYS的特点 19 2.3.3 软件的结构 20 第三章 焊接过程有限元理论 23 3.1 焊接过程有限元分析的特点 23 3.2 焊接有限元模型的简化 24 3.3 焊接温度场的分析理论 26 3.3.1 焊接传热的基本形式 26 转自:毕业论文网 记得采纳啊
钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法 摘要:根据多年经验,结合国内同行相关资料,阐述钢结构变形的主要种类,介绍焊接变形的火焰矫正施工方法。 关键词:火焰矫正 焊接变形 施工方法 目前,钢结构已在厂房建筑中得到广泛的应用。而钢结构厂房的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑。这些构件在制作过程中都存在焊接变形问题,如果焊接变形不予以矫正,则不仅影响结构整体安装,还会降低工程的安全可靠性。 焊接钢结构产生的变形超过技术设计允许变形范围,应设法进行矫正,使其达到符合产品质量要求。实践证明,多数变形的构件是可以矫正的。矫正的方法都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。 在生产过程中普遍应用的矫正方法,主要有机械矫正、火焰矫正和综合矫正。但火焰矫正是一门较难操作的工作,方法掌握、温度控制不当还会造成构件新的更大变形。因此,火焰矫正要有丰富的实践经验。本文对钢结构焊接变形的种类、矫正方法作了一个粗略的分析。 1 钢结构焊接变形的种类与火焰矫正六剑客职教园(最大的免费职教教学资源网站)钢结构的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑。焊接变形经常采用以下三种火焰矫正方法:(1)线状加热法;(2)点状加热法;(3)三角形加热法。下面介绍解决不同部位的施工方法。以下为火焰矫正时的加热温度(材质为低碳钢)低温矫正 500度~600度 冷却方式:水中温矫正 600度~700度 冷却方式:空气和水高温矫正 700度~800度 冷却方式:空气注意事项:火焰矫正时加热温度不宜过高,过高会引起金属变脆、影响冲击韧性。16Mn在高温矫正时不可用水冷却,包括厚度或淬硬倾向较大的钢材。 1.1翼缘板的角变形矫正H型钢柱、梁、撑角变形。在翼缘板上面(对准焊缝外)纵向线状加热(加热温度控制在650度以下),注意加热范围不超过两焊脚所控制的范围,所以不用水冷却。线状加热时要注意:(1)不应在同一位置反复加热;(2)加热过程中不要进行浇水。这两点是火焰矫正一般原则。 1.2柱、梁、撑的上拱与下挠及弯曲一、在翼缘板上,对着纵长焊缝,由中间向两端作线状加热,即可矫正弯曲变形。为避免产生弯曲和扭曲变形,两条加热带要同步进行。可采取低温矫正或中温矫正法。这种方法有利于减少焊接内应力,但这种方法在纵向收缩的同时有较大的横向收缩,较难掌握。二、翼缘板上作线状加热,在腹板上作三角形加热。用这种方法矫正柱、梁、撑的弯曲变形,效果显著,横向线状加热宽度一般取20—90mm,板厚小时,加热宽度要窄一些,加热过程应由宽度中间向两边扩展。线状加热最好由两人同时操作进行,再分别加热三角形三角形的宽度不应超过板厚的2倍,三角形的底与对应的翼板上线状加热宽度相等。加热三角形从顶部开始,然后从......... 中州期刊联盟-优秀论文
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像这个工业产生的应用的话,肯定是比较大一点,而且那个超声波的那种焊接。
就是超声波焊接的连接连一局,说明超声波焊接在工程中的使用,这种超声波是比手动工程更简单容易且不费时间的。
简述超声波焊接的连接机理举例说明超声波焊接在工业生产中的应用,其实目前使用超声波焊接的还比较少,其相关原理你也可以在相关的设备上查询到。
超声波检测技术是现代科学技术发展的产物,其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能,这是我为大家整理的超声波检测技术论文,仅供参考!
关于超声波无损检测技术的应用研究
摘要:超声波无损检测技术是现代科学技术发展的产物,其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能,从而获取物品的性质和特征对其进行检测。超声波无损检测技术通过结合高科技的技术来完成检测的过程,检测的结果真实可靠,可以体现出超声波无损检测技术的应用性,同时超声波无损检测技术在检测时,也存在一些缺点。
关键词:超声波无损检测;脉冲反射式技术;检测技术
中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)05-0029-02
超声波无损检测技术在检测的过程中,会使用到很多的技术,这些技术既满足了检测的需要,又能有效的解决检测中出现的问题。经过技术人员的不断探索,通过人工神经网络的技术来减少检测的缺陷,并实现了降低噪音的效果,满足了超声波无损检测的更高要求。在检测的过程中,要合理科学的利用技术手法,来提高检测结果的准确性。
1 超声波无损检测技术的发展趋势和主要功能
1.1 超声波无损检测技术的发展趋势
在超声波无损检测技术应用的过程中,需要很多理论知识的支持,检测时也对检测的方法和工艺流程有严格的要求,这些规范的检测方式使超声波无损检测的结果可以更准确。发现检测缺陷时,技术人员应用非接触方式的检测技术,运用激光超声来提高检测的效果,所以未来超声波无损检测技术一定会向着自动化操作的水平去发展。自动化的检测方法可以简化检测工作,实现专业检测的目标,扩大超声波无损检测技术应用的范围,同时随着超声技术的应用,在检测的过程中,也会实现数字化检测的目标,利用超声信号来处理技术的应用,使检测技术可以实现统一使用的要求,同时数字化操作的检测过程也会提高检测的准确性,有利于检测技术的发展。所以超声波无损检测技术将会实现全面的现代化操作要求,利用现代化科学技术的发展,来规范超声波无损检测的检测行为,也具备了处理缺陷的功能,提高了检测的效率。
1.2 超声波无损检测技术系统的主要功能
目前,我国超声波无损检测主要应用的技术是脉冲反射式的检测方法,这种技术的应用可以准确的定位缺陷出现的位置和形式,具有非常高的灵敏度,简化了技术人员检查缺陷的工作,完善了技术标准。脉冲反射式的检测技术还具有非常高的灵活性和适用性,可以适应超声波无损检测的要求,并实现一台仪器检测多种波形的检测工作。根据脉冲反射式的检测技术要求,可以实现缺陷检查的功能、操作界面切换显示的功能、显示日历时钟的功能,在实际的检测过程中功能键的使用也非常方便,简化了技术人员的操作过程,并且脉冲反射式技术具有灵敏度高的功能,使其可以及时的发现检测过程中出现的缺陷,有利于技术人员进行检修的工作,提高了检测工作的工作效率。
1.3 系统主要功能的技术指标
脉冲反射式技术在使用的过程中有很多的要求,其中要满足功能使用的技术指标,从而实现规范化的操作标准。反射电压的电量要控制在400伏,实现半波或者射频的检波方式,检测的范围要在4000-5000毫米之间,只有满足了这些技术标准才能合理的设置出技术应用的框架。同时在超声波无损检测技术应用的过程中有严格要求的电路设计,如果不能满足技术的指标要求,那么在实际检测的过程中,会存在很大的风险,会对技术人员造成严重的生命安全威胁。所以在检测工作实施之前,必须要按照相关的技术指标来合理的构建检测的环境,提高检测工作的安全性,保障检测工作可以顺利的进行。
2 超声波无损检测技术检测的方法和缺陷的显示
2.1 超声波无损检测技术检测的主要应用方法
