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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接的焊接性及焊接工艺研究 毕业设计.精品文档.毕业设计（论文）说明书 材料工程系 系 焊接技术及自动化 专业 毕业设计（论文）题目 Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接的焊接性及焊接工艺研究 学生姓名 学号 指导教师 职称 助教 2011 年 10 月 15 日目 录第一章、Q235钢的化学成分、基本性能、应用3第二章、0Cr18Ni9钢的化学成分、基本性能、应用3第三章、Q235钢与0Cr18Ni9钢的焊接性分析6第四章、Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接材料选用101、克服Q235钢对焊缝的稀释作用102、抑
2、制熔合区碳迁移过渡层的形成与发展103、抑制凝固过渡层的形成104、改善焊接接头的残余应力分布105、提高焊缝金属的抗热裂能力10第五章、Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接工艺要求10第六章、Q235钢与0Cr18Ni9钢复合钢板的焊接工艺13第七章、Q235钢与0Cr18Ni9钢防止结晶裂纹的措施20第八章、Q235钢与0Cr18Ni9钢焊后检验221、焊前检验232、焊接过程中的检验233、焊后成品的检验23（1）外观检验23（2）致密性检验23（3）受压容器的强度检验24（4）物理方法的检验24毕业设计总结25参考文献：26前 言钢是我们现代社会中不可缺少的一种材料，它可以看作一个国家工
3、业化水平的标志。钢的产量越高就代表这个国家的工业化水平越高。不锈钢是钢中非常重要的一种，由于不锈钢具有特殊的使用性能和力学性能，在现在的各行各业中已经被越来越多的使用。在不锈钢中奥氏体不锈钢又是其中非常重要的一种，在发达国家每年消耗的不锈钢中有70的是不锈钢，在我过也达到了65左右。因此开发和使用好奥氏体不锈钢对我过的工业话来说已经越来越重要了。Q235钢是一种普通碳素结构钢，具有冶炼容易，工艺性好，价廉的优点，而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求应用十分广泛。Q235钢与0Cr18Ni9钢都是生产和生活中常用的金属材料，尤其在制造锅炉、不锈钢贮藏罐、化学工业中的反应容器。
4、我们会将OCr18Ni19用在容器内部起到耐腐蚀的作用，将Q235钢作为外壳起到支撑、保护作用。将Q235钢与0Cr18Ni9钢用异种焊接的方法连接在一起会充分发挥这两种材料的优点能大大降低生产成本。这篇毕业设计中我会通过两种不同材料的分析来讨论Q235钢0Cr18Ni9钢的焊接性以及制定焊接工艺。由于本人所学的专业知识有限，在此次毕业设计中难免会存在错误和不妥之处请老师批评和指正。第一章、 Q235钢的化学成分、基本性能、应用Q235钢是一种普通碳素结构钢，这种钢容易冶炼，工艺性好，价格低廉。0Cr18Ni9是一种奥氏体不锈钢具有优良的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的可加工性，外观的精美性，以
5、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、交通车辆的装饰上是应用最广泛的不锈钢。Q235表示这种钢的屈服强度为235MP，Q235钢含碳量约为0.2%属于低碳钢，S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳量及热处理条件下，其塑性、韧性较低，加工成形后一般不进行热处理，大都在热轧状态下直接使用，通常轧制成板材、带材及各种型材主要用于工程结构(如桥梁、高压线塔、金属构件、建筑构架等)和制造受力不大的机器零件（如铆钉、螺钉、螺母、轴套、及某些农机零件等）。Q235钢的化学成分和力学性能如下表：表1-1第二章、0Cr18Ni9钢的化学成分、基本性能、应用全面的了解这
