s30408不銹鋼壓力容器封頭環(huán)縫焊接工藝研究(焊接畢業(yè)設計)

1、<p><b>　　機械電子工程學院</b></p><p>　　畢業(yè)論文（設計）課 題 S30408不銹鋼壓力容器封頭環(huán)縫焊接工藝研究</p><p>　　教 研 室 </p><p>　　專 業(yè) </p>

2、;<p>　　班 級 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　導師姓名 職稱 </p><p>　　201 年　月 日</p><p><b>　　目錄

3、</b></p><p><b>　　摘要……I</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景1</p><p>　　1.2 壓力容器基本要求及存在問題2</p><p>　　1.2.1 壓力容器基本要求

4、2</p><p>　　1.2.2 壓力容器焊接中存在的問題2</p><p>　　1.3 本論文的主要研究問題3</p><p>　　第2章 S30408不銹鋼焊接性4</p><p>　　2.1 S30408成分及性能4</p><p>　　2.2 S30408焊接性4</p><p

5、>　　2.3 本章小結5</p><p>　　第3章 S30408焊接工藝6</p><p>　　3.1 焊接方案6</p><p>　　3.2 焊接設備及材料6</p><p>　　3.2.1 手弧焊設備及材料6</p><p>　　3.2.2 埋弧焊材料及設備7</p><p&

6、gt;　　3.3 焊接工藝8</p><p>　　3.3.1 焊接參數選擇8</p><p>　　3.3.2 焊接工藝流程10</p><p>　　3.3.3 焊接注意事項11</p><p>　　3.4 本章小結11</p><p>　　第4章 焊后檢測12</p><p>　　4

7、.1 焊后檢驗意義12</p><p>　　4.2 力學性能試驗12</p><p>　　4.2.1 拉伸試驗12</p><p>　　4.2.2 彎曲試驗13</p><p>　　4.2.3 沖擊試驗14</p><p>　　4.3 X射線探傷15</p><p>　　4.3.1

8、X射線探傷儀器及設備15</p><p>　　4.3.2 試樣制備15</p><p>　　4.3.3 試驗結果及分析15</p><p>　　4.4 本章小結16</p><p><b>　　結論17</b></p><p><b>　　致謝18</b><

9、/p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　壓力容器多數在高溫高壓下運行，必須要承受較高的載荷。因此，要求壓力容器的焊縫和熱影響區(qū)必須具有較高的強度、足夠的沖擊韌性和很高的耐熱性，并且保證焊接接頭無裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。本課題研究的是壓力容器中的不銹鋼壓力容

10、器的焊接，其母材為S30408不銹鋼。因此，如何制定合理的焊接工藝，以解決S30408中的焊接缺陷問題，獲得強度高，塑性、韌性好的優(yōu)質S30408焊接接頭，就成為壓力容器生產制造過程中必須解決的關鍵技術問題。</p><p>　　不銹鋼因為其特有的一些工藝性能，現如今在壓力容器的制造中占的比重越來越大。我們要想做好不銹鋼壓力容器的生產制造，保證所生產不銹鋼壓力容器的質量，避免發(fā)生事故，就必須對不銹鋼壓力容器的焊接

11、工藝有一個全面清楚的認識，對焊接過程中所出現的問題有一個好的解決辦法。通過針對S30408不銹鋼壓力容器的封頭環(huán)縫焊接工藝研究，確定S30408不銹鋼壓力容器環(huán)縫焊接所用的焊接方法、焊接電流、焊接電壓以及所選用的焊條、焊絲型號等。通過焊后的拉伸試驗、彎曲試驗和沖擊試驗以及X射線探傷檢測確定S30408的焊接性和所制定的焊接工藝的正確性。本論文對S30408不銹鋼的焊接性研究和試驗分析結果具有一定的理論研究價值和工程應用價值。</p

12、><p>　　關鍵詞　　壓力容器；S30408鋼；手弧焊；埋弧焊</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　研究背景</b></p><p>　　有資料表明，目前我國壓力容器供方市場已有2700余家，已構成規(guī)模大，裝備強，覆蓋面廣，技術力量強，素質高的生產廠家。并且我國已形成