超声波无损检测技术的检测方法按照具体的分类可以分为很多种,从检测的原理进行分析,超声波无损检测技术应用的主要方法是穿透法、脉冲反射法、共振法,按照检测探头来分类,检测的主要方法有单探头法、双探头法、多探头法,按照检测试件的耦合类型来分类,检测的主要方法有液浸法、直接接触法。这些具体的方法可以满足很多情况下的检测工作,并且提高了检测结果的准确性,完善了超声波无损检测技术的检测要求,所以技术人员要根据具体的检测环境和试件的类型来选择正确的检测方法,通过方法的应用要提高检测工作的效率,降低缺陷出现的可能。随着我国现代化科学技术的不断发展,人们对检测技术的应用也提出了更高的要求,检测工作的检测范围也越来越广,同时要求在对试件检测的过程中,不可以损坏试件的质量和性能,同时还要保准检测结果的准确性,所以技术人员要严格的按照检测标准,完成检测的工作,要对检测的方法进行改善,使其可以满足时代发展的要求。
2.2 缺陷的显示
在超声波无损检测技术检测的过程中,会出现不同类型的缺陷,主要分为A、B、C三种类型的显示,在工业检测的过程中,A类显示是应用最广泛的一种类型,在显示器上以脉冲的形式显示出来,对显示器上的长度和宽度进行标记,从而当超声波返回缺陷信号时,可以在屏幕上明确的显示出缺陷出现的位置。B类显示是通过回波信号来完成显示的过程,回波信号发出时会点亮提示灯,通过显示器的显示可以观察到缺陷出现的水平位置,这种类型的显示比较直观,有利于技术人员的观察和分析。C类显示是通过反射的回波信号来调制显示的内容,通过亮灯和暗灯来显示接收的结果,检测到缺陷时会出现亮灯,因此技术人员只需要观察灯的变化,就可以判断缺陷出现的情况。所以在实际检测的过程中,技术人员一定要认真观察缺陷出现的位置和内容,从而制定出科学合理的改善方案,来降低缺陷出现的可能,提高超声波无损检测技术检测的效果。
2.3 缺陷的定位
对于脉冲反射式超声检测技术来说,显示器的水平数值变化就是缺陷出现的位置,这时技术人员要对缺陷出现的位置进行定位,从而可以分析在检测过程中出现缺陷的环节。根据反映出的缺陷声波,经过计算,得出准确的缺陷产生的位置。
3 结语
科学技术的发展会带动我国的生产力水平的提高,同时也会促进技术的研发,超声波无损检测技术就是因为科学技术的不断发展,才实现了检测的目标,在检测的过程中,可以结合现代化的技术来提高检测的效率和结果的准确性。超声波无损检测技术实现了无损试件的检测要求,提高了检测的质量和水平,应该得到社会各界的关注,扩大检测的范围。
参考文献
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作者简介:李新明(1992―),男,湖北人,大连理工大学学生。
长输管道超声波内检测技术现状
【摘要】超声波内检测技术是长输管道的主要检测技术。本文介绍了长输管道超声波内检测的技术优势、国内外的发展现状,以供参考。
【关键词】长输管道 超声波 内检测 优势 现状
一、前言
长输管道是石油、天然气重要的运输手段,要保证管道的稳定运行,就要加强日常的检测和维护,及时发现问题,防止重大事故发生。
二、管道内检测主要技术及优势
管道内检测是涵盖检测方案决策、管道检测、检测数据解释分析和管道安全评价等过程的系统工程。利用智能检测器进行管线内检测是目前较为普遍的方式,该方法是通过运行在管道内的智能检测器收集、处理、存储管道检测数据,包括管道壁厚、管道腐蚀区域位置、管道腐蚀程度、管道裂纹和焊接缺陷,再将处理数据与显示技术结合描绘管道真实状况的三维图像,为管道维护方案的制定提供决策依据。超声波内检测技术和漏磁检测技术是现在最常用的海管内检测技术。
超声波内检测技术是在检测器中心安放一个水平放置的超声波传感器,传感器沿着平行于管壁的方向发射声波,声波沿着平行于管壁的方向行进直至被一个旋转镜面反射后,垂直穿透管道壁,声波触碰管道外壁后按照原路径反射回传感器,计算机计算声波发射及反射回传感器的时间,该时间就被转换为距离及管道壁厚的测量值。声波反射镜面每秒旋转2周,检测器每米可以采集3万个左右的测量值。超声波内检测技术可以原理简单,数据准确可靠,该方法可以精确测量管道的壁厚,不仅可以测量金属管线,对于非金属管线,如高密度聚乙烯管也能够有效测量,并且可测管道管径的尺寸范围较大,甚至能够测量壁厚等级80以上的大壁厚管道,对于变径管道同样适用。
管道漏磁检测技术利用磁铁在管壁上产生的纵向回路磁场来探测管道内外壁的金属损失以及裂纹等缺陷,确定上述缺陷的准确位置,检测器所带磁铁将检测器经过的管壁饱磁化,使管壁周圈形成磁回路。若管道的内壁或外壁有缺陷,围绕着管道缺陷,管道壁的磁力线将会重新进行分布,部分磁力线会在这个过程中泄露从而进入到周围的介质中去,这就是所谓的漏磁场。磁极之间紧贴管壁的探头检测到泄漏的磁场,检测到的信号经过滤波、放大、转换等处理过程后会被记录到存储器中,通过数据分析系统的处理对信号进行判断和识别。管道的漏磁检测技术具有准确性高的优点,通过在气管线中低阻力和低磨损的设计取得较高质量的数据,可以在没有收球和发球装置的情况下完成检测,对于路径超过200公里的长输管道能够以每分钟200米左右的速度进行检测。
三、长输管道建设工艺技术发展现状
1、管道焊接
管道焊接是管道建设的最重要的一个方面,现场焊接的效率高,安全性和可靠性在每个管道的建设是重要的角色。从国内长途管道工程在1950年的第一条运输管道建设以来,管道现场焊接施工在我国发展的半个世纪里主要经历了有四个发展过程,分别是:手工电弧焊上向焊、手工电弧焊下向焊、半自动焊和自动焊。
(1)手工电弧焊上向焊和手工电弧焊下向焊。90年代初手工电弧焊下向焊和手工电弧焊下向焊作为当时国内传输管道的一种焊接方法,得到了广泛的应用,突出的优点是高电流、焊接速度高,根焊接速度可达20到50厘米/分钟,焊接效率高。目前在进行焊接位置相对困难的位置和焊接设备难进入的位置时采用手工电弧焊焊接。
(2)半自动焊。电焊工通过半自动焊枪进行焊接,由连续送丝装置送丝焊接的一种方式叫做半自动焊。半自动焊是长输管道焊接的主要方式,因为在焊接送丝比较连续,就省了换焊条和其他辅助工作时间,同时熔敷率高、减少焊接接头,减少焊接电弧,电弧焊接缺陷、焊接合格率提高,
(3)自动焊。自动焊方法使整个焊接过程自动化,人工主要从事监控操作。国内开始从西到东的天然气管道项目,就是大面积的自动焊接的应用程序。自动焊接技术在新疆,戈壁等地区比较适合。
2、非开挖穿越施工技术
遇到埋管道的建设,跨越河流,道路,铁路等障碍时,有许多问题如果使用传统开挖方法则会比较难实施,而“非开挖”铺设地下管道是当前国际管道项目进行了先进的施工方法,已广泛应用于这个国家。我国近年来建设大量的长输管道采用了盾穿越技术,有许多大河流使用了盾构穿越。顶管穿越通过短距离管道穿越技术在1970年代后期开始得到使用。传统意义上的顶管施工是以人工开采为主。后来当使用螺旋钻开采和输送管顶土,后来又派生出了土压力平衡方法,泥水平衡方法,通过顶管技术,可以达到超过1千米以上的距离。通过液压以控制管切割前方的覆土,以保证顶管的方向正确,和顶采用继电器,激光测距,头部方位校正方法顶推的施工工作,长距离顶管的问题和方向问题得到了解决。
3、定向穿越技术
我国从美国引进的定向钻是在1985年首次应用于黄河的长输管道建设。在过去的20年里,非开挖定向穿越管道技术在我国得到了迅速的发展。定向钻井在非开挖管道穿越技术已广泛应用于管道业。定向钻用于铺设管道取得了巨大的成就。我国在2002年2月以2308米和273米直径的长度穿越了钱塘江,是世界上最长的穿越长度,被载入吉尼斯世界纪录。定向穿越管道施工技术是一个多学科,多技术,根据于一体的系统工程,任何部分在施工过程中存在的问题的设备集成,并可能导致整个项目的失败,造成了巨大的损失。而被广泛使用,由于定向钻井,通过建设,使技术已经取得了长足的进步和发展的方向。硬石国际各种施工方法,如泥浆马达,震荡的顶部,双管钻进的建设。广泛采用PLC控制,电液比例控制技术,负荷传感系统,具有特殊的结构设计软件的使用。