6、种金属我们首先就必须清楚这种材料的化成分其次我们还要清楚它的机械性能。化学成分如下：CSiMnPSNiCr0.081.002.000.0350.0308111820表2-1我们就先从化学成分方面来分析下这种材料：铬、镍两元素相配合组成铬镍不锈钢，是一种较好的不锈钢。在此种不锈钢中加入大量镍是为了得到单一的奥氏体组织，从而提高其耐蚀性和工艺性。在常温和低温下有很强的塑性和韧性，不具磁性，有较好的抗晶间腐蚀性能。铬是决定不锈钢抗腐蚀性能的主要元素，因为钢中含铬就能使不锈钢在氧化介质中产生钝化现象，即在表面形成一层很薄的膜，在这层膜内富集了铬。钢中含铬量愈高，抗腐蚀性能就愈强。此外，铬对钢的机械性能
7、和工艺性能都能起到很好的强化作用。 镍只有在它与铬配合时才能充分表现出来。镍是形成奥氏体的合金元素，当镍与铬配合使用时，即可使金相组织由单相的铁素体变为奥氏体和铁素体双相组织，经过热处理，可以提高强度，从而使其具有更强的不锈耐蚀性和良好的形变性能。杂质元素的影响：当含碳量介于0.1%0.3%之间时，在退火后，碳将以石墨状态在晶格间界上析出，破坏了晶粒间的结合力，强烈地降低镍的强度和塑性，使加工变形产生困难。另外碳与铬有很强的亲合力，能形成一系列碳化物。钢中的含碳量愈高，形成的碳化铬愈多，固溶体中含铬量就相对减少，钢的耐腐蚀性能就会降低。硫是有害的杂质，硫与镍形成Ni3S2化合物，Ni3S2与镍
8、在625形成低熔点共晶，分布在晶粒间界上，当热变形温度超过共晶熔点时，即沿晶粒间界开裂，产生所谓热脆现象。镍在常温时与硫生成的Ni3S2能引起冷脆。从上面的化学成分的分析我们可以分析出它的导热性很差，线膨胀系数很大，焊接变形也是比较大的。因而我们在焊接这种金属试件时如果在可能的情况下要采用较小的线能量快速的焊接完成。特殊的合金元素就决定了它有特殊的性能，它具有良好的耐腐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能，冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性，使用温度在-196-800。用途也很广泛主要应用在：1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器锅炉、压力容器、浴缸、汽车配件、医疗器械、建材、化学、食
9、品工业、船舶部件等地方。 在食品工业和化学工业用的由为广泛，在食品工业它可以做食品保鲜液体的贮罐，在化工行业它可以用来做反应容器，可以用来做换热容器，也可以用来做锅炉容器。可以说它的用途是非常广泛的，在未来的日子里应用也将越来越多。而在这之中用的尤为多的就是在低温压力容器制造行业，低温压力容器是工作时壁温在-20以下的压力容器。液化乙烯、液化天然气、液氮和液氢等的储存和运输用容器均属低温压力容器。对于低温压力容器首先要选用合适的材料，制造这类产品首先要考虑它是否具有良好的韧性，其次盛装这些介质需要材料具有很好的抗腐蚀能力。而0cr18ni9这两种性能都有，在低温下还具有很好的强度和机械性能，因
10、而它在这个行业应用很广泛。第三章、Q235钢与0Cr18Ni9钢的焊接性分析对于什么是焊接性，GB/T3375-94焊接术语中注明：“材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力”。它包括两方面的内容：其一是焊成的构件符合设计要求；其二是满足预定的使用条件，能够安全运行。根据讨论问题的着眼点不同，焊接性可分为：（1） 工艺焊接性（2） 使用焊接性影响焊接性的因素主要有以下几点：（1） 材料因素（2） 焊接方法（3） 构件类型（4） 使用要求金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系，所以不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性
