1、畢業設計（論文）說明書 材料工程系 系 焊接技術及自動化 專業 畢業設計（論文）題目 Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊接的焊接性及焊接工藝研究 學生姓名 學號 指導教師 職稱 助教 2011 年 10 月 15 日目 錄第一章、Q235鋼的化學成分、基本性能、應用3第二章、0Cr18Ni9鋼的化學成分、基本性能、應用3第三章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼的焊接性分析6第四章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊接材料選用101、克服Q235鋼對焊縫的稀釋作用102、抑制熔合區碳遷移過渡層的形成與發展103、抑制凝固過渡層的形成104、改善焊接接頭的殘余應力分布105、提高焊縫金屬的抗熱裂能力10

2、第五章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊接工藝要求10第六章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼復合鋼板的焊接工藝13第七章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼防止結晶裂紋的措施20第八章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊后檢驗221、焊前檢驗232、焊接過程中的檢驗233、焊后成品的檢驗23（1）外觀檢驗23（2）致密性檢驗23（3）受壓容器的強度檢驗24（4）物理方法的檢驗24畢業設計總結25參考文獻：26前 言鋼是我們現代社會中不可缺少的一種材料，它可以看作一個國家工業化水平的標志。鋼的產量越高就代表這個國家的工業化水平越高。不銹鋼是鋼中非常重要的一種，由于不銹鋼具有特殊的使用性能和力學性能，在

3、現在的各行各業中已經被越來越多的使用。在不銹鋼中奧氏體不銹鋼又是其中非常重要的一種，在發達國家每年消耗的不銹鋼中有70的是不銹鋼，在我過也達到了65左右。因此開發和使用好奧氏體不銹鋼對我過的工業話來說已經越來越重要了。Q235鋼是一種普通碳素結構鋼，具有冶煉容易，工藝性好，價廉的優點，而且在力學性能上也能滿足一般工程結構及普通機器零件的要求應用十分廣泛。Q235鋼與0Cr18Ni9鋼都是生產和生活中常用的金屬材料，尤其在制造鍋爐、不銹鋼貯藏罐、化學工業中的反應容器。我們會將OCr18Ni19用在容器內部起到耐腐蝕的作用，將Q235鋼作為外殼起到支撐、保護作用。將Q235鋼與0Cr18Ni9鋼用

4、異種焊接的方法連接在一起會充分發揮這兩種材料的優點能大大降低生產成本。這篇畢業設計中我會通過兩種不同材料的分析來討論Q235鋼0Cr18Ni9鋼的焊接性以及制定焊接工藝。由于本人所學的專業知識有限，在此次畢業設計中難免會存在錯誤和不妥之處請老師批評和指正。第一章、 Q235鋼的化學成分、基本性能、應用Q235鋼是一種普通碳素結構鋼，這種鋼容易冶煉，工藝性好，價格低廉。0Cr18Ni9是一種奧氏體不銹鋼具有優良的耐蝕性、耐磨性、強韌性和良好的可加工性，外觀的精美性，以及無毒無害性，廣泛地應用與宇航、海洋、軍工、化工、能源等方面，以及日用家具、建筑裝潢、交通車輛的裝飾上是應用最廣泛的不銹鋼。Q23

5、5表示這種鋼的屈服強度為235MP，Q235鋼含碳量約為0.2%屬于低碳鋼，S、P和非金屬夾雜物較多在相同含碳量及熱處理條件下，其塑性、韌性較低，加工成形后一般不進行熱處理，大都在熱軋狀態下直接使用，通常軋制成板材、帶材及各種型材主要用于工程結構(如橋梁、高壓線塔、金屬構件、建筑構架等)和制造受力不大的機器零件（如鉚釘、螺釘、螺母、軸套、及某些農機零件等）。Q235鋼的化學成分和力學性能如下表：表1-1第二章、0Cr18Ni9鋼的化學成分、基本性能、應用全面的了解這種金屬我們首先就必須清楚這種材料的化成分其次我們還要清楚它的機械性能。化學成分如下：CSiMnPSNiCr0.081.002.00

6、0.0350.0308111820表2-1我們就先從化學成分方面來分析下這種材料：鉻、鎳兩元素相配合組成鉻鎳不銹鋼，是一種較好的不銹鋼。在此種不銹鋼中加入大量鎳是為了得到單一的奧氏體組織，從而提高其耐蝕性和工藝性。在常溫和低溫下有很強的塑性和韌性，不具磁性，有較好的抗晶間腐蝕性能。鉻是決定不銹鋼抗腐蝕性能的主要元素，因為鋼中含鉻就能使不銹鋼在氧化介質中產生鈍化現象，即在表面形成一層很薄的膜，在這層膜內富集了鉻。鋼中含鉻量愈高，抗腐蝕性能就愈強。此外，鉻對鋼的機械性能和工藝性能都能起到很好的強化作用。 鎳只有在它與鉻配合時才能充分表現出來。鎳是形成奧氏體的合金元素，當鎳與鉻配合使用時，即可使金相