四、管道超声内检测技术现状
1、相控阵超声波检测器
美国GE公司研制的超声波相控阵管道内检测器于2005年开始应用于油气管道内检测,目前已检测管道长度4700km,该检测器包括两种不同的检测模式:超声波壁厚测量模式和超声腐蚀检测模式,适用于管径610~660mm的成品油管道。该检测器有别于传统检测器的单探头入射管道表面检测的方法,采用探头组的形式来布置探头环,几个相邻并非常靠近(间距0.4mm左右)的探头组成一个探头组,一个探头组内的探头按照一定的时间顺序来激发并产生超声波脉冲,而该激发顺序决定了产生的超声波脉冲的方向和角度,因此控制一个探头组内不同探头的激发顺序就可以产生聚焦的超声波脉冲。检测器包括3个探头环、44个探头组,每个探头环提供一种检测模式,可根据不同的管道检测需求来确定探头环。
该检测器与其他内检测器相同,包括清管器、电源、相控阵传感器、数据处理和储存模块4部分。清管器位于整个检测器的头部并装有聚氨酯皮碗,一方面负责清管以确保检测精度,另一方面起密封作用,使得检测器可以在前后压力差的作用下驱动前进。探头仓由3个独立的探头环组成,每个探头环的探头布置都能实现超声波信号周向全覆盖。检测器能够实现长25mm、深1mm的裂纹检测,检测准确率超过90%;最小检测腐蚀面积10×10mm ,检测精度大于90%。
2、弹性波管道检测器
安桥管道公司管理着世界上最长和最复杂的石油管道网络。其研发的内检测器已经在超过15000km的管道中开展检测。其中基于声波原理的检测器主要有弹性波检测器和超声波管道腐蚀检测器。弹性波检测器的弹性波信号可以在气体管道中传播,主要用于检测管道的焊缝特征,尤其是对长焊缝和应力腐蚀裂纹有较好的检测效果。最新的MKIII弹性波检测器最多可以装备96个超声波传感器,用于在液体祸合条件下发射接收超声波信号,进行管道检测。MKIII弹性波检测器的最大运行距离为150km,相对于二代产品的45km有了很大程度的提高。
五、结束语
综上所述,随着科技水平的快速发展和进步,超声波内检测技术也将更加完善,对于长输管道的检测也将更加准确,为管道的正常使用和安全运行发挥更大的作用。
参考文献
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汽车涂装技术及工艺【摘 要】当今社会汽车工业高速发展,汽车涂装作为汽车生产与维修工艺中重要的一个环节,也在各方面快速发展。但在重视可持续发展的今天,节能环保成为涂装工艺中一项重要指标。本文介绍了当前汽车涂装的操作工艺和一些新技术,以及涂装作用和汽车涂装的材料进行了分析。在汽车产业高速发展的21世纪里.,汽车维修行业更是备受关注。近年来,我国汽车维修企业在轿车钣金修复和整形过程中运用的技术、工艺、材料和设备都较以前有了很大进步,但在基础涂装工艺方面却还显得有些滞后。特别是在防锈措施上方法不是很多,许多只依赖于刷涂防锈漆。这样往往导致在焊接处及修复结合面等部位过早锈蚀,从而降低汽车局部车身的使用寿命,甚至还会影响到整车的安全性。作为一名从事与汽车涂装相关的人来说,他对汽车涂装有着自己独特的见解。从以前的纯人工作业,到现在的半机械化操作以及行业今后的发展趋势,都应有一个全面的认识。不论是从涂装的材料方面还是技术、操作工艺、以及涂装的作用等来讲,其目的均是为了使汽车的车身外表更具有艺术性、提高它的商品价值和使用时间。下面就以我个人的观点来说说汽车涂装的作用、和操作工艺以及汽车涂装的材料发展状况。21世纪被称为面向环境的新世纪,减少涂装公害、降低涂装成本、提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题。本文阐述了有关汽车涂装技术的常识,探讨了汽车油漆标准工艺流程,并提出了汽车涂装过程中注意事项。一、汽车涂装作用(1保护作用——由于汽车特殊的使用环境:风吹日晒、雨淋石击,要求汽车有一定的防腐性能和使用寿命。(2)装饰作用——由于汽车不停地穿梭在公路、在城乡,人们希望它能给生活带来色彩斑澜,希望汽车美观舒适、色泽诱人。为此汽车涂装就要进行现代化大规模集约化生产,就需要投入大量人力物力建造并管理好现代化大规模涂装生产线(3)特殊标识——通过给车身喷涂不同的油漆颜色,人们便可轻松的辨认出不同颜色的汽车各代表着什么用途。比如:医用车是以白色为主色,加上一个红色的“十 ”字符号,而消防车则是采用全红色涂料涂装而成。(4)特殊作用——由于汽车的具体用途不同,所以在涂装时要考虑这辆车是做什么用。比如:用于运输粮油或是牛奶的必须是要无毒的;运输酸碱物时,一定要防腐蚀。二、汽车涂装工艺汽车涂装工艺,一般可分为两大部分:一是涂装前金属的表面处理,也叫喷涂前处理技术;二是涂装的施工工艺。表面处理主要包括清除车辆表面的油污、尘土、锈蚀、以及进行修补作业时旧涂料层的清除等,以改善工件的表面状态,为下一步作业打下基础。其前处理具体包括,根据各种不同车辆受损情况对车身板件表面进行机械加工和化学处理。如磷化、氧化和钝化处理。1、表面处理工艺 表面处理是防锈涂装的重要工序之一。防锈涂装质量的好坏与表面处理的方式和质量有着很大的联系。据相关资料介绍说, 涂层的使用寿命受 3个方面因素影响:(a) 表面处理 , 占 60%; (b) 涂装施工 , 占 25%; (c) 涂料本身质量 , 占 15% 。薄板冲压件的表面处理称一般用化学表面处理,工艺流程为 : 预脱脂→脱脂→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→中和→冷水洗→表面调整→磷化→冷水洗→热水洗→纯水洗→干燥。上述的薄板件前处理工艺过程也可根据薄板冲压件的油、锈情况作适当调整 , 或不用酸洗工序 , 或不用预脱脂工序。而脱脂和磷化是化学处理工艺中的关键工序 , 这两道工序直接影响工件化学处理的质量和防锈涂层的质量。在表面处理作业中,打磨这一项对最后的质量影响十分大。特别是早期的传统作业---人工水磨,水磨后残留在板件的水分可导致多项油漆缺陷,所以现在行业里取而代之的便是干磨作业。干磨在现在的行业中已经占据了很大的位置,因为他和传统的水磨相比有着明显的优势。比如:工作效率可以提高40%--60%左右;因为干磨不会产生废水,所以对环境的污染很明显要比水磨的轻;员工的劳动强度也减轻了许多;车辆的返修率以及涂膜的质量等均要好于水磨。比如干磨不会由于有残留在板件中的水分而导致漆膜起泡、长痱子、鱼眼、底材生锈等缺陷。干磨工艺在现有的4S店已经得到普遍的推广,所以干磨技术的推广是行业发展的必然趋势。有关工艺参数和相关辅助设备也是影响表面处理质量的不可忽视的因素。2、面漆喷涂工艺(1)整车修补涂装:整车修补涂装是汽车美容修补施工中最有代表性、最为全面的涂装工艺。它的关键是要保持有湿边,同时应尽量减少水平表面上飞漆,以防止漆雾沉积到已干的部位而造成砂状表面。在整车涂装程序中,首先喷涂车顶,然后是发动机前盖和侧面等,这样在尽量减少水平表面上飞漆的同时总能保持“湿边”,可以防止飞漆落到已干区域而产生砂状表面。如果有可能,选用下吸式喷漆室较好。这时由于有气流从车顶流向车底,雾形有所不同。(A) 车顶的喷涂。在车顶与风挡玻璃、后窗交界处采用带状涂装法进行涂装。首先从靠近漆工的车边缘的地方开始喷涂。尽可能保持枪与车顶表面在15~20cm左右等距,从左到右,再从右到左进行喷涂,喷成中等湿度(每层走枪都是从车顶的边缘开始)。