14Cr1MoR-410S复合钢板的焊接工艺规程的制定.docx

1 绪 论目前，我国焊接技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在焊接基础理论及焊接工艺设计、焊接标准化、焊接制造技术及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国焊接件在寿命、使用性能、生产周期等方面与工业发达国家的焊接件相比差距相当大。1.1国内外焊接技术的现状和发展趋势1.1.1国内焊接技术的现状焊接技术作为制造业的传统基础工艺与技术，在工业中应用的历史并不长，但它的发展却是非常迅速的。在短短的几十年中焊接已在许多工业部门中为工业经济的发展作出了重要贡献，在各个重要的领域如航空航天、造船、汽车、桥梁、电子信息、海洋钻探、高层建筑金属结构中都广泛应用，使焊接成为一种重要制造技术和材料科学的一个重要专业学科，开创了连接技术的新篇章。随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段发展成为制造行业中一项生产尺寸精确的产品的生产手段。因此，保证焊接产品质量的稳定性和提高劳动生产率已成为焊接生产发展的急待解决的问题。在机械制造业中不少过去一直用整铸整锻方法生产的大型毛坯改成了焊接结构，这大大简化了生产工艺，降低了成本。许多尖端技术如宇航、核动力等如果不采用焊接结构，实际上是不可能实现的。焊接在整个工业中的地位还可以从这样一个事实来判断，即世界主要工业国家每年生产的焊接结构约占钢产量的45%左右，焊接结构之所以有如此迅速的发展是因为它具有一系列优点。（一）与铆接相比它可以节省大量金属材料，大约可减轻15-20%的金属材料，因为它不需要辅助材料，比如角钢、平板，更不需要铆钉，而且柳接件经过很长时间以后有可以会松动，影响质量，但焊接绝是不可能的，虽然只有一道焊缝，但它属于原子结核，所以能够充分的解决一切问题。其次焊接结构生产不需打孔，划线的工作量也比较少，因此比较省工、省时间，工作效率当然就要高多了。（二）与铸件相比焊接结构生产不需要制作木模和砂型，也不需要专门熔炼，浇铸，工序简单，生产周期短。这一点对于单件和小批量生产特别明显，换句话说，和铸件相比就是特别的节省时间也就是工作效率高，其次，焊接结构比铸件节省材料，一般情况下，它比铸钢轻20-30%以上，比铸铁件轻50-60%，这主要是因为焊接结构的截面可以按设计的需要来选取，不必象铸件那样因工艺的限制而加大尺寸。因为液体要想让它流动的好充分到位，就必须要有较大的空间，这势必会用到更多的金属材料。有些构件在某些特定的部位它的材质有特殊的强度要求，比如大型齿轮的轮缘部分必须要用高强度的耐磨优质合金钢，这样才能长时间的使用，保证它的质量，但这种钢材很贵，这就会大大的提高成本，所以其它部分为了节省材料可用一般钢材来制造，这样即提高了齿轮的使用性能，使它很结实耐磨，又节省了优质钢材降低了成本，这就用到了拼焊的方法，比如堆焊和摩擦焊，把工件分别加工后再拼接在一起，形成一个很完美的整体，可见这一点也是很有优势的。因为以上所介绍的这些焊接的优点，所以我们只要正确的认识和切实的掌握它，并能够合理的运用就能够获得高质量的构件，所以焊接是绝对不可替代的并值得努力发展的。1.1.2国内焊接技术的发展趋势现代焊接技术自诞生以来一直受到诸学科最新发展的直接影响与引导，众所周知受材料，信息学科新技术的影响，不仅导致了数十种焊接新工艺的问世，而且也使得焊接工艺操作正经历着手工焊到自动焊，自动化，智能化的过渡，这已成为公认的发展趋势。在今天焊接作为一种传统技术又面临着21世纪的挑战。