7、組織由單相的鐵素體變為奧氏體和鐵素體雙相組織，經過熱處理，可以提高強度，從而使其具有更強的不銹耐蝕性和良好的形變性能。雜質元素的影響：當含碳量介于0.1%0.3%之間時，在退火后，碳將以石墨狀態在晶格間界上析出，破壞了晶粒間的結合力，強烈地降低鎳的強度和塑性，使加工變形產生困難。另外碳與鉻有很強的親合力，能形成一系列碳化物。鋼中的含碳量愈高，形成的碳化鉻愈多，固溶體中含鉻量就相對減少，鋼的耐腐蝕性能就會降低。硫是有害的雜質，硫與鎳形成Ni3S2化合物，Ni3S2與鎳在625形成低熔點共晶，分布在晶粒間界上，當熱變形溫度超過共晶熔點時，即沿晶粒間界開裂，產生所謂"熱脆"現象。

8、鎳在常溫時與硫生成的Ni3S2能引起冷脆。從上面的化學成分的分析我們可以分析出它的導熱性很差，線膨脹系數很大，焊接變形也是比較大的。因而我們在焊接這種金屬試件時如果在可能的情況下要采用較小的線能量快速的焊接完成。特殊的合金元素就決定了它有特殊的性能，它具有良好的耐腐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械性能，沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現象，無磁性，使用溫度在-196-800。用途也很廣泛主要應用在：1、2類餐具、櫥柜、室內管線、熱水器鍋爐、壓力容器、浴缸、汽車配件、醫療器械、建材、化學、食品工業、船舶部件等地方。 在食品工業和化學工業用的由為廣泛，在食品工業它可以做食品保鮮液體的貯罐，在化工行

9、業它可以用來做反應容器，可以用來做換熱容器，也可以用來做鍋爐容器。可以說它的用途是非常廣泛的，在未來的日子里應用也將越來越多。而在這之中用的尤為多的就是在低溫壓力容器制造行業，低溫壓力容器是工作時壁溫在-20以下的壓力容器。液化乙烯、液化天然氣、液氮和液氫等的儲存和運輸用容器均屬低溫壓力容器。對于低溫壓力容器首先要選用合適的材料，制造這類產品首先要考慮它是否具有良好的韌性，其次盛裝這些介質需要材料具有很好的抗腐蝕能力。而0cr18ni9這兩種性能都有，在低溫下還具有很好的強度和機械性能，因而它在這個行業應用很廣泛。第三章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼的焊接性分析對于什么是焊接性，GB/T33

10、75-94焊接術語中注明：“材料在限定的施工條件下，焊接成按規定設計要求的構件，并滿足預定服役要求的能力”。它包括兩方面的內容：其一是焊成的構件符合設計要求；其二是滿足預定的使用條件，能夠安全運行。根據討論問題的著眼點不同，焊接性可分為：（1） 工藝焊接性（2） 使用焊接性影響焊接性的因素主要有以下幾點：（1） 材料因素（2） 焊接方法（3） 構件類型（4） 使用要求金屬的焊接性與材料成分、焊接方法、構件類型、使用要求都有密切的關系，所以不應脫離這些因素而單純的從材料本身的性能來評價焊接性。從上述分析可以看出，很難找出一項技術指標可以概括焊接性，只有通過綜合多方面的因素才能分析焊接性問題。分析

11、金屬的焊接性我們在不要求做非常準確的情況下我們可以根據碳當量、材料的化學性能、材料的物理性能來判斷，如果要求需要很準確的話我們可以通過焊接性試驗來判定。下面我們分別用碳當量對Q235鋼和0Cr18Ni9鋼的焊接性進行初步判斷。Q235鋼的碳當量約為0.2%。（鋼材的淬硬傾向很小，焊接性好，焊時不需要熱處理）0cr18Ni9屬于奧氏體不銹鋼，這類鋼有具有交高的變形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很低，所以總的來說焊接性還是不錯的。但是由于熱導率低，熱膨脹系數大，局部加熱時溫度分布不均勻，收縮量大等都將使接頭在焊接過程中產生交大的內應力。在焊接的時候應該注意這方面的問題，焊接時盡量避免或減少這種受