11、。从上述分析可以看出，很难找出一项技术指标可以概括焊接性，只有通过综合多方面的因素才能分析焊接性问题。分析金属的焊接性我们在不要求做非常准确的情况下我们可以根据碳当量、材料的化学性能、材料的物理性能来判断，如果要求需要很准确的话我们可以通过焊接性试验来判定。下面我们分别用碳当量对Q235钢和0Cr18Ni9钢的焊接性进行初步判断。Q235钢的碳当量约为0.2%。（钢材的淬硬倾向很小，焊接性好，焊时不需要热处理）0cr18Ni9属于奥氏体不锈钢，这类钢有具有交高的变形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很低，所以总的来说焊接性还是不错的。但是由于热导率低，热膨胀系数大，局部加热时温度分布不均匀，收缩
12、量大等都将使接头在焊接过程中产生交大的内应力。在焊接的时候应该注意这方面的问题，焊接时尽量避免或减少这种受热不均显现的发生，焊接的速度也应该适当的快点。从上述对材料的研究得出：Q235碳钢（珠光体钢）与不锈钢（奥氏体钢0Cr18Ni9）可以焊接。不过，焊接时除了注意金属本身物理、化学性能对焊接性带来的影响外，还应注意两种金属成分与组织上的差异对接头性能的影响。两种母材自身的问题：Q235钢：冷裂纹、脆化等0Cr18Ni9钢：热裂纹等特殊问题：（1） 母材对焊缝的稀释，引起焊缝组织与性能的变化Q235钢母材的溶入，将稀释填充金属，引起其成分与组织的变化。（2） 形成凝固过渡层，在靠近Q235钢一
13、侧熔合线的焊缝金属中，会形成一层与内部焊缝金属成分不同的过渡层。过渡层中的高硬度马氏体组织会使脆性增加，塑性显著降低，形成低塑性带，从而降低了焊接结构的可靠性。（3） 形成碳迁移过渡层，在焊接或焊后加热（热处理或高温运行）时，碳从Q235钢一侧通过熔合区向焊缝扩散，在靠近熔合区的Q235钢上形成一个软化的脱碳层，而在靠近熔合区的0Cr18Ni9钢焊缝中形成硬度较高的增碳层。（4） 接头应力状态复杂，局部加热引起的热应力、两种钢的热膨胀系数不同引起的残余应力（热处理无法消除此应力）。上面我们已经从它的化学成分和物理性能对Q235钢和0Cr18Ni9钢的焊接性能进行了分析，但是根据这些判断出的焊接
14、性是不够准确的，我们需要准确的判断它的焊接性我们就必须通过焊接性试验来完成。焊接性的试验是很多的，我在这里就用斜Y型坡口焊接裂纹试验方法。板材的规格是Q235钢6150200mm、0Cr18Ni9钢6150200mm。焊接方法是手工电弧焊;焊材型号A132，规格3.2mm;坡口形式是斜Y型;焊接参数是电流：90-120A，电压20-24V，速度15-20cm/min。斜Y型坡口裂纹试验图如下：图3-1完的试件需要经过48H时效后再作裂纹的检测和解剖。裂纹可以分为表面裂纹、跟部裂纹、断面裂纹三种形式。首先用放大镜目测或莹光粉检查焊缝表面裂纹，然后用机械方法切开六个等长度横向试片，检查五个片面上的
15、裂纹情况。一般用裂纹率作为评定标准。根部裂纹率=LR/L100表面裂纹率=Lf/L100端面裂纹率=h/5H100试验焊缝的总长度是80mm而我们焊接裂纹的总长度通过试验测得为9.8mm试件的裂纹率小于20因此在实际生产中如果按要求来做的话是不会产生裂纹的，此种钢的焊接性能还是可以的。综上所述Q235钢和0Cr18Ni9钢具有较好的焊接性能的，在生产中按标准来做的话是应该可以生产出合格的产品，它的使用性能还是可以的。第四章、Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接材料选用Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接时，焊缝及熔合区的组织和性能主要取决于焊接材料。应根据母材的种类和工作条件选择填充金属，并可以归