一方面，材料作为21世纪的支柱已显示出几个方面的变化趋势，即从黑色金属向有色金属变化；从金属材料向非金属材料变化，从结构材料向功能材料变化，从多维材料向低维材料变化；从单一材料向复合材料变化，新材料连接必然要对焊接技术提出更高的要求。另一方面，先进制造技术的蓬勃发展，正从住处化，集成化，等几个方面对焊接技术的发展提出了越来越高的要求。突出“高”“新”以此来迎接21世纪新技术的挑战。20世纪中期焊接方法也有了突飞猛进的发展，随着科技的进一步发展，出现了新的高精密度热源电子束，等离子束、激光束等，使其精密度，温度都大大的高出了电弧焊。真空电子束焊可以一次焊接透200mm的金属，激光焊具有可以在大气中进行焊接的优点，由于聚焦后的光斑只有0.2-2mm，由于焊缝小，当然变形也就小多了，接头质量高。比如在航空发动机、汽车车身等重要领域里创造出了明显的经济和社会效益，完全复合高效，低耗、清洁、灵活生产的技术发展方向。新材料的出现对焊接技术提出了新的课题，成为焊接技术发展的重要推动力，许多新材料，如耐热合金，钛合金，陶瓷等的连接都提出了新的课题。特别是异种材料之间的连接，采用通常的焊接方法，已经无法完成，固态连接的优越性日益显现，扩散焊与磨擦焊已成为焊接界的热点，比如金属与陶瓷已经能够进行扩散连接这在以前是不可想象的，所以固态连接是21世纪将有重大发展的连接技术。通过前面的介绍我们已经知道焊接现在已从简单的构件连接方法和毛坏制造手段发展成为制造行业中一项基础工艺和生产尺寸精确的制成品的生产手段。因此，保证焊接产品质量的稳定性和提高劳动生产率已成为焊接生产发展亟待解决的问题。使得实现对焊接过程的自动控制、焊接工艺制造的自动化的需求越来越迫切。另外，计算机技术、控制理论、人工智能、电子技术及机器人技术的发展为焊接过程自动化提供了十分有利的技术基础，并已渗透到焊接各领域中，取得了很多成果，焊接过程自动化已成为焊接技术的生长点之一。从焊接技术发展来看，焊接自动化、机器人化以及智能化已成为趋势。1.1.3国外焊接的现状和发展趋势国外专家认为：“到2020年焊接仍将是制造业的重要加工工艺。它是一种精确、可靠、低成本，并且是采用高科技连接材料的方法。目前还没有其他方法能够比焊接更为广泛地应用于金属的连接，并对所焊的产品增加更大的附加值。” 世界钢及其它金属产量、品种的不断增长及其对制品质量、性能要求的日益提高，特别是随着我国的入世及世界制造加工基地向我国不断转移，作为工业缝纫和线（材料）的焊割机和焊丝、焊条的数量、质量和品位及其自动化生产水平，也将有很大提高。按每亿吨钢材需求25万台焊机，我国每年消耗钢材3亿吨（焊接结构约1.2亿吨），需要焊机约 75万台。不难预测，今后8-10年内它们将会继续保持持续高速发展。为适应国内外市场急速发展和激烈竞争的需求，焊接设备与制造业将以市场为目标，进行传统、通用产品的改造、产品结构的调整、质量认证和规范管理，组织化、规模化、专业化、自动化的批量生产；同时加强对现代焊接技术的研究开发，特别是发展高效、节能、高性能、优质和多丝高速焊接设备、重大装备及其数字化控制技术和新焊接材料，取代进口，争取出口。 1.2 复合钢板的特点及应用不锈复合钢板是由不锈钢覆层和碳钢或低合金钢基层经爆炸或轧制或爆炸轧制贴合而成的双金属板，这两种材料结合既保证了产品优良的使用性能，又大大节省了昂贵的不锈钢材料，是一种具有广阔应用前景的钢种。1.2.1 不锈复合钢板的焊接特点 不锈复合钢板是由化学成分和物理性能有很大差异、焊接性也有重大差异的两层钢板组合而成的，因而不可能用单一种焊接材料和焊接工艺进行焊接，而应将基层和覆层区别对待，基层的焊接采用与基层强度相匹配的焊条（或焊丝），其焊接工艺与相应的珠光体钢相同。