12、熱不均顯現的發生，焊接的速度也應該適當的快點。從上述對材料的研究得出：Q235碳鋼（珠光體鋼）與不銹鋼（奧氏體鋼0Cr18Ni9）可以焊接。不過，焊接時除了注意金屬本身物理、化學性能對焊接性帶來的影響外，還應注意兩種金屬成分與組織上的差異對接頭性能的影響。兩種母材自身的問題：Q235鋼：冷裂紋、脆化等0Cr18Ni9鋼：熱裂紋等特殊問題：（1） 母材對焊縫的稀釋，引起焊縫組織與性能的變化Q235鋼母材的溶入，將稀釋填充金屬，引起其成分與組織的變化。（2） 形成凝固過渡層，在靠近Q235鋼一側熔合線的焊縫金屬中，會形成一層與內部焊縫金屬成分不同的過渡層。過渡層中的高硬度馬氏體組織會使脆性增加，塑

13、性顯著降低，形成低塑性帶，從而降低了焊接結構的可靠性。（3） 形成碳遷移過渡層，在焊接或焊后加熱（熱處理或高溫運行）時，碳從Q235鋼一側通過熔合區向焊縫擴散，在靠近熔合區的Q235鋼上形成一個軟化的脫碳層，而在靠近熔合區的0Cr18Ni9鋼焊縫中形成硬度較高的增碳層。（4） 接頭應力狀態復雜，局部加熱引起的熱應力、兩種鋼的熱膨脹系數不同引起的殘余應力（熱處理無法消除此應力）。上面我們已經從它的化學成分和物理性能對Q235鋼和0Cr18Ni9鋼的焊接性能進行了分析，但是根據這些判斷出的焊接性是不夠準確的，我們需要準確的判斷它的焊接性我們就必須通過焊接性試驗來完成。焊接性的試驗是很多的，我在這里

14、就用斜Y型坡口焊接裂紋試驗方法。板材的規格是Q235鋼6×150×200mm、0Cr18Ni9鋼6×150×200mm。焊接方法是手工電弧焊;焊材型號A132，規格¢3.2mm;坡口形式是斜Y型;焊接參數是電流：90-120A，電壓20-24V，速度15-20cm/min。斜Y型坡口裂紋試驗圖如下：圖3-1完的試件需要經過48H時效后再作裂紋的檢測和解剖。裂紋可以分為表面裂紋、跟部裂紋、斷面裂紋三種形式。首先用放大鏡目測或瑩光粉檢查焊縫表面裂紋，然后用機械方法切開六個等長度橫向試片，檢查五個片面上的裂紋情況。一般用裂紋率作為評定標準。根部裂紋率

15、=LR/L×100表面裂紋率=Lf/L×100端面裂紋率=h/5H×100試驗焊縫的總長度是80mm而我們焊接裂紋的總長度通過試驗測得為9.8mm試件的裂紋率小于20因此在實際生產中如果按要求來做的話是不會產生裂紋的，此種鋼的焊接性能還是可以的。綜上所述Q235鋼和0Cr18Ni9鋼具有較好的焊接性能的，在生產中按標準來做的話是應該可以生產出合格的產品，它的使用性能還是可以的。第四章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊接材料選用Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊接時，焊縫及熔合區的組織和性能主要取決于焊接材料。應根據母材的種類和工作條件選擇填充金屬，并可以歸納為一下幾

16、點：1、 克服Q235鋼對焊縫的稀釋作用；2、 抑制熔合區碳遷移過渡層的形成與發展。3、 抑制凝固過渡層的形成。4、 改善焊接接頭的殘余應力分布，希望所選用的焊接填充金屬的熱膨脹系數與Q235鋼相接近，使高溫應力集中在0Cr18Ni9鋼的一側。5、 提高焊縫金屬的抗熱裂能力若奧氏體鋼中的Cr/Ni大于1，焊縫應有約5%的鐵素體。綜上所述查熔焊原理一書821表得出焊接材料：焊條型號E31016 或 E31015。第五章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊接工藝要求對0Cr18Ni9鋼結構，多數情況下都有耐熱和耐腐蝕的要求。因此，為了保證焊接接頭的質量，需要解決的問題比較多，在編制工藝規程時，必須考

17、慮備料、裝配、焊接各個環節對接頭質量可能帶來的影響。此外，0Cr18Ni9不銹鋼本身也是編制焊接工藝時必須考慮的重要因素。第一節、焊前準備：為了保證焊接接頭的耐蝕性，防止焊接缺陷，在焊前準備中對下列問題應予以特別注意。（1）下料方法的選擇 0Cr18Ni9鋼中的Cr含量比較高，用一般的氧乙炔火焰切割困難，可用機械切割、等離子弧切割或碳弧氣刨等方法進行下料或坡口加工。機械切割最常用的有剪切、刨削等，一般只限于切割直線。剪切下料時，由于0Cr18Ni9鋼韌性高，容易冷作硬化，所需剪切力比剪切相同厚度的低碳鋼應大約三分之一。等離子弧切割的切割表面光滑、割縫窄，切割速度高，最大切割速度可達100mm/