13、ASME產品協作網，中小壓力容器廠商聯合會，已創(chuàng)建壓力容器協會，這均是很有前景的橫向聯合的行業(yè)協會團體。我國的壓力容器標準化體系是隨著壓力容器行業(yè)的逐步發(fā)展而形成的，從總體上體現了當前壓力容器行業(yè)的技術水平和管理水平。其中既有參照先進工業(yè)國家的相應標準而制訂的技術內容，也有根據自身國情和總體技術水平而建立起來的技術內容。經過幾十年的工業(yè)生產檢驗，證明對于壓力容器產品的質量控制和安全使用起到了極為關鍵的作用。目前世界各工業(yè)國家在壓力容器標

14、準化中投入大量的人力物力，特別是對于本國標準如何達到國際標準并使本國的標準技術內容成為國際標準的相應內容。在此情況下，我國必須在基于本國標準的前提下，向國際標準看齊，在壓力容器的生產和檢驗上做出相應的努力，才能使中國的標準以及壓力容器行業(yè)的技術和管理水平趕上世界先進水平。</p><p>　　通俗地說，不銹鋼就是不容易生銹的鋼，實際上一部分不銹鋼，既有不銹性，又有耐酸性。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧

15、化膜的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明，鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中，其耐蝕性隨鋼中鉻含量的增加而提高，當鉻含量達到一定的百分比時，鋼的耐蝕性發(fā)生突變，即從易生銹到不易生銹，從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結構分類，有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼；按主要化學成分分類，基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系；按耐蝕類型分可分為耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等；按功能

16、特點分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強度不銹鋼等等。由于不銹鋼材具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內的強韌性等系列特點，所以在重工業(yè)、輕工業(yè)、生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等行業(yè)中獲取得廣泛的應用。</p><p>　　壓力容器（如圖1-1所示）是承受內外壓力的設備，具有多種結構形式，基本組成由殼體、封頭、接管、支座等構成，這些部件均需要通過焊接組裝成為一個整體。因此，焊接過程是壓力

17、容器生產制造過程的</p><p>　　核心內容。壓力容器作為國民經濟生產中的重要的特種設備，可分為石油化工容器、核反應堆壓力容器和核電站鍋爐三大類。雖然大量應用高強鋼，但壓力容器的焊接還仍然以埋弧自動焊[1]、電渣焊、手工電弧焊和堆焊為主，窄間隙焊接和藥芯焊絲氣體保護焊為輔。目前，在各個制造廠，壓力容器環(huán)縫一般采用埋弧自動焊，縱縫采用電渣焊，而各種接管與筒體的焊接基本上還是采用手工電弧焊。</p>

18、<p><b>　　圖1-1 壓力容器</b></p><p>　　壓力容器基本要求及存在問題</p><p><b>　　壓力容器基本要求</b></p><p>　　壓力容器設計的最主要特點是根據使用條件選擇合適的鋼種，并提出相應的技術要求，以保證壓力容器在制作和使用過程中達到不裂和不脆的要求。不裂即在制造

19、和使用過程中不出現裂紋。不脆保證壓力容器在制造和使用過程中鋼材和焊接接頭具有足夠的韌性和抗斷裂能力。</p><p>　　壓力容器多數在高溫高壓下使用，需要承受很強的載荷。因此，對壓力容器的焊接接頭提出了更高的要求。這些要求主要反映在兩個方面：一是焊縫金屬和熱影響區(qū)除了具有一定強度、剛度和一定沖擊韌性外，還必須要求有耐久性和密封性；二是要求焊接接頭無裂紋等缺陷。</p><p>　　壓力容

20、器焊接中存在的問題</p><p>　　雖然壓力容器生產廠家在壓力容器的生產過程中積累了豐富的經驗，但嚴格來說，還存在不少的問題。焊接質量問題主要有兩個方面：一是焊縫金屬和焊接接頭的機械性能不符合焊接要求：二是在焊接區(qū)存在裂紋等缺陷。</p><p>　　機械性能的薄弱環(huán)節(jié)會降低熱影響區(qū)的沖擊韌性和焊接接頭在高溫下的抗拉強度。造成機械性能不合格的因素很多，母材原始性能偏低或勉強合格往往是導