根据对覆层不锈钢的性能要求，覆层焊缝金属的成分应当尽量与覆层钢板相同，同时要考虑两个问题：一是要考虑覆层不锈钢本身存在的焊接性问题，例如，在生产实践上常常防止焊缝出现热烈纹，不得不允许焊缝金属的成分稍稍偏离母材成分，以换取含有少量铁素体相的组织；二是要考虑基层对覆层焊缝的稀释作用，为了克服这一缺陷，合理的办法是在基层同覆层的结合面处设置一个过渡层，完成由基层到覆层的成分过渡。因此，不锈复合钢板焊接的关键问题在于处理好覆层与基层交界部位的焊接性，即过渡层的问题。过渡层的施焊同异种钢焊接没什么本质不同，为保证过渡层能完成化学成分由基层到覆层的过渡，很重要的是选择焊接材料和稳定工艺参数及保证熔合比。同时在考虑过渡层与覆层，基层的两个熔合区和焊接金属时，要使它们均达到对不锈复合钢板所要求的界面抗剪强度，所以过渡层易薄不易厚。而且还要防止由于覆层与基层金属之间的热特理性能（特别是膨胀系数）差别较大而引起在焊后冷却过程中或今后服役过程中因温差应力而开裂，应当保证过渡层具有优良的塑性和韧性，使它能够起到吸收和缓冲力对两金属交界面的有害作用，避免焊接接头产生裂纹。1.2.2 复合钢板的应用复合钢板广泛应用于石油、化工、电站,锅炉等行业,用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐、液化气罐、核能反应堆压力壳、锅炉汽包、液化石油气瓶、水电站高压水管、水轮涡壳等设备及构件。2 14Cr1MoR+410S复合钢板焊接工艺的初步制定2.1引言某石化炼油厂100万t/a延迟焦化装置的2台焦炭塔,其上段设计温度为450,下阶段为475,设计压力035MPa。塔体材质为14Cr1MoR,塔体上段采用了14Cr1MoR+410S复合钢板,塔体直径为8 600 mm,高为34 524 mm,金属总重230 000 kg。由于焦炭塔长期处于450高温及充焦和除焦的冷热疲劳作用下运行,在塔体的一些部位极易产生疲劳裂纹。因此对材料的选用和容器制造的质量要求十分严格,焊接试板除要进行焊接接头常温力学试验外,还要进行475的全焊缝金属及焊接接头的高温力学试验。由于焦炭塔的大直径、大重量,而且受道路运输条件的限制,只能采取在厂房内分段预制,现场分段吊装组焊的方法。因现场焊接与厂房预制的施工条件、焊接工艺等存在很大差异,为此,必须根据现场施工实际进行焊接工艺试验,确定合适的焊接工艺,并在施工中严格控制最后焊后热处理等工艺措施,进行严格的质量控制,确保焦炭塔的制造和现场组焊质量。2.2母材的焊接性分析14Cr1MoR是低合金珠光体耐热钢,供货状态为正火+回火。Cr、Mo元素的加入提高了钢的抗氧化性和高温强度。但是由于Cr、Mo同时是淬透性元素,增加了钢的淬硬性和冷裂倾向,使母材焊接性变差。所以,焊接这类钢主要解决2个方面的问题:(1)防止裂纹;(2)避免回火脆性。严格控制钢材和焊接材料的化学成分,尤其是引起脆性的元素(如S、P、As、Sb、Sn等),以及选择合适的回火参数,可以避免回火脆性。而控制焊接工艺,合理选用焊接材料,焊接时采取适当的干预热、焊后热处理以及控制焊接线能量等严格的工艺措施,可以有效地防止冷裂纹。410S是铁素体型不锈钢。这类钢耐酸能力强,而且有很好的抗氧化性,同时塑性也较高。铁素体不锈钢的主要问题是:在550820长期加热时,将析出相,相是金属间化合物FeCr,硬而脆。由于它的析出,将使钢变脆,并降低钢的耐蚀性。焊接14Cr1MoR+410S复合钢板时,因基层与复层的导热系数及线膨胀系数存在较大差异,焊接过程中会产生较大的内应力,因而在焊接及热处理多次热循环过程中,有可能造成复合层结合局部开裂。