18、min，是切割奧氏體鋼最理想的切割方法。電弧氣刨具有設備簡單，操作靈活等優點，特別適用于開孔、鏟焊根、焊縫返修等場合。但若操作不當，很容易在切割表面引起“粘渣”或“粘碳”。直接影響鋼的耐蝕性。（2）焊前清理 為了保證焊接質量，焊前應將坡口及兩側2030mm范圍內的焊件表面清理干凈。有油污，可用丙酮或酒精等有機溶劑擦拭，而不應用鋼絲刷或砂布進行清理。對表面質量要求特別高的焊件，應在適當的范圍內涂上白堊粉調制的糊漿，以防止飛濺金屬損傷焊件表面。（3）表面保護 在搬運、坡口制備、裝配及點焊過程中，應注意避免損傷鋼材表面，以免使產品的耐蝕性能降低，如不允許用利器劃傷鋼材表面積隨意到處打弧等。第二節、焊

19、接方法的選擇：在異種鋼焊接時，為了降低母材的稀釋作用，應選用熔合比小的焊接方法。不同的焊接方法熔合比的變化是不同的。帶極堆焊和非熔化極氣體保護焊可以得到最小的熔合比。焊條電弧焊的熔合比也比較低，而且變化范圍小，焊縫成分穩定，是異種鋼接頭中應用最多的焊接方法。熔合比的大小主要取決于電流值。埋弧焊時，電流進行嚴格的控制。在選用的電流恰當的條件下，可以得到與焊條電弧焊相同的熔合比，加之埋弧焊時較強烈的攪拌作用，過渡層的寬度可能更窄些。第三節、焊接參數的確定：為了降低熔合比，應盡量用小直徑的焊條和焊絲，并選用小電流、大電壓和快焊速。如果Q235鋼有淬硬傾向，應適當進行預熱。在焊接厚大件時，為了防止因應

20、力過高而在回火處理或使用過程中在熔合區出現開裂現象，可以在Q235鋼的坡口表面堆焊過渡層。過渡層中應含有較多的強碳化物形成元素，具有較小的淬硬傾向，可用高鉻鎳奧氏體鋼焊條或鎳合金電焊條（Ni307）堆焊過渡層。過渡層一般為69mm。圖5-1Y形坡口 對圖5-2 帶鈍邊的U形坡口于不同板厚焊接電流和焊條直徑選擇參數如下表：表5-1焊接厚度/mm焊條直徑/mm焊接電流/A平焊立焊仰焊小于22.040704060405022.52.5508050705070353.27012070957090584.01301901301451301408125.0160210第六章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼

21、復合鋼板的焊接工藝復合鋼板是指由不銹鋼、鎳基合金、銅基合金或鈦板為復層，珠光體鋼為基層，利用爆炸焊、復合軋制、堆焊等方法制成的雙合金屬板材，其中以珠光體鋼與奧氏體不銹鋼合成的不銹鋼復合鋼板最為常用。不銹鋼復合板材主要用于石油、化工設備。如在壓力容器用不銹鋼復合鋼板中，復層常用的鋼材有0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2、00Cr18Ni5Mo3Si2等；基層常用的鋼材有Q235A、Q235B、Q235C、20g、20R、16MnR、15CrMoR鋼板和16Mn、20MnMo鍛件。不銹鋼復合鋼板中

22、基層部分主要是為了滿足結構強度與剛度的要求，復層主要是為了滿足耐蝕性的要求。復層厚度一般為總厚度的10%20%，最小實用厚度為1.5mm。不銹鋼復合鋼板焊接時，為了保證復合鋼板保持原有的綜合性能，復層和基層必須分別進行焊接，其焊接材料的選擇、焊接參數等應由復層和基層的材料決定。對基層與復層交界處的焊接，實際上屬于異種鋼的焊接，其性能主要取決于基層和復合層的物理性能、化學成分、接頭形式、填充金屬成分等。下圖為Q235鋼與0Cr18Ni9鋼復合鋼板的焊接接頭：1基層 2復層 3基層焊縫4復層焊縫 5過渡層焊縫 圖6-1 根據復合鋼板的材質、接頭厚度、坡口尺寸及施焊條件等確定焊接工藝，通常選用手工電