21、致機械性能，特別是使抗拉強度出格的主要因素。焊縫金屬和焊接接頭的裂紋是影響壓力容器運行的最大危害，也是壓力容器焊接面臨的最主要的技術問題。</p><p>　　美國俄亥俄州煤氣公司液化天然氣貯存的三臺17.4 m的焊接球罐，由于焊接裂紋的擴展，突然發(fā)生爆炸，釀成大火，死亡128人，損失680萬美元。在國內，據國家質量監(jiān)督局統(tǒng)計，我國在2003年一年時間內，共發(fā)生各類爆炸事故144起，直接經濟損失達1486.33萬

22、元。2002年發(fā)生鍋爐、壓力容器和壓力管道事故117起，直接經濟損失2552.4萬元。其中大部分原因是因裂紋所致。</p><p>　　本論文的主要研究問題</p><p>　　本論文主要是了解S30408的焊接性，然后制定焊接方案，選擇焊接材料及設備。制定焊接工藝，包括焊接參數的選擇，焊接流程及注意事項。最后是焊接檢測，包括力學性能測試和X射線探傷，通過試驗結果分析得到結論。</p

23、><p>　　S30408不銹鋼焊接性</p><p>　　S30408成分及性能</p><p>　　S30408是美國的不銹鋼牌號[2]，我國與之對應的鋼新牌號是06Cr19Ni10，舊牌號是0Cr18Ni9。該鋼具有優(yōu)良的不銹耐蝕性能，優(yōu)良的冷熱加工成型性能，較好的低溫性能和良好的焊接性能。</p><p>　　金屬焊接性[3]是金屬材料對

24、焊接加工的適用性。主要是指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度。金屬焊接性分為工藝焊接性和使用焊接性。工藝焊接性是指特定的材料在指定工藝條件下形成優(yōu)質焊接接頭的能力；使用焊接性是指形成的接頭適應使用要求的程度，兩者都是材料在焊接過程中冶金行為發(fā)展變化的結果。隨著新的焊接方法的不斷涌現，材料制造工藝的不斷完善和新材料的出現，以及生產應用對結構越來越高的性能要求，金屬焊接性問題不斷涌現，因此，金屬焊接性仍是生產和研究中極為重要

25、的課題。</p><p>　　鋼材的焊接性主要取決于它的化學成分。隨鋼材強度級別的提高，其焊接性變差。焊接性變差一般表現在兩個方面：一是焊接過程中焊縫熔敷金屬的各種冶金缺陷；二是焊接過程中材料和性能的變化。</p><p>　　對于不銹鋼材料的焊接[4]，由于在焊接和使用過程中必須考慮焊接成分及焊接性問題，工程設計上大多采用相同成分或相近成分的不銹鋼焊接。</p><p

26、>　　S30408不銹鋼的化學成分如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 S30408不銹鋼的化學成分</p><p>　　S30408不銹鋼的力學性能如表2-2所示。</p><p>　　表2-2 S30408不銹鋼力學性能</p><p><b>　　S30408焊接性</b></p>&

27、lt;p>　　S30408不銹鋼不但具有優(yōu)良的腐蝕性、耐熱性和力學性能，而且焊接性也好。但是，如果焊接材料或焊接工藝選擇不當，也會產生很多問題。其中經常遇到的是焊接接頭的晶間腐蝕和應力腐蝕問題和焊縫金屬產生熱裂紋問題。</p><p>　　S30408不銹鋼焊接接頭易在焊縫區(qū)、母材敏感區(qū)等部位產生晶間腐蝕。為防止晶間腐蝕應盡量降低碳含量，使用碳含量低的焊材，采用較小的焊接熱輸入或加快冷卻速度。</p&

28、gt;<p>　　應力腐蝕開裂是在拉應力和腐蝕的共同作用下產生的開裂。S30408不銹鋼導熱性差，線膨脹系數大，焊接殘余應力較大。因此應盡量降低焊接殘余應力、拉應力和嚴格控制層間溫度。</p><p>　　焊接時極易產生熱裂紋，這是因為焊縫金屬結晶期間存在較大拉應力，加之導熱系數差和線膨脹系數大，在焊接局部加熱和冷卻的條件下，焊接接頭在冷卻過程中可形成較大的拉應力。所以應該嚴格控制焊縫的有害物質，采

29、用較小的焊接熱輸入。</p><p><b>　　本章小結</b></p><p>　　在焊接前首先要知道所焊接板材的焊接性。這章主要是分析S30408的成分及性能，并給出了S30408的成分表和力學性能表。每一種鋼都有自己的焊接特性，S30408焊接時容易產生晶間腐蝕、應力腐蝕開裂和熱裂紋。</p><p>　　S30408焊接工藝</