由于修补施工时多采用重力式或虹吸式喷枪,受喷枪杯的影响,喷枪的俯角受到一定限制(要尽可能保持垂直,不要把喷枪拿歪)。每层扇幅重叠覆盖面为50%或65%的方法从边缘向中心喷涂,一直喷涂到可以看见明显柔和的光泽时为止。(B) 发动机前盖的喷涂。首先用粘尘抹布把表面擦拭干净(注意:不得采用气枪来消除表面,以免前盖上灰尘吹到刚刚喷过涂料的车顶上)。采用带状喷涂法喷涂风挡玻璃与前盖交界处(在前盖边缘最好不要采用带状喷涂法),扇幅重叠覆盖50%或65%。每层都从边缘到中心进行喷涂,随后中另外一边,从中心开始往边缘移动进行喷涂,每层扇幅的覆盖约10cm。(C) 后盖的喷涂。用粘尘抹布擦干净表面,要准备足够的涂料,避免喷涂中途涂料用完而造成色差。采用带状喷涂法,沿后窗玻璃的底边喷涂一遍,两层扇幅之间覆盖约。随后换到另一边,从中心开始向边缘移动进行喷涂。在整个喷涂过程中,50%或65%涂层要湿,走枪速度要快。每层扇幅的覆盖约10cm。(D)侧面的喷涂。和粘尘抹布擦拭表面,备足涂料,由于汽车侧面较长,需要采用分段喷涂法。在适合于漆工走枪的距离处采用带状喷涂法垂直向直喷涂一层,以此分隔成段。在这一段内从底部或顶部开始走两道枪,先从左到右,再从右到左,采用一道喷涂法继续喷涂下去。每一道枪之间扇幅覆盖50%,直到这一段表面全部被喷涂覆盖完毕。接着转移到下一段,也是先采用带状喷涂法垂直向下喷一枪,划出第二段。重复上述操作,喷涂第二段,如此重复直到该侧面全部喷涂完毕。(2)整板修补涂装:汽车车身的某一部分,如前盖、车门、后盖等整板大面积的涂层遭到破坏时,就要进行整板修补涂装。一般可能出现两种情况:其一是在板面上没有大的变形或裂痕,只需要对整块板面进行面漆涂装;其二就是板面被破坏,需要整修后面再安装到车身上。前者可以在车身清洗后,涂抹封闭隔离漆,再直接喷涂面漆;后者必须在车身清洗后进行除锈、防腐涂底漆、刮腻子填补凹凸不平之处,喷涂中间漆、封闭隔离漆后,才能喷面漆。整板修补与整车修补不同。整车修补时,面漆的颜色不作重点考虑,因为只要保持整车颜色的一致性,与客户指定的颜色色号相符即可。而整板修补必须考虑到这块的颜色与车身上其他部位原厂漆的色差问题,所以,在进行整板修补之前,必须将修补漆的样板与车身上其他原厂漆的部位进行严格比色,待正确无误才能正式开始涂装。三、汽车涂装材料汽车车身面漆是车辆最外层的涂层,它是车辆外观装饰及防腐的直接反映,一般都希望汽车涂层具有极好的光泽度。光泽的优劣除与汽车车身外形设计、车身加工的外表精度以外(如一般感觉圆弧面或凸出面的光泽较平面要好),还与选用的涂料与表面涂层的配套工艺有关。必须进行精心的涂装设计和具备良好的涂装环境条件,才能使表面涂层有优良的装饰性。同时,因为汽车涂装属于高级保护性涂装,所以面漆涂膜必须具有优良的耐腐蚀性、耐候性和耐崩裂性。要想得到色泽鲜艳、光亮度好、防锈能力强的油漆表面,涂料的质量是不可轻视的。在20世纪20~30年代,汽车漆料是比较单一的品种——硝基纤维素涂料。到了20世纪50年代中期,开始使用醇酸树脂涂料。20世纪60年代中期,热塑性两烯酸树脂涂料在国外开始大量进入市场,取代硝基纤维素涂料而成为汽车修补涂料的主导产品。20世纪70年代中期,一系列双组份涂料开始进入市场,如硝基纤维素丙烯酸异氰酸酯、丙烯酸异氰酸酯等。目前丙烯酸聚氨酯树脂涂料、聚酯聚氨酯涂料已在国内外作为汽车修补的主导产品。由于行业的不断发展,当今的涂料品种已是满目琳琅,今后涂料还会有什么样的发展趋势呢?近年来,水性漆的出现使的汽车涂装这个行业又有了一个新的发展方向。首先来说说什么是水性漆,它有何特点呢?水性漆是以水为分散介质,以特殊水性树脂为基料,配以高科技合成的特种助剂,采用新工艺精制而成。水性漆是涂料工业的革命性换代产品。与传统的油性漆相比,水性漆无毒、无味、不燃烧,不用稀料稀释,无需额外的劳保费用,是国际上公认的绿色环保产品。 作为涂装行业里的新型产品,那么它与油性漆比它的好处也就很明显了:1. 环保:水性漆为无公害产品,在生产过程中无废渣、废气、废水排放,不存在环境污染。在使用中无毒无味,无苯系物,重金属含量大大低于国家环保限量标准,对人体无危害,是保护生态环境的新一代绿色产品。2. 经济:水性漆涂刷面积是一般油漆的两倍以上;水性漆防锈漆可直接在锈层上涂刷(需去浮漆和油污)。3. 安全:阻燃、防爆,水性漆可在常温、常压下进行生产、运输、储存和使用。4. 快捷:水性漆漆膜干燥速度快,在常温下是普通油漆的1/5。5. 方便:水性漆直接用自来水稀释即可,施工方便、安全,施工后的工具、设备极易清洗。综上所述,未来的汽车涂装在不断地提高涂膜耐蚀性、抗石击性及装饰性同时,也一定朝着环保、节能的方向发展。因为干磨工艺的突出性能,我相信今后行业所用的干磨将会越来越普遍,利用干磨的优势带给行业的最大利益。随着汽车市场竞争的不断加剧和汽车制造、修理技术的日益更新,基础涂装工艺已经引起了汽车制造商和维修服务人员的高度重视。种类繁多、规格齐全和功能良好的涂装材料,无疑会进一步促进维修质量的提高,促进汽车使用寿命的延长 。
晶 间 腐 蚀随着现代工业的快速发展,不锈钢在现代机械生产加工中得到广泛应用。通常不锈钢指空气中能够抵抗腐蚀的钢。它有两种分类法:一种是按化学成分,分为铬不锈钢和铬镍不锈钢;另一种则按正火状态下钢的组织状态,分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体一铁素体不锈钢等。奥氏体不锈钢是目前应用最广的不锈钢:它以铬、镍为主要合金元素,因具有优良的耐蚀性、力学性能等综合性能,导致它在生产中需求快速地增长,并占据重要的地位。奥氏体不锈钢化学成分类型有Crl8%一Ni9% (18— 8型不锈钢)、C T1 8%一Ni1 2%、C T2 3%一Ni13%、Cr25%一Ni20%等。常用的有1CT18Ni9Ti。奥氏体不锈钢的焊接性从理论上讲,与铁素体、马氏体不锈钢相比,被认为是较好的,它不因温度变化发生相变,对氢脆不敏感,在焊态下接头也有较好的塑性和韧性。但这并不意味着在所有的情况下该钢的焊接质量都能达到较高的使用要求。在役的奥氏体不锈钢焊接结构中,焊后接头出现晶间腐蚀破坏的时有发生,这不仅影响了结构的正常使用和安全性,还给企业造成经济损失。奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题归根结底是与其焊接性相关,然而人们往往对它的认识不足,对它焊接性能不甚了解,选用不当的焊接工艺,而产生晶问腐蚀缺陷,导致具有寿命优势的奥氏体不锈钢早期失效。为此,通过查阅资料将对铬镍奥氏体不锈钢晶间腐蚀缺陷的产生机理进行探讨,并据此开展预防不锈钢晶间腐蚀,提高耐蚀性的初步探讨。2 晶间腐蚀的形成条件 机理典型的18—8 型不锈钢(1C T1 8Ni9Ti)一般是在固溶处理状态下使用,于常温下腐蚀介质中工作,它的耐蚀性能是基于钝化作用:奥氏体不锈钢含有较高的铬,铬易氧化形成致密的氧化膜,能提高钢的电极电位,因此具有良好的耐蚀性能。当含铬量1 8% 、镍量8%时,能得到均匀的奥氏体组织,且含铬和镍量越高,奥氏体组织越稳定,耐蚀性能就越好,故通常没有晶间腐蚀现象。但如经再次加热到450~850℃或在此温度区间工作,并且钢中含碳量超过0.02~0.03% ,又缺少Ti、Nb等能控制碳的元素时,处于腐蚀介质中往往就可以见到晶间腐蚀现象。这说明,晶间腐蚀和钢的成分(碳和碳化物形成元素)有关,还与加热条件有关。现已有一些学说对晶问腐蚀现象做了解释,其中以碳化铬在晶界沉淀为前提的“贫铬理论” 较普遍为人们所接受。铬是决定不锈钢耐蚀性的主要元素,有效含量应超过12%。以含碳量为0.03%的普通18—8型钢为例。