23、弧焊、埋弧焊、氬弧焊、CO2氣體保護焊等。目前常用氬弧焊焊接接復層，用埋弧焊或手工焊焊接基層。第一節、 焊接順序 復層鋼的焊接順序為：先焊基層，再焊過渡層，最后焊復層，以保證焊接接頭具有良好的耐蝕性。同時還應考慮過渡層的焊接特點，盡量減少復層一側的焊接工作量。角接接頭無論復層位于內側或外側，均先焊基層復層位于內側時，在焊復層以前應從內角對基層焊根進行清根。復層位于外側是，應對基層最后焊道進行修光。焊接復層時，可先焊過渡層，也可直接焊復層，這要根據復合鋼板厚而定。為了防止第一道基層焊縫中熔入奧氏體鋼，可預先將接頭附近的復層金屬加工掉一部分。過渡層高溫下有碳擴散過程發生，在交界區形成了高硬度的增碳

24、帶和低硬度的脫碳帶，使過渡層形成了復雜的金相組織狀態，造成復層鋼板焊接困難。 焊接工藝要點 焊前正確裝配，是關系到接頭質量的關鍵。焊前裝配應以復層為基準，防止錯邊量過大，影響復層的焊接質量。首先必須保證工件裝配的間隙，一般對接接頭約為1.52mm，保證不錯邊。錯邊量過大將直接影響過渡層和復層的焊接質量。筒體裝配焊縫的允許值見下表：筒體件裝配焊縫的錯邊量允許值：表6-1復層厚度/mm縱縫錯邊量/mm環縫錯邊量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裝配式的點固焊在基層鋼上進行，點焊焊縫不可產生裂紋和氣孔，否則應鏟去重焊。點焊所用的焊條及工藝參數與生產時用的相同。嚴禁用

25、碳鋼或低合金鋼焊接材料在高合金復層上施焊，并防止用錯焊條，把過渡層焊條焊到復層上。用碳鋼焊條在復層一側施焊時，應對復層表面（坡口兩側各150mm范圍）涂覆白堊粉保護，已經粘上的飛濺顆粒必須仔細清除掉。不銹鋼復層不可有劃傷或污染。要盡量減少焊縫的稀釋，采用小直徑焊條和窄焊道；自動焊時，采用擺動焊絲或多絲焊以減少熔合比，盡量采用直流正接。焊過渡層焊縫時，必須蓋滿基層焊縫，且要高出基層與復層交界線約1mm，焊縫成形要平滑，不可凸起，否則需要用手砂輪打磨掉。第二節、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼復合板焊接的工藝參如下表表6-2焊縫層次焊條焊條直徑/mm焊接電流/A焊接電壓/V牌號型號基層123J427

26、E4315344120160190202426過渡層4A302E30916（E12316）413014020復層5A312E309Mo16（EE12313Mo216）414015020第三節、后熱處理Q235鋼與0Cr18Ni9鋼復合板熱處理時，在交界面上會產生碳元素從基層向復層的擴散，并隨溫度升高，保溫時間增長而加劇。結果在基層一側形成脫碳層，在不銹鋼一側形成增碳層，使其硬度增高，韌性下降。脫碳層一側軟化，強度降低。基層與復層的熱膨脹系數相差很大，在焊接加熱、冷卻過程中，在鋼板的厚度方向上會產生很大的殘余應力。這種殘余應力在復層的不銹鋼表面上形成拉伸應力，成為設備使用過程中產生應力腐蝕開裂等

27、事故的原因，不可忽視。在不銹復合鋼的焊接接頭中，既不進行復層的固溶處理，一般也不進行消應力熱處理。但是，在極厚的復合鋼的焊接中，往往要求采取中間退火和消除應力熱處理。消除焊接殘余應力的熱處理最好在基層焊完后進行，熱處理后再焊過渡層和復層。如需整體熱處理時，選擇熱處理溫度時一考慮對復層耐蝕性的影響、過渡層組織不均勻性及異種鋼物理性能的差異。熱處理溫度一般為450650（多數情況下是選擇下限溫度而延長保溫時間）。0Cr18Ni9不銹鋼具有良好的耐蝕性，但是焊接接頭存在拉應力的情況下，容易引起應力腐蝕裂紋。因此必須設法使其表面殘余拉應力減小。減小不銹復合鋼表面殘余應力的方法有如下幾種。 退火處理 可