由于合金元素含量较少,在过渡层的焊接中,基层金属对过渡层焊缝的合金成分有稀释作用,影响接头的使用性能。因此应选择合适的过渡层和复层焊接材料并控制热处理工艺,使焊缝组织既能满足其力学性能要求,保证了复层耐蚀性能要求。2.3焊接工艺2.3.1焊接方法选择不锈复合钢板的焊接方法与焊接不锈钢和碳钢一样,可以采用焊条电弧焊、埋弧自动焊、CO2气体保护焊和惰性气体保护焊等方法。由于焦炭塔直径大,吨位重,制造时采用厂内预制和现场吊装组焊2个阶段完成焦炭塔的制造。厂内预制成2个筒节为一段,纵、环缝基层焊接均采取埋弧自动焊施焊,过渡层和覆层采用焊条电弧焊施焊。现场组焊的环缝焊接则由于受施工条件的制约全部采用焊条电弧焊进行。焊条电弧焊比较容易控制焊缝的熔合比,有利于过渡层的焊接。2.3.2坡口形式坡口形式有内坡口和外坡口2种,开成X形或K形坡口,使内外焊缝金属体积基本相当,有利于减小产品的焊接变形。在进行坡口加工时,将坡口两侧各10 mm的覆层刨去,厂内制造和现场组焊的坡口形式如图1所示。采用该坡口形式,在进行基层焊接时不会损伤覆层,有利于保证基层焊缝的焊接质量和控制过渡层的熔合比,防止基层对覆层焊缝金属的稀释。不锈钢复合板坡口加工在刨边机上进行。加工完的坡口应进行外观检查,不得有裂纹和分层,否则应进行修补。2.3.3焊接材料的选用复合钢板基层为14Cr1MoR,系低合金耐热钢,焊接材料选用与母材化学成分相近、强度级别相当的焊材,并严格控制焊材中的S、P等杂质含量,故焊条电弧焊选用R307B焊条,埋弧自动焊选用H1CrMo45A焊丝,配CHF603焊剂。过渡层及覆层焊接,为了避免焊接时由于基层熔化后对覆层不锈钢的稀释作用,以保证熔合区有足够的Cr、Ni含量,可选用Cr、Ni合金含量较高的奥氏体焊接材料(A307)或镍基焊条。但由于容器的工作温度为475,而A307焊条在工作温度高于425时塑性和韧性较差,不能满足使用要求。故选用镍基焊条Ni82,以减少碳钢对不锈钢合金成分的稀释作用和补充焊接过程中合金元素的烧损,该种焊条具有较好的抗氧化、气蚀、腐蚀性能,且高温时塑性和韧性很好,使接头具有良好的塑性和韧性。2.3.4焊接工艺参数厂内预制部分纵、环缝基层焊接均采用埋弧自动焊进行,过渡层和覆层采用焊条电弧焊施焊。现场组焊时,基层、过渡层和覆层焊缝均采用焊条电弧焊施焊。基层焊接时,应选择合适的焊接线能量,过大的线能量会引起热影响区过热,组织脆化,晶粒粗大,焊接残余应力增大,影响接头的使用性能;线能量过小,会使热影响区淬硬,也不利于氢的逸出,故也增加冷裂倾向,因此应按焊接工艺要求严格控制焊接线能量。埋弧自动焊线能量取J=2535kJ/cm,焊条电弧焊J=1525 kJ/cm可得到满意的焊接接头。过渡层焊接是关键技术,在保证焊透的情况下,为了减小合金元素的稀释,希望熔合比小一些,尽可能采用小的焊接电流、快焊速,焊条不允许做横向摆动, 覆层被熔化的宽度和深度尽量保持均匀一致。覆层焊接时应选用小的焊接线能量,避免不锈钢覆层在550820停留时间过长,而使不锈钢变脆,影响其耐蚀性能。焊接工艺参数见表1。表1 焊接工艺参数层次焊接方法焊接牌号焊材规格/mm预热温度/层间温度/电源极性焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/cmmin-1基层SHAWR307B4.0160200160250直流反接1501702527712基层SAWH11CrMo45A4.0160200160250直流反接50058028303545过渡层SMAWNi1823.2160160直流反接901102123811覆层SMAWNi1823.2160160直流反接9011021238112.3.5焊前预热耐热钢基层焊缝焊前进行预热的主要目的是防止焊接区产生淬硬组织和冷裂纹。