30、p><p><b>　　焊接方案</b></p><p>　　壓力容器環(huán)縫為對接接頭，坡口為Y形坡口，板厚12 mm。由于材料厚度較大，焊接層數較多，焊接工作量較大，因此焊接效率較低，且因層間清渣困難，焊縫內部也易產生夾渣缺陷。為了解決上述問題，決定在S30408不銹鋼壓力容器封頭環(huán)縫焊接過程中引入埋弧焊工藝，以保證焊縫質量，提高焊接效率。但是由于直接用埋弧焊焊接容易使焊

31、接接頭燒穿，所以需先用手弧焊進行打底焊，再用埋弧焊焊接。在焊后需進行檢測，根據JB∕T4730-2005《承壓設備無損檢測》規(guī)定，采用X射線檢測，檢測結果不低于Ⅲ級為合格。</p><p><b>　　焊接設備及材料</b></p><p><b>　　手弧焊設備及材料</b></p><p>　　為避免埋弧焊焊接時出現燒

32、穿，影響焊接效率和質量，必須先用手弧焊打底。選用的電焊機為直流逆變焊機ZX7焊機，焊機如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 直流逆變焊機ZX7</p><p>　　選用的不銹鋼焊條型號為E308-16，牌號為A102。A102焊條的化學成分和力學性能分別如表3-1和3-2所示。</p><p>　　表3-1 A102焊條化學成分</p>&l

33、t;p>　　表3-2 A102焊條力學性能</p><p><b>　　埋弧焊材料及設備</b></p><p>　　因為是壓力容器的環(huán)縫焊接，所以應選用懸臂式自動埋弧焊機，選用的埋弧焊機如圖3-2所示，為MZ-1000型埋弧自動焊機。</p><p>　　圖3-2 MZ-1000型埋弧焊機</p><p>　　壓

34、力容器的焊接必須借用一些焊接變位機械，這類機械裝置以改變焊機所處位置為主要任務。為了適應在各種情況的焊接需要，其類型也是多種多樣的。但其共同的特征是：具有可以升降和水平收縮的橫臂或平臺、立柱回轉、臺車可以移動等，也有不帶臺車而僅使平臺或橫臂繞立柱回轉并沿之升降的。這里所選用的焊接操作機為平臺式操作機，如圖3-3所示。</p><p>　　焊絲[5]和焊劑是埋弧焊的消耗材料，從普通碳素鋼到高級鎳合金等多種金屬材料的

35、焊接都可以選擇焊絲和焊劑配合進行埋弧焊接。二者直接參與焊接過程的冶金反應，因而它們的化學成分和物理性能不僅影響埋弧焊的穩(wěn)定性，焊接接頭性能和質量，同時還影響著焊接生產率，因此根據焊縫金屬要求，正確選用焊絲和焊劑是埋弧焊技術的一項重要內容。這里選用的焊絲型號為ER308焊絲，選用的焊劑為HJ260。ER308</p><p>　　焊絲的化學成分和力學性能分別如表3-3和3-4所示。</p><p

36、>　　圖3-3 焊接平臺式操作機</p><p>　　表3-3 ER308 焊絲化學成分</p><p>　　表3-4 ER308 焊絲力學性能</p><p><b>　　焊接工藝</b></p><p><b>　　焊接參數選擇</b></p><p><b&

37、gt;　　1.手弧焊參數選擇</b></p><p>　　焊條直徑的選擇：為提高生產效率，盡可能地選用直徑較大的焊條。當然，這還要看板厚和坡口角度及坡口大小，如果板材較薄或是坡口角度過小，用直徑大的焊條焊接容易燒穿，而且用直徑過大的焊條焊接，也容易造成未焊透或焊縫成形不良等缺陷[6]。所以焊條的選用要考慮到多方面的影響因素，不能只根據一方面選擇焊條。焊條直徑與焊件厚度的關系如表3-5所示。</p

38、><p>　　表3-5 焊條直徑與焊件厚度的關系</p><p>　　焊接電流[7]的選擇：焊接電流是焊條電弧焊最重要的工藝參數。選擇焊接電流時，要考慮的因素很多，如焊條直徑，藥皮類型、工件厚度，接頭類型，焊接位置，焊道層次等。但主要由焊條直徑，焊接位置和焊道層次決定的。焊條直徑與焊接電流的關系如表3-6所示。</p><p>　　表3-6 焊條直徑與焊接電流的關系&l