16、纳为一下几点：1、 克服Q235钢对焊缝的稀释作用；2、 抑制熔合区碳迁移过渡层的形成与发展。3、 抑制凝固过渡层的形成。4、 改善焊接接头的残余应力分布，希望所选用的焊接填充金属的热膨胀系数与Q235钢相接近，使高温应力集中在0Cr18Ni9钢的一侧。5、 提高焊缝金属的抗热裂能力若奥氏体钢中的Cr/Ni大于1，焊缝应有约5%的铁素体。综上所述查熔焊原理一书821表得出焊接材料：焊条型号E31016 或 E31015。第五章、Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接工艺要求对0Cr18Ni9钢结构，多数情况下都有耐热和耐腐蚀的要求。因此，为了保证焊接接头的质量，需要解决的问题比较多，在编制工艺规程
17、时，必须考虑备料、装配、焊接各个环节对接头质量可能带来的影响。此外，0Cr18Ni9不锈钢本身也是编制焊接工艺时必须考虑的重要因素。第一节、焊前准备：为了保证焊接接头的耐蚀性，防止焊接缺陷，在焊前准备中对下列问题应予以特别注意。（1）下料方法的选择 0Cr18Ni9钢中的Cr含量比较高，用一般的氧乙炔火焰切割困难，可用机械切割、等离子弧切割或碳弧气刨等方法进行下料或坡口加工。机械切割最常用的有剪切、刨削等，一般只限于切割直线。剪切下料时，由于0Cr18Ni9钢韧性高，容易冷作硬化，所需剪切力比剪切相同厚度的低碳钢应大约三分之一。等离子弧切割的切割表面光滑、割缝窄，切割速度高，最大切割速度可达1
18、00mm/min，是切割奥氏体钢最理想的切割方法。电弧气刨具有设备简单，操作灵活等优点，特别适用于开孔、铲焊根、焊缝返修等场合。但若操作不当，很容易在切割表面引起“粘渣”或“粘碳”。直接影响钢的耐蚀性。（2）焊前清理 为了保证焊接质量，焊前应将坡口及两侧2030mm范围内的焊件表面清理干净。有油污，可用丙酮或酒精等有机溶剂擦拭，而不应用钢丝刷或砂布进行清理。对表面质量要求特别高的焊件，应在适当的范围内涂上白垩粉调制的糊浆，以防止飞溅金属损伤焊件表面。（3）表面保护 在搬运、坡口制备、装配及点焊过程中，应注意避免损伤钢材表面，以免使产品的耐蚀性能降低，如不允许用利器划伤钢材表面积随意到处打弧等。
19、第二节、焊接方法的选择：在异种钢焊接时，为了降低母材的稀释作用，应选用熔合比小的焊接方法。不同的焊接方法熔合比的变化是不同的。带极堆焊和非熔化极气体保护焊可以得到最小的熔合比。焊条电弧焊的熔合比也比较低，而且变化范围小，焊缝成分稳定，是异种钢接头中应用最多的焊接方法。熔合比的大小主要取决于电流值。埋弧焊时，电流进行严格的控制。在选用的电流恰当的条件下，可以得到与焊条电弧焊相同的熔合比，加之埋弧焊时较强烈的搅拌作用，过渡层的宽度可能更窄些。第三节、焊接参数的确定：为了降低熔合比，应尽量用小直径的焊条和焊丝，并选用小电流、大电压和快焊速。如果Q235钢有淬硬倾向，应适当进行预热。在焊接厚大件时，为
20、了防止因应力过高而在回火处理或使用过程中在熔合区出现开裂现象，可以在Q235钢的坡口表面堆焊过渡层。过渡层中应含有较多的强碳化物形成元素，具有较小的淬硬倾向，可用高铬镍奥氏体钢焊条或镍合金电焊条（Ni307）堆焊过渡层。过渡层一般为69mm。图5-1Y形坡口 对图5-2 带钝边的U形坡口于不同板厚焊接电流和焊条直径选择参数如下表：表5-1焊接厚度/mm焊条直径/mm焊接电流/A平焊立焊仰焊小于22.040704060405022.52.5508050705070353.27012070957090584.01301901301451301408125.0160210第六章、Q235钢与0Cr1