一般对14Cr1MoR钢的预热温度控制在160200,焊接过程中层间温度应保持在160250,焊缝后面气刨清根前也应进行预热,加热宽度在坡口两侧各不小于130 mm范围内,预热采用覆带式电加热器进行。2.3.6焊后热处理焊后热处理分为中间消氢处理和最终热处理,基层焊后随即进行的现场热处理为中间消氢处理,其目的在于减少焊接接头的扩散氢含量。而最终热处理的目的不仅在于消除焊接残余应力和结构应力,更重要的是改善基层组织,提高基层接头的综合力学性能。但同时又要考虑让不锈钢覆层在敏化区间的时间短些,以减少碳化铬的析出和铁素体相转化为脆硬的相,尽量减少焊缝重复加热。焊后热处理程序如下:基层焊接完毕,立即采用覆带式电加热器对焊缝及其两侧各130 mm范围进行(350400)2 h消氢处理, 覆层焊接完毕,对焊缝进行各项检验合格后再进行最终热处理。焊后最终热处理曲线如图2所示。升降温时加热区内最大温差60,300以下为自由升降温。图2 最终热处理曲线2.4 14Cr1MoR+410S复合钢板焊接工艺指导书表2 焊接工艺指导书单位名称 焊接工艺指导书编号 037 日期 2008.04 焊接工艺评定报告编号 037 焊接方法 Ws/DS 机械化程度（手工、自动） 焊接接头：对接坡口形式V型衬垫（材料及规格）/ 其他/ 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺序）母材：类别号V 组别号V-1 与类别号V 组别号V-1 相焊及标准号 JB4730 钢 号14Cr1MoR+410S 与标准号 JB4730 钢号14Cr1MoR+410S 相焊厚度范围：母材：对接焊缝2731mm 角焊缝/ 管子直径、壁厚范围：对接焊缝角焊缝/ 焊缝金属厚度范围：对接焊缝 角焊缝/其他/ 焊接材料：层次基层覆层过渡层焊条型号R307BNi182Ni182规格（mm）4.03.23.2焊丝牌号H11CrMo45A /规格（mm4.0/焊剂型号CHF603/其他/耐蚀堆焊金属化学成分（）CSiMnPSCrNiMoVTiNb其他：焊接位置： 对接接头焊接位置：2G、5G焊 接 方 向：基层-过渡层-复层角接接头焊接位置：/ 预热：预热温度：160200 层间温度：160250 预热保持方式：电阻加热，持续控温后热、焊后热处理： 温度范围：680700 时间范围：2h 其他：升降温时加热区内最大温差60 3 14Cr1MoR+410S复合钢板焊接工艺评定3.1评定时焊接材料的选用复合钢板基层,焊条电弧焊选用R307B焊条及采用ZX7-400B逆变直流器焊机,埋弧自动焊选用H11CrMo45A焊丝,配CHF603焊剂。过渡层及覆层焊接,选用镍基焊条Ni182。焊材熔敷金属的化学成分见表3。3.2焊接方法及坡口形式基层焊接均采取埋弧自动焊施焊,过渡层和覆层采用焊条电弧焊施焊。坡口形式如图3所示。焊丝或焊条w(C)w(Mn)w(Si)w(P)w(S)w(Cr)w(Mo)w(Ni)w(Cu)w(As)w(Sb)w(Sn)w(Nb+Ta)H11CrMo45A0.060.840.230.0090.0071.200.460.150.190.00410.00090.005R307B0.050.540.310.0080.0061.200.450.120.120.0030.00070.001Ni1820.037.010.490.0100.00816.810.05067.400.0202.43 图3 复合钢板坡口形式3.3焊接工艺参数渡层和复层采用焊条电弧焊施焊。现场组焊时,基层、过渡层和覆层焊缝均采用焊条电弧焊施焊。