39、t;/p><p>　　電弧電壓的選擇：電弧電壓主要影響焊縫的寬窄，電弧電壓越高，焊縫越寬，因為焊條電弧焊時，焊縫寬度主要靠焊條的橫向擺動幅度來控制，因此電弧電壓的影響不明顯。</p><p>　　焊接速度的選擇：焊接速度就是單位時間內完成焊縫的長度。焊條電弧焊時，在保證焊縫具有所要求的尺寸和外形，保證熔合良好的原則下，焊接速度由焊工根據具體情況靈活掌握。</p><p>

40、;　　焊接層次的選擇：在厚板焊接時，必須采用多層焊或多層多道焊。多層焊的前一條焊道對后一條焊道起預熱作用，而后一條焊道對前一條焊道起熱處理作用，有利于提高焊縫金屬的塑性和韌性。</p><p>　　2.埋弧焊焊接參數 </p><p>　　焊絲的選擇：埋弧焊使用的焊絲有實心焊絲和藥芯焊絲兩類，生產中普遍使用的是實心焊絲，藥芯焊絲只在某些特殊場合應用。目前主要有碳剛、低合金鋼、高碳剛、特殊合

41、金鋼、不銹鋼、鎳基合金鋼焊絲。</p><p>　　焊劑的選擇：焊劑主要分為兩大類，熔煉焊劑和非熔煉焊劑。</p><p>　　焊絲直徑的選擇：當其他條件不變時，焊絲直徑不同，焊縫形狀會發(fā)生變化。熔深與焊絲直徑成反比關系，但這種關系隨電流密度的增加而減弱。</p><p>　　焊接電流的選擇：焊接電流過大，熔深大，余高過大，易產生高溫裂紋；焊接電流小，熔深淺，余高和

42、寬度不足。焊絲直徑與電流的關系如表3-7所示。</p><p>　　表3-7 焊絲直徑與電流的關系</p><p>　　電壓的選擇：電弧電壓和電弧長度[8]成正比。電弧電壓過高，焊縫寬度增加，余高不夠；電弧電壓低，熔深大，焊縫寬度窄，易產生熱裂紋。埋弧焊時電弧電壓是依據焊接電流調整的，即一定焊接電流要保持一定的弧長才可能保證焊接電弧的穩(wěn)定燃燒，所以電弧電壓的變化范圍是有限的。電流與電壓的關

43、系如表3-8所示。</p><p>　　表3-4電流對應電壓</p><p>　　焊接速度的選擇：通常焊接速度小，焊接熔池大，焊縫熔深和熔寬均較大；隨著焊接速度增加，焊縫熔深和熔寬[9]都將減小。焊接速度過小，熔化金屬量多，焊縫成形差；焊接速度過大，熔化金屬量不足，容易產生咬邊。</p><p><b>　　焊接工藝流程</b></p&g

44、t;<p>　　板厚12 mm，坡口選擇Y形坡口，坡口示意圖如3-4所示。焊條型號E308-16，直徑為4 mm，電流160～180 A。埋弧焊絲型號為ER308，焊絲直徑為4 mm，電流450～600 A。碳棒直徑選8 mm，電流350～500 A。</p><p>　　圖3-4 焊接接頭坡口示意圖</p><p>　　焊接流程圖如圖3-5所示。</p>&l

45、t;p><b>　　→→→ ↓</b></p><p><b>　　→→→</b></p><p>　　圖3-5 焊接工藝流程</p><p>　　操作準備[10]主要是準備好焊接設備和焊材，以及引弧板等焊接所需物品；焊前檢查主要是檢查焊機以及焊機控制電纜線接頭有無松動，焊接電纜是否連接妥當。焊機要作空車調試

46、，檢查各個按鈕、旋鈕開關、電</p><p>　　流表和電壓表等是否正常；焊件清理[11]主要是去除銹蝕、油污及水分，防止氣孔的產生。一般用噴砂、噴丸方法或手工清除，必要時用火焰烘烤待焊部位。在焊前應將坡口及坡口兩側各20 mm區(qū)域內及待焊部位的表面鐵銹、氧化皮、油污等清理干凈。埋弧焊用的焊絲和焊劑對焊縫金屬的成分、組織和性能影響極大。因此焊接前必須清除焊絲表面的氧化皮、鐵銹及油污等。焊劑保存時要注意防潮，使用前