28、以減小不銹復合鋼表面的殘余應力，但是在不銹復合鋼中，焊接接頭的不銹鋼一側和碳鋼一側的物理化學和力學性能有很大差異，即奧氏體不銹鋼的線膨脹系數比碳鋼大得多，在退火后的冷卻過程中會產生熱應力，所以退火并不能達到完全消除不銹鋼殘余拉伸應力的預期效果。但在相當高的溫度下退火時，由于焊縫金屬在常溫下的屈服應力降低，使不銹鋼部分的殘余拉伸應力有一定的降低。另外，退火可以消除基層部分的殘余應力。 借助變形法消除應力 對于存在殘余拉伸應力的焊接結構件，從外部施加拉伸變形（以彈性變形的大小為限），則存在殘余拉伸應力的地方會引起塑性變形而使殘余應力降低。從實際效果看，通過應用變形法達到減輕雙層不銹復合鋼容器上不銹

29、鋼殘余應力是可行的。 噴丸處理 采用噴丸處理雙層復合鋼的不銹鋼部分，使材料表面造成殘余壓縮應力，從而防止應力腐蝕裂紋的產生。第七章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼的焊接缺陷Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊接時0Cr18Ni9鋼一側比較容易出現焊接熱裂紋，焊接熱裂紋是焊接生產中比較常見的一種焊接缺陷，焊接結構常用鋼或有色金屬，在焊接中都有可能產生焊接裂紋。金屬在產生焊接熱裂紋的高溫下，晶界強度低于晶粒強度，因而熱裂紋具有沿晶界開裂的特征。熱裂紋可分為結晶裂紋、高溫液化裂紋等，其中結晶裂紋是最常見的一種裂紋。如圖所示：圖7-1結晶裂紋的特征與產生的原因：結晶裂紋又叫凝固裂紋，主要產生于焊縫凝固過程

30、中。當冷卻到固相溫度附近時，由于凝固金屬的收縮，殘余液體金屬不足而不能及時填充，在應力作用下發生沿晶界開裂。結晶裂紋主要產生在含雜質（S、P、C、Si）偏高的碳鋼、低合金鋼以及單相奧氏體鋼、鎳基合金與某些鋁合金焊縫中。一般沿焊縫樹枝狀晶的交界處發生和擴展。常見于焊縫中心沿焊縫長度擴展的縱向裂紋，有時也分布在兩個樹狀晶粒之間，結晶裂紋表面無金屬光澤，帶有氧化顏色，焊縫表面的宏觀裂紋中往往填滿焊渣。結晶裂紋的上述特征，說明其形式溫度是在焊縫金屬凝固后期熔渣尚未凝固的高溫階段；裂紋沿晶界擴展表明，在此溫度區間是焊縫金屬中的薄弱環節。結晶裂紋產生的原因 焊縫金屬在結晶后期出現開裂，原因來自于兩方面：焊

31、縫金屬在結晶后期抗裂能力下降和拉伸應變的形成。焊縫金屬在整個凝固過程中可以劃分為如下三個階段：1、 液固階段。溫度低于液相溫度，固相開始析出并逐漸增多的階段。這個階段的特點是液相多于固相，晶粒之間被液體所隔而未直接接觸，液體可以在晶粒間自由流動。此時，即使有拉應力作用，流動的液體可以填滿被拉開的縫隙，而不會產生開裂現象。2、 固液階段。溫度下降到略高于初始凝固溫度，此時固相隨晶粒增加與長大而相互接觸并連為整體液體被固相隔開流動困難，少量剩余的液體（主要是低熔點組分）形成所謂“液態薄膜”。此時，即使有較小的拉應力作用，也會因變形全部集中在液態薄膜上而開裂，故這個階段金屬的塑性最低。3、 完全凝固

32、階段。整個熔池完全凝固而形成整體的寒風。此時受到的拉應力作用，變形由整個焊縫金屬承擔，而不再集中于晶界，有較高的抗裂能力，不會開裂。4、 綜上所述，脆性溫度區間是由于金屬凝固后期出現了“液態薄膜”而形成的。此時，金屬的塑性降低到最低值。脆性溫度區間的上限低于合金的液相溫度，下限略低于固相溫度，結晶裂紋就產生于此溫度范圍。對具體合金來說，在脆性溫度區間的抗裂能力，還因冶金因素有關。綜上所述Q235鋼與0Cr18Ni9鋼結晶裂紋的產生是由于在焊縫凝固后期存在了液態薄膜，并受到拉應力作用的結果。第八章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼防止結晶裂紋的措施防止Q235鋼與0Cr18Ni9鋼結晶裂紋主要從冶