基层焊接时,应选择合适的焊接线能量。埋弧自动焊线能量取J=2535 kJ/cm,焊条电弧焊J=1525 kJ/cm,可得到满意的焊接接头。过渡层焊接是关键技术,在保证焊透的情况下,为了减小合金元素的稀释,希望熔合比小一些,尽可能采用小的焊接电流、快焊速,焊条不允许横向摆动, 覆层被熔化的宽度和深度尽量保持均匀一致。覆层焊接时应选用小的焊接线能量,避免不锈钢复层在550820停留时间过长,而使不锈钢变脆,影响其耐蚀性能。焊接工艺参数见表4。层次焊接方法焊接牌号焊材规格/mm预热温度/层间温度/电源极性焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/cmmin-1基层SHAWR307B4.0160200160250直流反接1501702527712基层SAWH11CrMo45A4.0160200160250直流反接50058028303545过渡层SMAWNi1823.2160160直流反接901102123811覆层SMAWNi1823.2160160直流反接9011021238113.4焊前预热对14Cr1MoR钢的预热温度控制在160200,焊接过程中层间温度应保持在160250之间,焊缝后面气刨清根前也应进行预热,加热宽度在坡口两侧各不小于130mm,预热采用覆带式电加热器进行。3.5施焊工艺（1）焊工：由培训考试合格的焊工担任试板的焊接工作。（2）焊接程序：先焊基材，进行规定的质量检验项目合格后，再焊 接过渡层，最后焊接覆层。（3）基层焊接：焊接基层时，应严格采用短弧操作，其焊接不得触及和融化覆层母材，基层焊道表面应距复合界面1-1.5mm，焊道余高应1.0mm，否则应用砂轮进行修磨。（4）过渡层焊接：在保证熔合良好的前提下，要尽量减少基层金属的熔入量，采用直径3.2mm的焊条及较小线能量焊接。（5）过渡层及覆层焊接采用直焊道不摆动快速焊，覆层盖面时可作轻微摆动，摆动幅度2.5倍焊条直径。（6）层间温度的控制：严格控制过渡层、覆层焊接的层间温度100。(7）过渡层的控制：焊前将坡口打磨至离覆层表面5.0-6.0mm深，并用磨光机清除附着残留在覆层坡口面上的基层焊接飞溅和焊渣。过渡过层厚度2-3mm。3.6焊后热处理基层焊接完毕,立即采用覆带式电加热器对焊缝及其两侧各130mm范围进行（350400）2 h消氢处理, 覆层焊接完毕,对焊缝进行各项检验合格后再进行最终热处理。热处理曲线如图4所示。图4 最终热处理曲线焊后最终热处理工艺如下:恒温温度:69010;保温时间:125250min;升温速度:50120/h;降温速度:50150/h; 升降温时加热区内最大温差60,300以下为自由升降温3.7实验结果按有关焊接工艺评定标准和制造技术条件的要求进行了5项焊接工艺评定。按照制定的焊接工艺进行焊接试验,试件焊接完毕,焊缝外观检查合格,按JB4730标准进行无损检测,全部为级片,按热处理工艺进行6902 h焊后热处理,并进行了力学性能试验和475高温拉伸试验,各项力学性能指标均满足相关要求。3.7.1力学性能试验现以编号为B22+3-SVP-602-R的工艺评定为例,其焊接接头的力学性能试验结果分别见表5、表6、表7、表8。