47、必須按規(guī)定的溫度烘干待用。</p><p>　　因為12 mm焊件屬于薄板[12]，如果直接用埋弧焊焊接容易燒穿，所以先用手弧焊打底，第一層用手弧焊打底，第二層繼續(xù)用手弧焊填充，最后一層用埋弧焊蓋面。背面用碳弧氣刨清根，然后直接用埋弧焊蓋面。</p><p><b>　　焊接注意事項</b></p><p>　　為防止鐵離子和其它雜質的污染，不

48、銹鋼制品[13]的生產場所應保持清潔、干燥，嚴格控制灰塵積聚；生產中使用專用的膠輪滾輪架，專用的吊夾具及工藝裝備；不銹鋼容器制造過程中，操作工人應穿著軟質橡膠工程鞋，鞋底不得帶有鐵釘與尖銳異物；不銹鋼容器施焊時，不允許用碳素鋼材質作為地線搭鐵，應將地線搭鐵緊固在工件上，禁止點焊固定；具有抗晶間腐蝕要求的不銹鋼制壓力容器[14]在焊接時，應嚴格執(zhí)行焊接工藝規(guī)范，嚴格控制焊道的層間溫度；不銹鋼制壓力容器施焊前需用丙酮或酒精將接頭處的油污等雜

49、質清洗干凈，采用等離子切割的坡口應打磨至露出金屬光澤。焊接時不允許在不銹鋼非施焊表面引弧。</p><p><b>　　本章小結</b></p><p>　　本章主要是焊接工藝的制定，根據焊接結構選擇合適的焊接方法、焊接參數以及焊接設備和材料的選擇。只有制定合理的焊接工藝，才能保質保量的完成焊接工作。</p><p><b>　　焊后

50、檢測</b></p><p><b>　　焊后檢驗意義</b></p><p>　　隨著焊接技術的發(fā)展，焊接加工在工業(yè)生產、交通運輸、建筑結構等許多領域得到了廣泛應用。由于壓力容器的生產要求日益苛刻，因此確保焊接結構的高質量是至關重要的，否則，在運行中出現事故必將造成慘重的損失。由于焊接接頭性能的不均勻性，應力分布的復雜性，制造過程中又無法做到絕對不產生焊

51、接缺陷，因此為了明確是否生產出高質量產品，我們必須焊后檢驗[15]。為了保證焊接產品的質量，以免工件在工作時發(fā)生斷裂和報廢，往往在工件斷裂的同時還會引發(fā)事故，如：壓力容器爆炸、重載構件斷裂等。都會造成極大的破壞，致使人員傷亡和財產損失。所以我們要進行有目的的檢驗焊接產品，以保證焊接產品的正常工作。</p><p><b>　　力學性能試驗</b></p><p>&l

52、t;b>　　拉伸試驗</b></p><p><b>　　1.實驗設備和儀器</b></p><p>　　萬能試驗機、引伸儀、游標卡尺</p><p><b>　　2.試樣的制備</b></p><p>　　按照焊接接頭機械性能試驗取樣方法在焊接試板上切取加工拉伸試樣，如圖4-1所

53、示。</p><p><b>　　圖4-1 拉伸試樣</b></p><p><b>　　3.測試項目</b></p><p>　　測試項目包括抗拉強度強度σb、屈服強度σs、斷后伸長率δ和斷面收縮率ψ。</p><p><b>　　4.試驗結果及分析</b></p>

54、;<p>　　按照GB2651-89焊接接頭拉伸試驗方法進行試驗，測得所需試驗</p><p>　　項目，試驗結果平均值如表4-1所示。</p><p>　　表4-1 拉伸試驗測試結果</p><p>　　通過對奧氏體不銹鋼S30408進行室溫單向拉伸試驗，研究了預應變量和變形速度等對材料韌性、強度等力學性能的影響。結果表明預應變處理能提高材料的屈服強

55、度，降低材料的抗拉強度，但同時會降低韌性。</p><p><b>　　彎曲試驗</b></p><p><b>　　1.實驗儀器</b></p><p><b>　　萬能試驗機</b></p><p><b>　　2.試樣的制備</b></p>