室温时的碳的溶解度只有0.02~0.03% ,固溶处理后奥氏体必为碳过饱和,而呈不稳定状态。若经再次中温加热(在450~850℃ 之间), 则过饱和的碳将向晶界扩散,与铬结合而形成Cr23C6或(Cr、Fe)23 C6沉淀于晶界。这时,由于铬的原子半径较大,在晶粒内部的扩散速度较慢,来不及向晶界扩散,故在形成铬的碳化物时,晶界处可能发生铬的“供不应求”现象,致使靠近晶界的晶粒表面一个薄层严重缺铬(铬的有效含量低于1 2%)。当有腐蚀介质作用时,这一缺铬区域将产生明显腐蚀,即晶间腐蚀。Ti、Nb的有利作用在于,可优先与碳结合形成TiC或NbC,消耗掉晶界过饱和的碳,从而防止碳与铬结合,避免缺铬现象发生。所以,含有Ti或Nb的钢一般不具有晶间腐蚀倾向。超低碳不锈钢由于不存在碳的过饱和,就无所谓碳的过饱和析出,因此也不发生晶间腐蚀。加热条件的影响主要是与合金元素的扩散相联系。加热温度低(<450℃)或加热时间短,不利于扩散而难以形成铬的碳化物,不致产生缺铬现象;加热温度较高(> 8 5 0℃),铬的扩散速度加快, “供铬” 条件得到改善, 晶粒表层缺铬现象可以逐步消失;加热时间充分长时,也有利于铬的均匀扩散而不致形成贫铬层。3 晶间腐蚀的预防在了解奥氏体不锈钢晶间腐蚀的形成机理后,据此提出以下几条预防措施:(1)严格控制含碳量碳是造成晶间腐蚀的主要元素,碳含量在0.08%以下时,能够析出碳的数量少;碳含量在0.08%以上时,则析出碳的数量迅速增加。所以常控制母材金属和焊条的含碳量在0.0 8%以下,如0Cr1 8Ni9Ti、A107等。另外,奥氏体钢中含碳量小于0.02% ~0.03%时,全部碳都溶解在奥氏体中,不会产生晶间腐蚀。超低碳不锈钢(如00 Cr 1 8Ni 1 0,A002)的大量应用就是此原理。(2)采用双相组织钢中的合金元素是形成双相组织的主要因素。奥氏体化元素有Ni、C、Mn、N、C U等;而铁素体化元素则有C r、Nb、Ti、M O、V、W 、Si等。当不锈钢中铬与镍的质量分数之比大干1.8时,就会出铁素体组织。调整钢的化学成分,在焊缝中加入铁素体形成元素,就可促使焊缝形成奥氏体加少量铁素体的双相组织。形成双相组织的优势在于,双相组织中的奥氏体,其碳的浓度较大,碳有向铁素体扩散的趋势;而铁素体中铬的浓度较大,铬就有向奥氏体扩散的趋势。奥氏体中的碳和铁素体中的铬都向两相交界处扩散, 由于碳的扩散速度很大,有可能碳首先从奥氏体越过边界与铬形成碳化铬;又由于铬在铁素体里的扩散速度要比在奥氏体中快得多,所以一旦在晶界处出现贫铬层,铬能够较快地从铁素体内部得到补充,而使贫-铬层消失,使奥氏体晶界上析出的碳化铬数量减少、分布不连续,并打乱单一奥氏体柱状晶的方向性,从而避免贫铬层贯穿于晶粒之间构成腐蚀介质的集中通道,降低了晶间腐蚀倾向。形成双相组织有利于防止晶间腐蚀,但也应注意铁素体含量的控制。铁素体含量超过5%时,o相(FeC r金属间化合物)很快形成。o相硬而脆(H RC>6 8),分布在晶界,不仅使焊缝冲击韧性和塑性急剧下降,还将增大晶间腐蚀倾向。因此综合考虑,奥氏体不锈钢焊缝的铁素体数量为4~12%较适宜。实践表明,5%左右的铁素体能获得较满意的抗晶阃腐蚀性能。 (3)添加稳定剂焊接材料中加入钛、铌等与碳的亲和力比铬强的元素,能提高抗晶间腐蚀能力。因此常用焊接材料1Cr18Ni9Ti、A137、A302等,都含有钛或铌。(4)进行固溶处理在焊后把接头加热到1050~1150℃,保温1 h后水淬(图3)。此时晶界碳化铬被全部溶解,部分钛和铌的碳化物也被溶解,使碳重新溶入奥氏体中,然后迅速冷却,使碳来不及析出,形成稳定均一的奥氏体组织,消除晶界处的贫铬层,避免产生晶阃腐蚀。(5)进行均匀化处理将奥氏体不锈钢加热到850~900℃,保温2 h,使晶粒内部的铬也扩散到晶粒边界,使晶界铬的质量分数重新恢复到大于1 2%,从而消除晶界贫铬层。(6)减小焊接线能量在焊接工艺方面,采用小电流,大焊速,短弧,直道焊接。多层多道焊时,层间温度不宜过高,应待先焊的一层完全冷却后(<6 0℃),再进行下一层焊接,且层间接头错开。奥氏体钢的电阻率大(约为碳钢的5倍),导热系数小,焊接电流应比同样直径的低碳钢焊条小1 0~20% 。以手弧焊为例,平焊的焊接电流为焊芯直径的2 5~3 5倍,在立焊或仰焊时,焊接电流还要再减小1 0~30% 。小线能量、小电流、快速焊,冷却速度快,在敏化温度区停留时间短,有利于防止晶间腐蚀;短弧,焊丝或焊条芯中所含对氧亲和力大的合金元素T i、Nb、C r、Al等烧损少,有利于防止晶间腐蚀。 (7)Jjn快接头的冷却焊件焊前不预热,焊后应尽可能加快接头的冷却,如使用铜垫板等,甚至条件允许还可用水冷等强制措施,来减少接头在危险温度的停留时间,防止晶间腐蚀产生。(8)合理安排焊接顺序多层焊和双面焊时,后一条焊缝的热作用可能对先焊焊缝的过热区起到敏化温度加热的作用。为此,双面焊缝中与腐蚀介质接触的一面应尽可能最后焊接。焊缝布局上应尽量避免交叉焊缝,减少焊缝接头。与腐蚀介质接触的焊缝若无法安排最后焊接,则应调整工艺参数,使后焊焊缝的敏化区不与第一面焊缝表面的过热区重合。进一步提高 锈钢焊缝的耐蚀性,则还应严格控制以下几项:(1)为避免损伤不锈钢表面,在坡口两侧刷涂石灰水或商品化的专用防飞溅剂,并在焊后彻底清除飞溅物、残渣;(2)禁止在坡口之外的焊件上随处任意打弧;(3)焊接电缆卡头在工件上要卡紧,以免发生打弧或过烧现象;(4)焊接前、后的处理对产品耐蚀性影响很大:①钢材的贮存及运输应与一般结构钢分开,以免被铁锈等污染;②钢材表面光滑平整,避免碰撞或摩擦损伤,划线下料时不要打冲眼和不用划针;③尽可能用机械加工或等离子弧切割下料,避免用碳弧切割;④封头等零件最好冷压成形,热压 1ooo度 ≈ 6O0度成形时应检查耐蚀性变化,并做相应的热处理;⑤焊接前后热处理时,加热前必须将钢材表面污物洗净,以免加热时产生渗碳。⑥表面处理(磨平、抛光、酸洗、钝化)必须严格遵守操作规程,以表面呈均匀的银白色为宜。奥氏体不锈钢焊接易出现晶间腐蚀缺陷,且存在导热性能差、线膨胀系数大、熔池的流动性差等不利因素,因此只有选择合适的焊接方法、焊接材料,遵循相关的焊接工艺,才能保证奥氏体不锈钢的焊接质量,使其寿命优势得到充分发挥,让它的应用范围进一步扩大。
对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400MPa级钢由于不存在第Ⅱ相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但缺口冲击功未显示热影响区的冲机韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。 关键词:超细晶粒钢:焊接:晶粒长大:粗织 中图分类号:TG401 文献标识码:A 文章编号:0253-360X(2001)06-01-03 0序言 在国家重大规划基础研究项目"新一代钢铁材料重大基础研究"中,将通过晶粒超细化实现钢材强度韧性提高一倍的目标。对于超细晶粒钢而言,热影响区(HAZ)晶粒粗化导致的性能恶化及不适当焊接热输入导致的HAZ软化将是最主要的问题。研究焊接热循环对母材组织、性能的影响规律及研究适合超细晶粒钢的新型焊接技术和工艺是非常必要的。 日本在其"超级钢"规划中,将超级钢焊接技术作为三个研究主题之一,在800MPa级高强度课题中更将焊接置于极其重要的位置[1,2]。韩国在新世纪高性能结构钢中也非常重视超细晶粒钢的焊接问题[3],为使焊接接头具有90%以上的母材性能(强度、韧性),从焊接技术、焊接材料和焊接工艺三个方向全面开展工作。 