表5 拉伸实验结果 试样编号试样尺寸/mm极限载荷/KN抗拉强度/（N/mm2）a2/MPa延伸率/%断裂部位和特征试验温度/602-1（接头）25.025.3376595焊缝区常温602-2（全焊缝）d0=1045.057523.0常温3-03（全焊缝）4753704753-04（接头）4653504753-13（接头）4193104753-14（接头）415300475表6 弯曲实验结果试样编号试样类型弯心直径/mm弯曲角度/（）试验结果602-1侧弯40180合格602-2侧弯40180合格602-3侧弯40180合格602-4侧弯40180合格表7 冲击实验结果试样编号试样尺寸/mm缺口类型缺口位置试验温度/冲击功AKV/J602（1-3）101055V焊缝区0808066602（4-6）101055V母材0214173182602（7-9）101055V热影响区08713752602（10-12）101055V焊缝区30123116137602（13-15）101055V母材30201203204602（16-18）101055V热影响区30169256198表8 硬度实验结果试样号报告编号硬度值（HBS）合格值结论焊缝区热影响区母材602LH0305-68186179181200197217188197185225合格3.7.2焊缝金属化学成分焊缝金属化学成分见表9 %w(C)w(Mn)w(Si)w(P)w(S)w(Cr)w(Mo)w(Ni)w(Cu)w(As)w(Sb)w(Sn)0.0570.5060.2100.00650.00581.1990.4710.0550.0530.0050.0050.0053.7.3金相试验对焊接接头基层进行金相试验,其金相组织见图5。图5 焊接接头金相组织3.7.4实验结果分析将试验结果与设计规定的钢板的力学性能相比较可以看出,采用上述焊接工艺进行的复合钢板焊接工艺评定试验,其焊接接头的强度指标和塑性指标完全满足设计要求,焊接接头和全焊缝金属在475时的高温力学性能也满足设计要求。焊缝及热影响区的硬度值合格,焊缝金属的化学成分与母材的基本相当,Sn、Sb、As等杂质含量控制在要求的范围内。基层焊缝及热影响区的金相组织为铁素体珠光体+少量粒状贝氏体,晶粒细化,组织均匀,保证具有足够的塑性和韧性。说明选用的焊接材料及制定的焊接工艺和热处理工艺完全能满足焊接接头的性能要求。3.8 14Cr1MoR+410S复合钢板焊接工艺评定报告表10 焊接工艺评定报告单位名称： 焊接工艺评定报告编号：037 焊接工艺指导书编号：037 焊接方法：Ws/DS 机械化程度：（手工+自动）接头简图：（坡口形式、尺寸、衬垫、每种焊接方法或焊接工艺敷焊缝金属厚度）母材：材料标准：JB4730钢号：14Cr1MoR+410S 类、组别号：V-1与类、组别号：V-1相焊厚度：2730mm 直径： 其他：/ 焊后热处理：热处理温度（）：680700保温时间（h）：2h保护气体：气体种类混合比流量（Lmin）保护气体Ar / 812尾部保护气/ /背面保护气Ar1530 填充金属：焊材标准： 焊材牌号： 焊材规格： 焊缝金属厚度： 其他：/电特性：电流种类：直流 极性：反接 钨极尺寸：WCE20 2.5 焊接电流（A）：90110 电弧电压（V）：2123其他：/焊接位置：对接焊缝位置：水平固定方向（向上、向下）角焊缝位置：/ 方向（向上、向下）技术措施：焊接速度（cm/min）：811 摆动或不摆动：摆动 摆动参数：2.5倍焊条直径 多道焊或单道焊（每面）：多层 焊或单丝焊：单丝 其他：/ 预热：预热温度（）：160210层间温度（）：160250其他：/拉伸试验：合格试验报告编号：B22+3-SVP-602-R试样编号试样宽度（mm）试样厚度（mm）横截面积（mm2）断裂载荷（kN）抗拉强度（MPa）断裂部位和特征 