33、金和工藝兩個方面著手，其中冶金措施更為重要。1、防止結晶裂紋的冶金措施控制焊縫中硫、磷、碳等有害元素的含量。硫、磷、碳等元素主要來源于母材與焊接材料，因此首先要杜絕其來源。具體的措施是：第一，對焊接結構用鋼的化學成分在國家或行業標準中都做了嚴格的規定，如鍋爐及壓力容器用鋼一般規定S、P含量不超過0.035%，強度級別較高的調質鋼則要求更嚴；為了保證焊縫中有害元素低于母材，對焊絲用鋼、焊條藥皮、焊機原材料中的碳、硫、磷含量也做了更嚴格的規定，如焊絲中的碳、硫、磷含量均低于同牌號的母材。對熔池進行變質處理。通過變質處理細化晶粒，不僅可以提高焊縫金屬的力學性能，還可以提高抗結晶裂紋能力。調整熔渣的堿

34、度。實驗證明，焊接熔渣的堿度越高，熔池中脫硫、脫氧越完全，其中雜質越少，從而不易形成低熔點化合物，可以顯著降低焊縫金屬的結晶裂紋傾向。因此，在焊接較重要的產品時，應選用堿性焊條或焊劑。2、防止結晶裂紋的工藝措施 在產品一定的條件下，工藝措施不僅可調節冷卻速度而影響變形率，而且通過縫成形數的變化也能影響焊縫的化學成分和偏析情況。調整焊接參數以得到抗裂紋能力較強的焊縫成形系數。調整冷卻速度。冷卻速度越高，變形增長率越大，結晶裂紋傾向也越大。降低冷卻速度可通過調整焊接參數或預熱來實現。用增加線能量來降低冷卻速度的效果是有限的，采用預熱則效果明顯。但要注意，結晶裂紋形成于固相線附近的高溫，需用較高的預

35、熱溫度才能降低高溫的冷卻速度。高溫預熱成本高，惡化勞動條件，有時還會影響接頭金屬的性能，應用時要全面權衡利弊。在生產中，只在焊接一些對結晶裂紋非常敏感的材料中，才用預熱來防止結晶裂紋。調整焊接順序，降低拘束應力。接頭剛性越大，焊縫金屬冷卻收縮時受到的拘束應力也越大。在產品尺寸一定的時，合理安排焊接順序，對降低接頭的剛度、減小內變形有明顯的效果，從而可以有效防止結晶裂紋。如下圖所示：鋼板拼接順序圖8-1 目前，結晶裂紋的形成與擴展規律已基本被人們掌握，并在鋼種設計、冶煉與焊接材料設計制造中采取了必要的措施。因此在焊接低碳鋼和低合金可焊鋼種時，只要做到選材正確、工藝合理和檢驗合格，結晶裂紋時完全可

36、以避免的。第九章、Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊后檢驗Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊接檢驗內容包括從圖紙設計到產品制出整個生產過程中所使用的材料、工具、設備、工藝過程和成品質量的檢驗，分為三個階段：焊前檢驗、焊接過程中的檢驗、焊后成品的檢驗。檢驗方法根據對產品是否造成損傷可分為破壞性檢驗和無損探傷兩類。1、焊前檢驗焊前檢驗包括原材料（如母材、焊條、焊劑等）的檢驗、焊接結構設計的檢查等。2、焊接過程中的檢驗包括焊接工藝規范的檢驗、焊縫尺寸的檢查、夾具情況和結構裝配質量的檢查等。3、焊后成品的檢驗焊后成品檢驗的方法很多，常用的有以下幾種：（1）外觀檢驗焊接接頭的外觀檢驗是一種手續簡便而又應用廣

37、泛的檢驗方法，是成品檢驗的一個重要內容，主要是發現焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通過肉眼觀察，借助標準樣板、量規和放大鏡等工具進行檢驗。若焊縫表面出現缺陷，焊縫內部便有存在缺陷的可能。 （2）致密性檢驗Q235鋼與0Cr18Ni9鋼復合鋼常用來制作鍋爐和耐化學性腐蝕的容器因此致密性檢驗就尤為重要。貯存液體或氣體的焊接容器，其焊縫的不致密缺陷，如貫穿性的裂紋、氣孔、夾渣、未焊透和疏松組織等，可用致密性試驗來發現。致密性檢驗方法有：煤油試驗、載水試驗、水沖試驗等。（3）受壓容器的強度檢驗受壓容器，除進行密封性試驗外，還要進行強度試驗。常見有水壓試驗和氣壓試驗兩種。它們都能檢驗在壓力下工作的容器

38、和管道的焊縫致密性。氣壓試驗比水壓試驗更為靈敏和迅速，同時試驗后的產品不用排水處理，對于排水困難的產品尤為適用。但試驗的危險性比水壓試驗大。進行試驗時，必須遵守相應的安全技術措施，以防試驗過程中發生事故。(4)物理方法的檢驗物理的檢驗方法是利用一些物理現象進行測定或檢驗的方法。材料或工件內部缺陷情況的檢查，一般都是采用無損探傷的方法。目前的無損探傷有超聲波探傷、射線探傷、滲透探傷、磁力探傷等。畢業設計總結兩周的畢業設計結束了，在這兩周中我學到了很多的東西。如怎樣利用圖書館的資料和網絡上的知識來彌補自己知識方面的不足同時培養了我的耐性使我能比較好的完成一項復雜的工作。作為我這個課題的結論就是Q2