作者对超细晶粒钢焊接热影响区晶粒长大规律进行了初步的研究,进行了脉冲MAG、激光焊等方法对超细晶粒钢的适应性研究,以及利用焊后特殊处理技术提高焊接接头性能的探索性研究工作。 1 试验用超细晶粒钢及试验研究 试验用材为400MPa级课题组在宝钢轧制的SS400热轧钢板,该材料的研究目标是通过晶粒细化使屈服强度提高一倍,板厚3mm,其化学成分和力学性能如表1和表2所示。材料的原始铁素体尺寸为6~8μm。 在本研究中,用焊接热模拟试验研究了焊接热影响区的晶粒长大规律,研究了400MPa级超细晶粒钢的脉冲MAG焊接适应性、热影响区组织及焊接接头力学性能。 2 超细晶粒钢的HAZ晶粒长大趋势和组织及性能 为研究焊接热循环对超细晶粒钢的影响,利用Gleeble-1500焊接热模拟试验机对试验材料进行了焊接热模拟试验,试验设计如下。 (1) 加热峰值温度固定Tp=1350℃改变冷却速度t8/5从3~24S,模拟在不同焊接热输入条件下热影响区粗晶区的组织和性能。 (2) 冷却速度固定t8/5=5s,改变峰值温度Tp从1400~650℃,模拟在同一焊接热输入条件下,焊接热影响区不同部位的组织和性能。 焊接热模拟试验结果如图1所示。图1a为焊接热输入对粗晶区原始奥氏体晶粒尺寸的影响,在峰值温度为1350℃时,随着t8/5逐渐增加,即随着焊接热输入的增加,热影响区粗晶区的原奥氏体粒径不断增加,当t8/5为20s时,奥氏体粒径达到170μm,这说明超细晶粒钢焊接热影响区晶粒长大倾向严重,奥氏体粒径受t8/5的影响很大,在条件允许的情况下,应尽可能采用低热输入焊接,加快焊接冷却速率。图1b为t8/5=5s时峰值温度对原始奥氏体晶粒尺寸的影响,当Tp介于1100~1200℃时,奥氏体粒径明显开始粗化,可把这个温度区间作为SS400钢的粗化温度。当Tp>1350℃时,奥氏体晶粒不再继续粗化,而奥氏体晶粒有所减小,这有可能是因为在奥氏体晶界局部熔化导致晶粒尺寸有所减小。图1c、d为显微硬度测量结果。由上面图表的数据可以得出:随着t8/5增加,热影响区粗晶区的硬度逐渐降低并趋于平稳,当t8/5=3s时,硬度最大。当t8/5=5s时,随着峰值温度Tp的升高,其显微硬度逐渐增加,当Tp=1400℃时,其硬度达到最大。经t8/5=5s,不同峰值温度的焊接热模拟后,SS400钢的整个热影响区硬度都不低于母材,于是可以预言:当t8/5时,SS400钢的热影响区不会出现软化现象。 Fig.1 Welding thermal simulation test results 因超细晶粒钢主要是在形变条件下获取细晶的,不能通过热处理手段来恢复,所以焊后HAZ会出现软化,尤其当高热输入时,就更加明显。不过这种局部软化对接头整体强度的影响是受其它因素控制的,如局部软化区的宽度、板厚和焊缝强度匹配等因素。三种规范下的SS400接头拉伸均断在母材,说明至少当t8/5<10s时,SS400钢接头中的HAZ不存在软化问题。从接头的硬度分布(图2)也可看出SS400钢5号接头的热影响区不存在软化问题,这一点与焊接热模拟试验结果一致。
1、不锈钢焊接工艺特点奥氏体型不锈钢以18%Cr-8%Ni钢为代表。原则上不须进行焊前预热和焊后热处理。一般具有良好的焊接性能。但其中镍、钼的含量高的高合金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。另外还易发生б相脆化,在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体引起低温脆化,以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷。经焊接后,焊接接头的力学性能一般良好,但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫铬层,而贫铬层和出现将在使用过程中易产生晶间腐蚀。为避免问题的发生,应采用低碳(C≤0.03%)的牌号或添加钛、铌的牌号。为防止焊接金属的高温裂纹,通常认为控制奥氏体中的δ铁素体肯定是有效的。一般提倡在室温下含5%以上的δ铁素体。对于以耐蚀性为主要用途的钢,应选用低碳和稳定的钢种,并进行适当的焊后热处理;而以结构强度为主要用途的钢,不应进行焊后热处理,以防止变形和由于析出碳化物和发生δ相脆化。 双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低。但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高,因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。 对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题。 奥氏体不锈钢的焊条选用要点: 不锈钢主要用于耐腐蚀,但也用作耐热钢和低温钢。因此,在焊接不锈钢时,焊条的性能必须与不锈钢的用途相符。不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。 1、一般来说,焊条的选用可参照母材的材质,选用与母材成分相同或相近的焊条。如:A102对应0Cr19Ni9;A137对应1Cr18Ni9Ti。 2、由于碳含量对不锈钢的抗腐蚀性能有很大的影响,因此,一般选用熔敷金属含碳量不高于母材的不锈钢焊条。如316L必须选用A022焊条。 3、奥氏体不锈钢的焊缝金属应保证力学性能。可通过焊接工艺评定进行验证。 4、对于在高温工作的耐热不锈钢(奥氏体耐热钢),所选用的焊条主要应能满足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能。 (1)对Cr/Ni≥1的奥氏体耐热钢,如1Cr18Ni9Ti等,一般均采用奥氏体-铁素体不锈钢焊条,以焊缝金属中含2-5%铁素体为宜。铁素体含量过低时,焊缝金属抗裂性差;若过高,则在高温长期使用或热处理时易形成σ脆化相,造成裂纹。如A002、A102、A137。 在某些特殊的应用场合,可能要求采用全奥氏体的焊缝金属时,可采用比如A402、A407焊条等。 (2)对Cr/Ni<1的稳定型奥氏体耐热钢,如Cr16Ni25Mo6等,一般应在保证焊缝金属具有与母材化学成分大致相近的同时,增加焊缝金属中Mo、W、Mn等元素的含量,使得在保证焊缝金属热强性的同时,提高焊缝的抗裂性。如采用A502、A507。 5、对于在各种腐蚀介质中工作的耐蚀不锈钢,则应按介质和工作温度来选择焊条,并保证其耐腐蚀性能(做焊接接头的腐蚀性能试验)。 (1)对于工作温度在300℃以上、有较强腐蚀性的介质,须采用含有Ti或Nb稳定化元素或超低碳不锈钢焊条。如A137或A002等。 (2)对于含有稀硫酸或盐酸的介质,常选用含Mo或含Mo和Cu的不锈钢焊条如:A032、A052等。 (3)工作,腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的设备,方可采用不含Ti或Nb的不锈钢焊条。 为保证焊缝金属的耐应力腐蚀能力,采用超合金化的焊材,即焊缝金属中的耐蚀合金元素(Cr、Mo、Ni等)含量高于母材。如采用00Cr18Ni12Mo2类型的焊接材料(如A022)焊接00Cr19Ni10焊件。 6、对于在低温条件下工作的奥氏体不锈钢,应保证焊接接头在使用温度的低温冲击韧性,故采用纯奥氏体焊条。如A402、A407。 7、也可选用镍基合金焊条。如采用Mo达9%的镍基焊材焊接Mo6型超级奥氏体不锈钢。 