56、;<p>　　按照GB2649-89焊接接頭機械性能試驗取樣方法切取加工彎曲試樣如圖4-2所示。</p><p><b>　　圖4-2彎曲試樣</b></p><p><b>　　3.試驗結果及分析</b></p><p>　　彎曲試驗結果如表4-2所示。</p><p>　　表4-2

57、彎曲試驗測試結果</p><p>　　橫彎彎至180度沒有發(fā)生開裂，說明S30408焊接性能良好，從而所設計的焊接工藝也是可行的。</p><p><b>　　沖擊試驗</b></p><p><b>　　1.試驗儀器及設備</b></p><p>　　沖擊試驗機、游標卡尺</p>&

58、lt;p><b>　　2.沖擊實驗原理</b></p><p>　　沖擊試驗是將具有規(guī)定形狀、尺寸和缺口類型的試樣，放在沖擊試樣機的支座上，使之處于簡支梁狀態(tài)。然后用規(guī)定高度的擺錘對試樣進行一次性打擊，實質上就是通過能量轉換過程，測量試樣在這種沖擊下折斷時所吸收的功。</p><p><b>　　3.試樣制備</b></p>

59、<p>　　按照國家標準GB/T 229—1994《金屬夏比缺口沖擊試驗方法》，金屬沖擊試驗所采用的標準沖擊試樣為10 mm×10 mm×55 mm，并開有2 mm或5 mm深的U形缺口的沖擊試樣，如圖4-3所示。</p><p><b>　　圖4-3沖擊試樣</b></p><p><b>　　4.試驗結果及分析</b&

60、gt;</p><p>　　沖擊試驗在JB30B沖擊試驗機上進行，沖擊能量30∕15 kg·m，S30408沖擊試驗結果如表4-3所示。</p><p>　　表4-3 沖擊試驗結果</p><p>　　從U形缺口韌性沖擊試驗結果可以看出：所有的沖擊功都高于70 J，在不同的工藝條件下，沖擊韌性也不同。</p><p><b&g

61、t;　　X射線探傷</b></p><p>　　X射線探傷儀器及設備</p><p>　　工業(yè)用X射線探傷機、X射線膠片、增感屏、像質計、標記帶、暗盒、中心指示器、黑度計、顯影藥水、定影藥水、洗片夾等。X射線探傷機如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 工業(yè)用X射線探傷機</p><p><b>　　試樣制備&l

62、t;/b></p><p>　　試樣即所焊的壓力容器的環(huán)縫焊接接頭。</p><p><b>　　試驗結果及分析</b></p><p>　　焊后對焊接接頭進行探傷，焊縫內部質量按GB3323-87鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級中B級焊縫標準要求，在X射線機上，經X射線透照驗收合格。結果如表4-4所示。</p><

63、p>　　表4-4 焊接接頭X射線探傷結果</p><p>　　根據GB∕T3323-1987標準，根據缺陷性質、數量和大小將焊縫質量分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個等級。Ⅰ級質量最好，Ⅳ級質量最差。結果顯示達到Ⅰ級和Ⅱ級焊縫要求，說明S30408焊接性良好，焊接工藝正確，焊縫合格，達到國家標準。</p><p><b>　　本章小結</b></p><

64、p>　　本章主要介紹了壓力容器的檢測方法，因為壓力容器主要用于化工生產，如果一旦泄露，后果不堪設想，因此檢測的重要性不言而喻，檢測包括很多種，本章主要是力學性能檢測和X射線探傷，但不管哪一種，都是至關重要的，不可忽視。</p><p>　　千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。“結論”以前的所有正文內容都要編寫在此行之前。</p><p><b>　　結論</b&

65、gt;</p><p>　　本文針對壓力容器生產廠家生產制造的S30408不銹鋼壓力容器制造技術和焊接質量，結合生產廠家焊接生產中所采用的手弧焊和埋弧焊焊接方法，從研究S30408不銹鋼焊接性分析出發(fā)，通過焊接工藝評定和焊接接頭焊縫組織分析以及相關無損檢測方法進行焊接工藝參數的優(yōu)化，得到一些試驗結果和結論?，F將主要內容和結果總結如下：</p><p>　　1.通過對奧氏體不銹鋼S30408