21、8Ni9钢复合钢板的焊接工艺复合钢板是指由不锈钢、镍基合金、铜基合金或钛板为复层，珠光体钢为基层，利用爆炸焊、复合轧制、堆焊等方法制成的双合金属板材，其中以珠光体钢与奥氏体不锈钢合成的不锈钢复合钢板最为常用。不锈钢复合板材主要用于石油、化工设备。如在压力容器用不锈钢复合钢板中，复层常用的钢材有0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2、00Cr18Ni5Mo3Si2等；基层常用的钢材有Q235A、Q235B、Q235C、20g、20R、16MnR、15CrMoR钢板和16Mn、20MnMo锻件。不锈钢
22、复合钢板中基层部分主要是为了满足结构强度与刚度的要求，复层主要是为了满足耐蚀性的要求。复层厚度一般为总厚度的10%20%，最小实用厚度为1.5mm。不锈钢复合钢板焊接时，为了保证复合钢板保持原有的综合性能，复层和基层必须分别进行焊接，其焊接材料的选择、焊接参数等应由复层和基层的材料决定。对基层与复层交界处的焊接，实际上属于异种钢的焊接，其性能主要取决于基层和复合层的物理性能、化学成分、接头形式、填充金属成分等。下图为Q235钢与0Cr18Ni9钢复合钢板的焊接接头：1基层 2复层 3基层焊缝4复层焊缝 5过渡层焊缝 图6-1根据复合钢板的材质、接头厚度、坡口尺寸及施焊条件等确定焊接工艺，通常选
23、用手工电弧焊、埋弧焊、氩弧焊、CO2气体保护焊等。目前常用氩弧焊焊接接复层，用埋弧焊或手工焊焊接基层。第一节、 焊接顺序 复层钢的焊接顺序为：先焊基层，再焊过渡层，最后焊复层，以保证焊接接头具有良好的耐蚀性。同时还应考虑过渡层的焊接特点，尽量减少复层一侧的焊接工作量。角接接头无论复层位于内侧或外侧，均先焊基层复层位于内侧时，在焊复层以前应从内角对基层焊根进行清根。复层位于外侧是，应对基层最后焊道进行修光。焊接复层时，可先焊过渡层，也可直接焊复层，这要根据复合钢板厚而定。为了防止第一道基层焊缝中熔入奥氏体钢，可预先将接头附近的复层金属加工掉一部分。过渡层高温下有碳扩散过程发生，在交界区形成了高硬
24、度的增碳带和低硬度的脱碳带，使过渡层形成了复杂的金相组织状态，造成复层钢板焊接困难。 焊接工艺要点 焊前正确装配，是关系到接头质量的关键。焊前装配应以复层为基准，防止错边量过大，影响复层的焊接质量。首先必须保证工件装配的间隙，一般对接接头约为1.52mm，保证不错边。错边量过大将直接影响过渡层和复层的焊接质量。筒体装配焊缝的允许值见下表：筒体件装配焊缝的错边量允许值：表6-1复层厚度/mm纵缝错边量/mm环缝错边量22.5小于或等于0.5小于或等于135小于或等于1小于或等于1.5装配式的点固焊在基层钢上进行，点焊焊缝不可产生裂纹和气孔，否则应铲去重焊。点焊所用的焊条及工艺参数与生产时用的相同
25、。严禁用碳钢或低合金钢焊接材料在高合金复层上施焊，并防止用错焊条，把过渡层焊条焊到复层上。用碳钢焊条在复层一侧施焊时，应对复层表面（坡口两侧各150mm范围）涂覆白垩粉保护，已经粘上的飞溅颗粒必须仔细清除掉。不锈钢复层不可有划伤或污染。要尽量减少焊缝的稀释，采用小直径焊条和窄焊道；自动焊时，采用摆动焊丝或多丝焊以减少熔合比，尽量采用直流正接。焊过渡层焊缝时，必须盖满基层焊缝，且要高出基层与复层交界线约1mm，焊缝成形要平滑，不可凸起，否则需要用手砂轮打磨掉。第二节、Q235钢与0Cr18Ni9钢复合板焊接的工艺参如下表表6-2焊缝层次焊条焊条直径/mm焊接电流/A焊接电压/V牌号型号基层123
26、J427E4315344120160190202426过渡层4A302E30916（E12316）413014020复层5A312E309Mo16（EE12313Mo216）414015020第三节、后热处理Q235钢与0Cr18Ni9钢复合板热处理时，在交界面上会产生碳元素从基层向复层的扩散，并随温度升高，保温时间增长而加剧。结果在基层一侧形成脱碳层，在不锈钢一侧形成增碳层，使其硬度增高，韧性下降。脱碳层一侧软化，强度降低。基层与复层的热膨胀系数相差很大，在焊接加热、冷却过程中，在钢板的厚度方向上会产生很大的残余应力。这种残余应力在复层的不锈钢表面上形成拉伸应力，成为设备使用过程中产生应力腐