8、焊条药皮类型的选择: (1)由于双相奥氏体钢焊缝金属本身含有一定量的铁素体,具有良好的塑性和韧性,从焊缝金属抗裂性角度进行比较,碱性药皮与钛钙型药皮焊条的差别不像碳钢焊条那样显著。因此在实际应用中,从焊接工艺性能方面着眼较多,大都采用药皮类型代号为17或16的焊条(如A102A、A102、A132等)。 (2)只有在结构刚性很大或焊缝金属抗裂性较差(如某些马氏体铬不锈钢、纯奥氏体组织的铬镍不锈钢等)时,才 考虑选用药皮代号为15的碱性药皮不锈钢焊条(如A107、A407等)。 综上所述,奥氏体不锈钢的焊接是有其独特特点的,奥氏体不锈钢的焊接时焊条选用尤其值得注意,只有这样才能达到针对不同材料实施不同的焊接方法和不同材料的焊条,不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。这样才有可能能达到所预期的焊接质量.。 奥氏体不锈钢的缺陷分析及防治措施(一)容易出现热裂纹奥氏体不锈钢在焊接时热裂纹是比较容易产生的缺陷,包括焊缝的纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等,特别是含镍量较高的奥氏体不锈钢更容易产生。 1. 产生原因(1)奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大,结晶时间较长,且单相奥氏体结晶方向性强,所以杂质偏析比较严重。(2)导热系数小,线膨胀系数大,焊接时会产生较大的焊接内应力(一般是焊缝和热影响区受拉应力)。(3)奥氏体不锈钢中的成分如C、S、P、Ni等,会在熔池中形成低熔点共晶。例如, S与Ni形成的Ni3S2熔点为645℃,而Ni- Ni3S2共晶体的熔点只有625℃。2. 防止措施(1)采用双相组织的焊缝 尽量使焊缝金属呈奥氏体和铁素体双相组织,铁素体的含量控制在3~5%以下,可扰乱奥氏体柱状晶的方向,细化晶粒。并且铁素体可以比奥氏体溶解更多的杂质,从而减少了低熔点共晶物在奥氏体晶界的偏析。(2)焊接工艺措施 在焊接工艺上尽量选用碱性药皮的优质焊条、采用小线能量,小电流、快速不摆动焊,收尾时尽量填满弧坑及采用氩弧焊打底等,可减小焊接应力和弧坑裂。(3)控制化学成分 严格限制焊缝中 S、P等杂质含量,以减少低熔点共晶。(二)晶间腐蚀产生在晶粒之间的腐蚀,其导致晶粒间的结合力丧失,强度几乎完全消失,当受到应力作用时,即会沿晶界断裂。1.产生原因根据贫铬理论,焊缝和热影响区在加热到450~850℃敏化温度(危险温度区)时,由于 Cr原子半径较大,扩散速度较小,过饱和的碳向奥氏体晶粒边界扩散,并与晶界的铬化合物在晶界形成Cr23C6,造成贫铬的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。 2. 防止措施(1)控制含碳量 采用低碳或超低碳(W(C)≤0.03%)不锈钢焊接焊材。如A002等。(2)添加稳定剂 在钢材和焊接材料中加入Ti、Nb等与C亲和力比Cr强的元素,能够与C结合成稳定碳化物,从而避免在奥氏体晶界造成贫铬。常用的不锈钢材和焊接材料都含有Ti、Nb,如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12MO2Ti钢材、E347-15焊条、H0Cr19Ni9Ti焊丝等。(3) 采用双向组织 由焊丝或焊条向焊缝中熔入一定量的铁素体形成元素,如 Cr、Si、AL、 MO等,以使焊缝形成为奥氏体+铁素体的双相组织,因为Cr在铁素体内扩散速度比在奥氏体中快,因此Cr在铁素体内较快的向晶界扩散,减轻了奥氏体晶界的贫铬现象。一般控制焊缝金属中铁素体含量为5%~10%,如铁素体过多,会使焊缝变脆。(4)快速冷却 因为奥氏体不锈钢不会产生淬硬现象,所以在焊接过程中,可以设法增加焊接接头的冷却速度,如焊件下面用铜垫板或直接浇水冷却。在焊接工艺上,可以采用小电流、大焊速、短弧、多道焊等措施,缩短焊接接头在危险温度区停留的时间,以免形成贫铬区。(5)进行固溶处理或均匀化热处理 焊后把焊接接头加热到1050~1100℃,使碳化物又重新溶解到奥氏体中,然后迅速冷却,形成稳定的单相奥氏体组织。另外,也可以进行850~900℃保温2h的均匀化热处理,此时奥氏体晶粒内部的Cr扩散到晶界,晶界处Cr量又重新达到了大于12%,这样就不会产生晶间腐蚀了。(三)应力腐蚀开裂金属在应力和腐蚀性介质共同作用下,发生的腐蚀破坏。根据不锈钢设备与制件的应力腐蚀断裂事例和试验研究,可以认为:在一定静拉伸应力和在一定温度条件下的特定电化学介质共同作用下,现有的不锈钢均有产生应力腐蚀的可能。应力腐蚀最大特点之一是腐蚀介质与材料的组合上有选择性。容易引起奥氏体不锈钢应力腐蚀主要是盐酸和氯化物含有氯离子的介质,还有硫酸、硝酸、氢氧化物(碱)、海水、水蒸气、H2S水溶液、浓NaHCO3+NH3+NaCl水溶液等介质等。1.产生原因 应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。 2.防止措施(1)合理制定成形加工和组装工艺 尽可能减小冷作变形度,避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕都会成为SCC的裂源,易造成腐蚀坑。 (2)合理选择焊材 焊缝与母材应有良好的匹配,不产生任何不良组织,如晶粒粗化及硬脆马氏体。(3)采取合适的焊接工艺 保证焊缝成形良好,不产生任何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平。例如,避免十字交叉焊缝,Y形坡口改为X形坡口、适当减小坡口角度、采用短焊焊道、采用小线能量。(4)消除应力处理 焊后热处理,如焊后完全退火或退火;在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。(5)生产管理措施 介质中杂质的控制,如液氨介质中的O2、N2、H2O等、液化石油气中的H2S、氯化物溶液中的O2、Fe3+、Cr6+等、防蚀处理:如涂层、衬里或阴极保护等、添加缓蚀剂。 (四)焊接接头的脆化 奥氏体不锈钢的焊缝在高温加热一段时间后,就会出现冲击韧度下降的现象,称为脆化。1.焊缝金属的低温脆化(475℃脆化)(1) 产生原因含有较多铁素体的相(超过15%~20%)的双相焊缝组织,经过350~500℃加热后,塑性和韧性会显著下降,由于475℃时脆化速度最快,故称为475℃脆化。对于奥氏体不锈钢焊接接头,耐蚀性或抗氧化性并不总是最为关键的性能,在低温使用时,焊缝金属的塑韧性就成为关键性能。为了满足低温韧性的要求,焊缝组织通常希望获得单一的奥氏体组织,避免δ铁素体的存在。δ铁素体的存在,总是恶化低温韧性,而且含量越多,这种脆化越严重。(2) 防治措施① 在保证焊缝金属抗裂性能和抗腐蚀性能的前提下,应将铁素体相控制在较低的水平,约5%左右。② 已产生475℃脆化的焊缝,可经900℃淬火消除。2.焊接接头的σ相脆化(1)产生原因奥氏体不锈钢焊接接头在375~875℃温度范围内长期使用,会产生一种FeCr间化合物,称为σ相。σ相硬而脆(HRC>68)。由于σ相析出的结果,使焊缝冲击韧度急剧下降,这种现象称为σ相脆化。σ相一般仅在双相组织焊缝内出现;当使用温度超过800~850℃时,在单相奥氏体焊缝中也会析出σ相。(2)防止措施①限制焊缝金属中的铁素体含量(小于15%);采用超合金化焊接材料,即高镍焊材,并严格控制Cr、Mo、Ti、Nb等元素的含量。②采用小规范,以减小焊缝金属在高温下的停留时间。③对已析出的σ相在条件允许时进行固溶处理,使σ相溶入奥氏体。④把焊接接头加热到1000~1050℃,然后快速冷却。σ相一般在1Cr18Ni9Ti钢中一般不产生。 3.熔合线脆断 (1)产生原因奥氏体不锈钢在高温下长期使用,在沿熔合线外几个晶粒的地方,会发生脆断现象。(2)防治措施在钢中加入 Mo能提高钢材抗高温脆断的能力。通过以上的分析,只有合理选择以上的焊接工艺措施或焊接材料都可以避免以上焊接缺陷的产生。奥氏体不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的焊接方法都可用于奥氏体不锈钢的焊接。在各种焊接方法中焊条电弧焊具有适应各种位置与不同板厚的优点、应用非常广泛。你可以根据以上的文章进行一下修改就可以了。