39、35鋼與0Gr18Ni9鋼的焊接性在制定嚴格的焊接工藝其焊接性還是很好的，這種不銹鋼復合材料無論在鋼結構行業還是在化工設備行業都越來越多的被大家使用。這種復合不銹鋼具有良好的低溫和高溫性能，焊接性比較好，但是這種鋼的晶界腐蝕比較嚴重，所以解決晶界腐蝕已經成為現在研究的一個方向。參考文獻：1、不銹鋼焊接冶金崔出 鋼鐵材料及有色金屬材料M北京：機械工業出版社1981.82、熔焊原理 英若采 北京：機械工業出版社，2009年123、鋼制壓力容器焊接工藝規程（JB/T4708-2000）；4、金屬學與熱處理 北京： 機械工業出版社，1997年6月5、實用五金手冊 陳增強 黎桂英 廣東科技出版社 6、承

40、壓設備無損檢測（JB/T4730.16-2005）7、金屬材料 室溫拉伸試驗方法（GB/T228-2002）8、金屬材料 彎曲試驗方法（GB/T232-1999）9、金屬工藝學丁德全 北京：機械工業出版社，2008年4月10、并參考相應的金屬材料標準、焊接材料標準、壓力容器設計和制造各方面相關的標準和參考書。畢業設計（論文）任務書 材料工程系 系 焊接技術及自動化 專業學生姓名 關小強 學號 09731-13 一、畢業設計（論文）題目 Q235鋼與OCr18Ni9鋼的焊接性及焊接工藝研究 .二、畢業設計（論文）時間 2011 年09 月 15 日至 2011 年 10 月15 日三、畢業設計（

41、論文）地點： 四、畢業設計（論文）的內容要求：1.Q235鋼的化學成分、基本性能、應用.2.0Cr18Ni9鋼的化學成分、基本性能、應用.3.Q235鋼與0Cr18Ni9鋼的焊接性分析.4.Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊接材料選用.5.Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊接工藝要求.6.Q235鋼與0Cr18Ni9鋼復合鋼板的焊接工藝.7.Q235鋼與0Cr18Ni9鋼防止結晶裂紋的措施.8.Q235鋼與0Cr18Ni9鋼焊后檢驗.指導教師 2011 年10 月15 日批 準 年 月 日畢業設計（論文）評定表姓名關小強學號09731-13專業焊接技術及自動化畢業設計（論文）題目Q235鋼與OCr

42、18Ni9鋼的焊接性及焊接工藝研究評閱意見評閱教師： 年 月 日答辯組成員答辯時間2011.10.15答辯地點本人陳述 本論文闡述的是Q235鋼0Cr18Ni9鋼的焊接性以及焊接工藝的制定。答辯過程要點答辯組提問回答問題情況1. 影響Q235鋼和0Cr18Ni9鋼焊接性的因素有哪幾點？2. 防止結晶裂紋的工藝措施？良好 答辯組評語成績答辯委員會主任簽字年 月 日經典婚慶主持詞炮竹聲聲賀新婚,歡聲笑語迎嘉賓.尊敬各位來賓,各位領導,各位親朋好友,先生們,女士們,活潑可愛的小朋友們,大家好!     好歌好語好季節,好人好夢好姻緣.來賓們今天是公元*年*月*日(農歷六月初八)是良辰吉日,在這大吉大利吉祥喜慶的日子里,我們懷著十二分的真誠的祝福相聚在*酒樓一樓婚宴大廳共同慶賀*先生與*小姐新婚典禮.(首先我們給予掌聲的恭喜)大家都知道結婚是人生中的一件大事,而婚禮更是人生中最幸福神圣的時刻,尤其婚禮上浪漫溫馨高雅別致的婚禮儀式以及親朋好友的良好祝愿會給新人一生永遠帶來最美好的回憶.各位親朋好友,我是本次婚禮慶典的主持人*.今天我十分榮幸地接受新郎新娘的重托,步入這神圣而莊重的婚禮殿堂為新郎*,新娘*的婚禮擔任司儀之職.讓我們在這里共同見證一對新人人生中最幸福神圣美好的一刻！真是:百鳥朝鳳鳳求凰,龍鳳呈祥喜洋洋.讓我們用掌聲祝賀他們祝福新