27、蚀开裂等事故的原因，不可忽视。在不锈复合钢的焊接接头中，既不进行复层的固溶处理，一般也不进行消应力热处理。但是，在极厚的复合钢的焊接中，往往要求采取中间退火和消除应力热处理。消除焊接残余应力的热处理最好在基层焊完后进行，热处理后再焊过渡层和复层。如需整体热处理时，选择热处理温度时一考虑对复层耐蚀性的影响、过渡层组织不均匀性及异种钢物理性能的差异。热处理温度一般为450650（多数情况下是选择下限温度而延长保温时间）。0Cr18Ni9不锈钢具有良好的耐蚀性，但是焊接接头存在拉应力的情况下，容易引起应力腐蚀裂纹。因此必须设法使其表面残余拉应力减小。减小不锈复合钢表面残余应力的方法有如下几种。 退火
28、处理 可以减小不锈复合钢表面的残余应力，但是在不锈复合钢中，焊接接头的不锈钢一侧和碳钢一侧的物理化学和力学性能有很大差异，即奥氏体不锈钢的线膨胀系数比碳钢大得多，在退火后的冷却过程中会产生热应力，所以退火并不能达到完全消除不锈钢残余拉伸应力的预期效果。但在相当高的温度下退火时，由于焊缝金属在常温下的屈服应力降低，使不锈钢部分的残余拉伸应力有一定的降低。另外，退火可以消除基层部分的残余应力。 借助变形法消除应力 对于存在残余拉伸应力的焊接结构件，从外部施加拉伸变形（以弹性变形的大小为限），则存在残余拉伸应力的地方会引起塑性变形而使残余应力降低。从实际效果看，通过应用变形法达到减轻双层不锈复合钢容
29、器上不锈钢残余应力是可行的。 喷丸处理 采用喷丸处理双层复合钢的不锈钢部分，使材料表面造成残余压缩应力，从而防止应力腐蚀裂纹的产生。第七章、Q235钢与0Cr18Ni9钢的焊接缺陷Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接时0Cr18Ni9钢一侧比较容易出现焊接热裂纹，焊接热裂纹是焊接生产中比较常见的一种焊接缺陷，焊接结构常用钢或有色金属，在焊接中都有可能产生焊接裂纹。金属在产生焊接热裂纹的高温下，晶界强度低于晶粒强度，因而热裂纹具有沿晶界开裂的特征。热裂纹可分为结晶裂纹、高温液化裂纹等，其中结晶裂纹是最常见的一种裂纹。如图所示：图7-1结晶裂纹的特征与产生的原因：结晶裂纹又叫凝固裂纹，主要产生于焊缝
30、凝固过程中。当冷却到固相温度附近时，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足而不能及时填充，在应力作用下发生沿晶界开裂。结晶裂纹主要产生在含杂质（S、P、C、Si）偏高的碳钢、低合金钢以及单相奥氏体钢、镍基合金与某些铝合金焊缝中。一般沿焊缝树枝状晶的交界处发生和扩展。常见于焊缝中心沿焊缝长度扩展的纵向裂纹，有时也分布在两个树状晶粒之间，结晶裂纹表面无金属光泽，带有氧化颜色，焊缝表面的宏观裂纹中往往填满焊渣。结晶裂纹的上述特征，说明其形式温度是在焊缝金属凝固后期熔渣尚未凝固的高温阶段；裂纹沿晶界扩展表明，在此温度区间是焊缝金属中的薄弱环节。结晶裂纹产生的原因 焊缝金属在结晶后期出现开裂，原因来自于两
31、方面：焊缝金属在结晶后期抗裂能力下降和拉伸应变的形成。焊缝金属在整个凝固过程中可以划分为如下三个阶段：1、 液固阶段。温度低于液相温度，固相开始析出并逐渐增多的阶段。这个阶段的特点是液相多于固相，晶粒之间被液体所隔而未直接接触，液体可以在晶粒间自由流动。此时，即使有拉应力作用，流动的液体可以填满被拉开的缝隙，而不会产生开裂现象。2、 固液阶段。温度下降到略高于初始凝固温度，此时固相随晶粒增加与长大而相互接触并连为整体液体被固相隔开流动困难，少量剩余的液体（主要是低熔点组分）形成所谓“液态薄膜”。此时，即使有较小的拉应力作用，也会因变形全部集中在液态薄膜上而开裂，故这个阶段金属的塑性最低。3、