602-1（接头25.025.325.025.3376595合格602-2（全焊缝）d0=10/45.0575合格3-03（全焊缝）/475合格3-04（接头）/465合格3-13（接头/419合格3-14（接头）/415合格弯曲试验：合格试验报告编号：B22+3-SVP-602-R试样编号试样类型试样厚度（mm）弯心直径（mm）弯曲角度（）试验结果602-1侧弯540180合格602-2侧弯540180合格602-3侧弯540180合格602-4侧弯540180合格冲击试验：合格试验报告编号：B22+3-SVP-602-R试样编号试样尺寸/mm缺口类型缺口位置试验温度（）冲击吸收功AKV/J602（1-3）101055V焊缝区0808066602（4-6）101055V母材0214173184602（7-9）101055V热影响08713752602（10-12）101055V焊缝区30123116137金相检验（角焊缝）：根部：（焊透、未焊透） 焊缝：（熔合、未熔合） 焊缝、热影响区：（有裂纹、无裂纹） 检验截面焊脚差（mm）（53）无损检验： 合格 RT：UT：MT： PT：其他耐蚀堆焊金属化学成分（重量）CMnSiPSCrNiMoCuAsSb0.0570.5060.2100.00650.00581.1990.0550.4710.0530.0050.005分析表面或取样开始至熔合线的距离（mm）：附加说明： 结论：本评定按JB47082000规定焊接试件、检验试样、测定性能，确认试验记录正确 评定结果：合格焊工姓名焊工代号施焊日期编制日期审核日期批准日期4 14Cr1MoR+410S复合钢板焊接工艺规程的制定通过对14Cr1MoR+410S复合钢板焊接工艺的初步制定及对此焊接工艺的评定，得出此焊接工艺还是能满足实际焊接需要及各方面的标准规定，在进行了大量验证工作之后，现进行了14Cr1MoR+410S复合钢板焊接工艺规程的制定，14Cr1MoR+410S复合钢板焊接工艺规程的制定可参见附表：焊接工艺卡。5 结语(1) 14Cr1MoR+410S复合钢板焊接,基层焊接埋弧自动焊选用焊丝,配焊剂;焊条电弧焊选用R307B焊条,严格控制焊接工艺及干预热、消氢处理等工艺措施,能获得满意的焊接接头,解决了耐热钢焊接易产生裂纹的问题。(2)焊接过渡层和覆层时,选用Ni182焊条,焊接线能量严格控制在1 525 J/cm,同时采用短弧焊、直线运条、窄焊道、多层多道焊接的操作方法,可避免覆层产生焊接裂纹。(3)采取适当的焊后热处理工艺,既能保证最大限度消除焊接残余应力、较好地改善焊缝组织性能,又能使高温停留时间尽量缩短,保证覆层焊缝的耐蚀性能及避免脆硬组织的出现。致谢时光如梭，岁月如云，三年的大学生活即将结束，而我也即将离开敬爱的老师和熟悉的同学，准备踏入那陌生而复杂的社会中去。在这毕业之际，作为一名工科院校的学生，应该努力把毕业设计做的尽量完善，从而提高自己的动脑和动手能力。由于本人能力有限，很多知识掌握的不是很牢固，因此在设计中难免要遇到很多难题，在有课程设计的基础及公永建老师的及时指导和同学的热心帮助下，克服了一个又一个的困难，使我的毕业设计日趋完善。这个过程虽然很辛苦，但是在设计中使我不断思考问题，研究问题，咨询问题，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同时也汲取了更完整的专业知识，锻炼了自己独立设计的能力，使我受益匪浅，我相信这些经验对我以后的工作一定有很大的帮助，而且也锻炼我的吃苦耐劳的精神，让我在这个竞争的社会里有立足之地。感谢母校河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩！感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的操作技能。最后，我非常庆幸在三年的学习、生活中认识了很