先进焊接技术论文二:电焊焊接技术浅析 摘要:近年来,随着我国市场焊接需求量的不断增长,国外电焊机械产品大量涌入我国机械市场,为我国电焊事业的发展提供了广阔的市场空间,也为电焊技术更新与优化奠定了扎实基础。本文就我国常见的集中电焊焊接技术进行分析,详细的阐述了其工作要点,以供同行参考。 关键词:电焊;电弧焊;焊接技术 在当今社会发展中,电焊焊接技术的应用非常的广泛,无论是在建筑工程项目中还是在工业生产当中,都极为常见,同时也它促使了各种不同类型和种类的电焊机具的优化和更新。基于这种社会背景下,做好电焊焊接技术研究深受社会各界人士重视,也是未来生产领域关注的核心内容。 一、电弧焊 电弧焊是现阶段社会发展中最受欢迎的焊接技术之一,它在当今社会发展中发挥着重要的作用和意义。电弧焊在应用中主要是利用弧焊机作为主要的焊接设备,通过其送出低压电流将焊条与燃烧片点燃融化,从而凝固在焊接目标位置。在目前的焊接工作中,常见的电弧焊工作要点包含以下几个方面。 1、电弧焊概念 所谓的电弧焊也被称之为焊条电弧焊,是当今工业中采用最多的焊接方法,它的应用原理在于通过电弧放电产生的热量将焊条以及焊接目标融化并且凝结成焊缝,从而获取牢固的焊接接头,以保证工程施工整体性。 2、电弧焊工作原理 在电弧焊工作的过程中,电弧焊的电弧是通过电源直接供给的,是在工业条件下以工业器件和焊条之间所产生的放电现象来进行控制的,它是通过气体电离子以及阴极电子发射束来加以管理的。在目前的工作中,焊条电弧焊主要是用于手工操作的焊接工作,是通过平焊、立焊为主进行焊接工作的。 3、电弧焊适用范围 在目前的工作中,电弧焊主要是用于能够人工操作的焊接工件,它在利用中包含了立焊、平焊以及昂焊等多种不同的工作方式。另外,这种焊接方式因为焊条电弧焊设备本身存在着轻便、搬运灵活的特点,因此在焊接的过程中可以广泛的应用在任何一种具备电源的焊接工作当中,且使用材料广、结构形状不受限制的优势。 4、电弧焊接的一般规定 首先,在焊接的过程中我们提前应当做好结构件等级、直径、形状以及接头形式分析,选择合理科学的焊条,从而保证焊接工作的正常开展,同时对于焊接工艺和焊接参数也要提前给予分析。其次,在焊接的过程中,引弧焊工作的开展应当在垫板、帮条以及焊缝部位进行控制,不得在工作中烧伤主筋,以避免结构产生变形;再次,在焊接的时候接地线与钢筋等金属结构必须要紧密的连接,以保证工作的安全进行。 5、电弧焊工艺选择中需要注意的事项 在当今的工程项目中,焊接工作如果选用电弧焊进行施工,那么在工作中我们必须要对以下内容严格控制,保证工作的顺利开展和进行。首先,触电事故,在电弧焊焊接的过程中因为焊接标准和焊接工艺的不同,因此在焊接工作中经常需要更换焊条和焊接电流、电压。在这个时候操作的时候要直接接触到电极与极板,因而容易引发触电事故。这种事故的产生主要原因在于劳动保护用品不合格、工作人员技术不标准、违章操作等,因此在工作中对于这几方面必须要提前给予重视和分析,以保证焊接工作的顺利进行。其次,火灾事故的预防,因为电弧焊在焊接的过程中会发生火花和电弧,甚至是引发空气温度的升高,在这种条件下,一旦产生易燃易爆物品,那么很有可能引发火灾事故。因此在焊接工作中我们必须要提前做好有关火灾预防和控制工作,保证工作的顺利开展和进行。 二、电阻焊焊接工艺分析 所谓的电阻焊主要指的是通过工件组合连接电源之后产生压力,并且利用电流通过接头触及到邻近区域的电阻,并且产生电阻热进而进行焊接的一种现代化焊接工艺。这种焊接技术在目前的工作中也较为常见,它在应用的过程中是利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态,使之形成金属结合的一种方法。 1、点焊 点焊是将焊件装配成搭接接头,并压紧在两柱状电极之间,利用电阻热熔化母材金属,形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用于薄板焊接。 点焊的工艺过程: 首先、预压,保证工件接触良好。 其次、通电,使焊接处形成熔核及塑性环。 再次、断电锻压,使熔核在压力继续作用下冷却结晶,形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点。 2、缝焊 缝焊(Seam Welding)的过程与点焊相似,只是以旋转的圆盘状滚轮电极代替柱状电极,将焊件装配成搭接或对接接头,并置于两滚轮电极之间,滚轮加压焊件并转动,连续或断续送电,形成一条连续焊缝的电阻焊方法。 缝焊主要用于焊接焊缝较为规则、要求密封的结构,板厚一般在3mm以下。 3、应用 随着航空航天 航空航天、电子、汽车、家用电器等工业的发展,电阻焊越加受到广泛的重视。对电阻焊的质量也提出了更高的要求。可喜的是,中国微电子技术的发展和大功率可控硅、整流器的开发,给电阻焊技术的提高提供了条件。中国已生产了性能优良的次级整流焊机。由集成电路和微型计算机构成的控制箱已用于新焊机的配套和老焊机的改造。恒流、动态电阻,热膨胀等先进的闭环监控技术已开始在生产中推广应用。 三、帮条焊与搭接焊 1、施焊前,钢筋的装配与定位,应符合下列要求。 (1)采用帮条焊时,两主筋端面之间的间隙应为2~5mm。 (2)采用搭接焊时,钢筋的顶弯和安装,应保证两钢筋的轴线在一直线上。 (3)帮他和主筋之间用四点定位焊固定;搭接焊时,用两点固定,定位焊缝应离帮条或搭接端部20mnn以上。 在现场预制构件安装条件下,节点处钢筋进行搭接焊时,若钢筋预弯确有困难,可不顶弯。 2、施焊时,引弧应在帮条或搭接钢筋的一端开始,收弧应在帮条或搭接钢筋端头上,弧坑应填满。多层施焊时,第一次焊缝应有足够的熔深,主焊缝与定位焊缝,特别是在定位焊缝的时段与终端,应融合良好。 四、电渣压力焊 焊接工艺过程包括引弧、稳弧、电渣和顶压等,施焊前,先将钢筋端部约120mm范围内的铁锈清除,将夹具夹牢在下部钢筋上,并将上部钢筋扶直夹牢与活动电极中,并在焊剂盒内装满焊药。采用手工电渣电压力焊时,可采用直接引弧法,先将上、下钢筋接触,接通焊接电源后,立即将上钢筋提升2~4mm,引燃电弧;然后,继续缓缓上提钢筋数毫米,使电弧稳定燃烧后,随着钢筋的熔化而渐渐下送,并转入电渣过程,待钢筋熔化达到一定程度后,在切断焊接电源的同时 ,迅速进行顶压,冷却1~3min后,即可打开焊剂盒,收回焊剂,卸下夹具,并敲掉熔渣。钢筋的上提和下送均应适当,防止断路或短路。 五、结束语 电焊工艺和技术在当今现代工程施工中应用极为广泛,各种焊接技术和施工工艺也在不断创新和发展。根据实际情况使用不同的电焊机具,能更加效率化、高质量化完成施工要求。 参考文献 [1] 孙光磊. SAFUREX双相不锈钢焊接技术[J]. 压力容器. 2009(10) [2] 赵虎. 310S耐热不锈钢的焊接性及焊接技术[J]. 干燥技术与设备. 2011(02) 看了“先进焊接技术论文”的人还看: 1. 电焊焊接技术论文 2. 材料焊接技术论文 3. 焊接专业技术论文 4. 焊接工艺技术论文 5. 手工焊接技术论文