32、完全凝固阶段。整个熔池完全凝固而形成整体的寒风。此时受到的拉应力作用，变形由整个焊缝金属承担，而不再集中于晶界，有较高的抗裂能力，不会开裂。4、 综上所述，脆性温度区间是由于金属凝固后期出现了“液态薄膜”而形成的。此时，金属的塑性降低到最低值。脆性温度区间的上限低于合金的液相温度，下限略低于固相温度，结晶裂纹就产生于此温度范围。对具体合金来说，在脆性温度区间的抗裂能力，还因冶金因素有关。综上所述Q235钢与0Cr18Ni9钢结晶裂纹的产生是由于在焊缝凝固后期存在了液态薄膜，并受到拉应力作用的结果。第八章、Q235钢与0Cr18Ni9钢防止结晶裂纹的措施防止Q235钢与0Cr18Ni9钢结晶裂纹
33、主要从冶金和工艺两个方面着手，其中冶金措施更为重要。1、防止结晶裂纹的冶金措施控制焊缝中硫、磷、碳等有害元素的含量。硫、磷、碳等元素主要来源于母材与焊接材料，因此首先要杜绝其来源。具体的措施是：第一，对焊接结构用钢的化学成分在国家或行业标准中都做了严格的规定，如锅炉及压力容器用钢一般规定S、P含量不超过0.035%，强度级别较高的调质钢则要求更严；为了保证焊缝中有害元素低于母材，对焊丝用钢、焊条药皮、焊机原材料中的碳、硫、磷含量也做了更严格的规定，如焊丝中的碳、硫、磷含量均低于同牌号的母材。对熔池进行变质处理。通过变质处理细化晶粒，不仅可以提高焊缝金属的力学性能，还可以提高抗结晶裂纹能力。调整
34、熔渣的碱度。实验证明，焊接熔渣的碱度越高，熔池中脱硫、脱氧越完全，其中杂质越少，从而不易形成低熔点化合物，可以显著降低焊缝金属的结晶裂纹倾向。因此，在焊接较重要的产品时，应选用碱性焊条或焊剂。2、防止结晶裂纹的工艺措施 在产品一定的条件下，工艺措施不仅可调节冷却速度而影响变形率，而且通过缝成形数的变化也能影响焊缝的化学成分和偏析情况。调整焊接参数以得到抗裂纹能力较强的焊缝成形系数。调整冷却速度。冷却速度越高，变形增长率越大，结晶裂纹倾向也越大。降低冷却速度可通过调整焊接参数或预热来实现。用增加线能量来降低冷却速度的效果是有限的，采用预热则效果明显。但要注意，结晶裂纹形成于固相线附近的高温，需用
35、较高的预热温度才能降低高温的冷却速度。高温预热成本高，恶化劳动条件，有时还会影响接头金属的性能，应用时要全面权衡利弊。在生产中，只在焊接一些对结晶裂纹非常敏感的材料中，才用预热来防止结晶裂纹。调整焊接顺序，降低拘束应力。接头刚性越大，焊缝金属冷却收缩时受到的拘束应力也越大。在产品尺寸一定的时，合理安排焊接顺序，对降低接头的刚度、减小内变形有明显的效果，从而可以有效防止结晶裂纹。如下图所示：钢板拼接顺序图8-1 目前，结晶裂纹的形成与扩展规律已基本被人们掌握，并在钢种设计、冶炼与焊接材料设计制造中采取了必要的措施。因此在焊接低碳钢和低合金可焊钢种时，只要做到选材正确、工艺合理和检验合格，结晶裂纹
36、时完全可以避免的。第九章、Q235钢与0Cr18Ni9钢焊后检验Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接检验内容包括从图纸设计到产品制出整个生产过程中所使用的材料、工具、设备、工艺过程和成品质量的检验，分为三个阶段：焊前检验、焊接过程中的检验、焊后成品的检验。检验方法根据对产品是否造成损伤可分为破坏性检验和无损探伤两类。1、焊前检验焊前检验包括原材料（如母材、焊条、焊剂等）的检验、焊接结构设计的检查等。2、焊接过程中的检验包括焊接工艺规范的检验、焊缝尺寸的检查、夹具情况和结构装配质量的检查等。3、焊后成品的检验焊后成品检验的方法很多，常用的有以下几种：（1）外观检验焊接接头的外观检验是一种手续简便而