66、進行室溫單向拉伸試驗，研究了預應變量和變形速度等對材料韌性、強度等力學性能的影響。結果表明預應變處理能提高材料的屈服強度，降低材料的抗拉強度，但同時會降低韌性。通過彎曲試驗橫彎彎至180度沒有發(fā)生開裂，說明S30408焊接性能良好。</p><p>　　2.S30408不銹鋼有良好的冷、熱加工性能、無磁性和好的低溫性能。S30408在焊接中易產生熱裂紋和應力腐蝕開裂，所以在焊接時應該嚴格控制焊縫的有害物質，采用較

67、小的焊接熱輸入，盡量降低焊接殘余應力、拉應力和嚴格控制層間溫度。</p><p>　　3.通過對X射線探傷得到的數據進行分析，確定了焊縫為Ⅰ級焊縫和Ⅱ級焊縫。根據國家壓力容器相關標準，這樣的焊縫符合壓力容器無損檢測標準，焊接的焊縫是合格的。這樣的結果進一步證明了S30408良好的焊接性，制定的焊接工藝和選擇的焊接參數也是合理的。</p><p>　　本論文針對S30408不銹鋼壓力容器的封

68、頭環(huán)縫焊接工藝研究，明確了研究背景，分析了S30408的焊接性，確定了S30408不銹鋼壓力容器環(huán)縫焊接所用的焊接方法、焊接電流、焊接電壓以及所選用的焊條、焊絲型號等，并給出了焊接過程中具體的工藝流程，包括焊接過程中的注意事項。通過焊后的拉伸試驗、彎曲試驗和沖擊試驗以及X射線探傷檢測確定了S30408良好的焊接性和所制定的焊接工藝的正確性。本論文的工藝研究將會給不銹鋼壓力容器的生產提供理論和實踐上的支持，并給其它材質壓力容器的生產制造起

69、到借鑒的作用。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　當我的畢業(yè)設計接近完成，我的大學生活也悄悄走到了盡頭。回想這幾個月的設計過程，從接到設計題目到如今設計完成，這當中我經歷了初期的困惑、茫然、失望甚至厭煩，中期的豁然開朗、峰回路轉，到現在的卸下負擔一身輕松。這過程中，我學到了很多，收獲了很多。</p><p>　　首先

70、，我要感謝老師們三年來對我的教導。在老師們的指導下，我學到了許多的專業(yè)知識，做人道理，做事的原則。使我順利的走完了大學的生活。再次，我要特別感謝老師近期對我的幫助和耐心指導，幫助我開闊思路。在老師的精心指導下，我如期順利的完成論文的寫作，同時也上完大學生活的重要的最后一課。我還要感謝在一起愉快的度過三年的同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。</p><p><

71、;b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 邱葭菲.焊接方法與設備[M].北京.化學工業(yè)出版社，2008：25~43</p><p>　　2 張其樞，堵耀庭.不銹鋼焊接[M].北京.機械工業(yè)出版社，2002：67~89</p><p>　　3 英若采.熔焊原理及金屬材料焊接[M].北京.機械工業(yè)出版社1995：45~89<

72、/p><p>　　4 李亞江.焊接原理及應用[M].北京.化學工業(yè)出版社，2008：106~156</p><p>　　5 吳樹雄.焊絲選用指南[M].北京.化學工業(yè)出版社，2008：20~45</p><p>　　6 王帆.關于2003年特種設備事故的情況通報[J].中國鍋爐壓力容器安全，2004，20（3），1～3</p><p>

73、;　　7 張成.焊接方法及設備[M].北京.機械工業(yè)出版社，2001：210~256</p><p>　　8 劉文彥焊接手冊[M] . 機械工業(yè)出版社. 2010：79~90</p><p>　　9 英若采.金屬材料焊接[M].北京.機械工業(yè)出版社，2010：56~67</p><p>　　10 錢百年,國旭明.新型鋼鐵材料焊接研究進展[M].北京.機

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75、技巧[M].北京.國防工業(yè)出版社，2000：34~67</p><p>　　13 雷世明.焊接方法及設備[M].北京.機械工業(yè)出版社，2002：78~129</p><p>　　14 劉云.焊接的冶金研究[J].材料的焊接，2006，4（1）：79~90</p><p>　　15 趙熹華.焊接檢驗[M].北京.機械工業(yè)出版社，2005：15~60</p&