37、又应用广泛的检验方法，是成品检验的一个重要内容，主要是发现焊缝表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通过肉眼观察，借助标准样板、量规和放大镜等工具进行检验。若焊缝表面出现缺陷，焊缝内部便有存在缺陷的可能。 （2）致密性检验Q235钢与0Cr18Ni9钢复合钢常用来制作锅炉和耐化学性腐蚀的容器因此致密性检验就尤为重要。贮存液体或气体的焊接容器，其焊缝的不致密缺陷，如贯穿性的裂纹、气孔、夹渣、未焊透和疏松组织等，可用致密性试验来发现。致密性检验方法有：煤油试验、载水试验、水冲试验等。（3）受压容器的强度检验受压容器，除进行密封性试验外，还要进行强度试验。常见有水压试验和气压试验两种。它们都能检验在压力下工
38、作的容器和管道的焊缝致密性。气压试验比水压试验更为灵敏和迅速，同时试验后的产品不用排水处理，对于排水困难的产品尤为适用。但试验的危险性比水压试验大。进行试验时，必须遵守相应的安全技术措施，以防试验过程中发生事故。(4)物理方法的检验物理的检验方法是利用一些物理现象进行测定或检验的方法。材料或工件内部缺陷情况的检查，一般都是采用无损探伤的方法。目前的无损探伤有超声波探伤、射线探伤、渗透探伤、磁力探伤等。毕业设计总结两周的毕业设计结束了，在这两周中我学到了很多的东西。如怎样利用图书馆的资料和网络上的知识来弥补自己知识方面的不足同时培养了我的耐性使我能比较好的完成一项复杂的工作。作为我这个课题的结论
39、就是Q235钢与0Gr18Ni9钢的焊接性在制定严格的焊接工艺其焊接性还是很好的，这种不锈钢复合材料无论在钢结构行业还是在化工设备行业都越来越多的被大家使用。这种复合不锈钢具有良好的低温和高温性能，焊接性比较好，但是这种钢的晶界腐蚀比较严重，所以解决晶界腐蚀已经成为现在研究的一个方向。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1981.82、熔焊原理 英若采 北京：机械工业出版社，2009年123、钢制压力容器焊接工艺规程（JB/T4708-2000）；4、金属学与热处理 北京： 机械工业出版社，1997年6月5、实用五金手册 陈增强 黎桂英 广东科技出版社
40、 6、承压设备无损检测（JB/T4730.16-2005）7、金属材料 室温拉伸试验方法（GB/T228-2002）8、金属材料 弯曲试验方法（GB/T232-1999）9、金属工艺学丁德全 北京：机械工业出版社，2008年4月10、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参考书。毕业设计（论文）任务书 材料工程系 系 焊接技术及自动化 专业学生姓名 关小强 学号 09731-13 一、毕业设计（论文）题目 Q235钢与OCr18Ni9钢的焊接性及焊接工艺研究 .二、毕业设计（论文）时间 2011 年09 月 15 日至 2011 年 10 月15 日三、毕
41、业设计（论文）地点： 四、毕业设计（论文）的内容要求：1.Q235钢的化学成分、基本性能、应用.2.0Cr18Ni9钢的化学成分、基本性能、应用.3.Q235钢与0Cr18Ni9钢的焊接性分析.4.Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接材料选用.5.Q235钢与0Cr18Ni9钢焊接工艺要求.6.Q235钢与0Cr18Ni9钢复合钢板的焊接工艺.7.Q235钢与0Cr18Ni9钢防止结晶裂纹的措施.8.Q235钢与0Cr18Ni9钢焊后检验.指导教师 2011 年10 月15 日批 准 年 月 日毕业设计（论文）评定表姓名关小强学号09731-13专业焊接技术及自动化毕业设计（论文）题目Q235钢与OCr18Ni9钢的焊接性及焊接工艺研究评阅意见评阅教师： 年 月 日答辩组成员答辩时间2011.10.15答辩地点本人陈述 本论文阐述的是Q235钢0Cr18Ni9钢的焊接性以及焊接工艺的制定。答辩过程要点答辩组提问回答问题情况1. 影响Q235钢和0Cr18Ni9钢焊接性的因素有哪几点？2. 防止结晶裂纹的工艺措施？良好 答辩组评语成绩答辩委员会主任签字年 月 日