焊接工艺评定任务书.docx

1、焊接工艺评定任务书316LN焊接工艺试验报告编制:校对:审核:中国船舶工业芜湖造船厂二o二年九月、尸 、 亠刖言根据中科院HT-7U焊接工程需要，对材料316LN进行了一系列焊接工艺评定试验。由于线圈盒是在超低温下运行，材料的 选用和试 验没有专用的标准指导和经验可循，试验内容和项目均与中科院商定 后进行。分别进行了如下试验：一 CO2药芯焊丝气保焊堆焊试验试验目的：评价N、C等元素的符合性由于焊接中CO2气体保护焊具有较大的优势，所以优先选用该 种焊接方法。为了满足低温下性能的要求，我们对广泰焊接材料有限 公司生产的AS-316LN和天泰焊接材料有限公司生 产的TFW-316LN 药芯焊丝（

2、直径为1.2在母材为316LN超低碳不锈钢板上进行堆焊 试验,检测到的焊缝金属化学成分如下表：焊缝金属化学成分 表施焊 焊材CMnSiPSNiCrMoN要求 0.03 2.0 1.0 0.046 99.9I焊接设备 表三设备名称型 号特 性制 造 厂气体保护焊机Pana KRI 350平特性松下电器XC500日本大坂I焊接接头接头形式：一对接 坡口型式：_X型_.坡口加工方法：机械加工 背 面清根： 刨削.试板尺寸:33 X160X 510焊接位置： 平 .试板长度方向应与钢板的轧制方向一致。12半自 动CO2气体 保护 焊多层 单道 焊V直 流 反 极 性平正面1.21-831- 33180

3、-21016021020反面1.215，多层 多道 焊V正面0.91131430- 32130-16030036020018反面0.91，2，12，300300- 3603.2试验项目由于线圈盒是在超低温下状 态运行，试验按照JB470&2000钢制 压力容器焊接工艺评定要求进行了常态下试验和检测，但部分常温 状态下试验根据实际情况采取减量测试，超低温性能由中科院进行测 试。3.2.1试验与检查项目（每付试板） 表五试验与检查种类试验温度数 量备 注外观检查全长射线探伤全长横向拉力试验常温2弯曲试验侧弯常温4冲击试验焊缝区常温3热影响区常温3横向拉伸试验4K(-269 I)3磁导率1.01.化

4、学成分测定 C、Mn、Si、P、S、Ni、Cr、Mo、N主：半自动CO2气体保护;焊中对多层多道焊各项性能指标预先测试，多层单道焊暂缓执行。由于在后面的测试结 果多层多道焊性能指标未能通过，因此多层单道焊机械性能测试 也就没有继续进行。由于受我厂目前探 伤设备所限，试板焊后再加工成23mm板厚。3.2.2试样取样匹二二亜R一凰亘也丄fl! 宜 _硕応B恂忸7上述取样图为示意图，仅供参考。323试样尺寸a.横向拉力试样二孟或按需要h k 焊缝最大宽度 mm;S 样厚度 mm S=23mm;W 样受拉平行 侧面宽度，大于或等于25mm; h-夹持部分长度，根据试验机夹具而定，mm。注：超低温纵向位

5、伸和横向位伸 试样与上类似，S=1.53mm,W=15mmb.侧弯试样c.冲击试样3.3试验检查结果各试验项目结果具体见下表六、表七。表六检查项目检 查 结 果外观检查焊缝表面成形均匀，平滑地向母材 过渡，无裂、焊瘤和 咬边等有害缺陷。(焊缝未加工前检查)X射线探伤按GB332087标准执行，均为I级合格片。多层单 道焊试 板编号01-1、01-2; 多层多道焊试板编号02-1、02-2。横向拉力试验 (常温)抗拉强度2(N/mm )635;635。弯曲试验(常温)d =40； a =180 侧弯断裂。冲击试验(常温)Akv (J)焊缝中心46.热影响区270;285。横向拉伸试 验(超低温)

6、抗拉强度ob(Mpa)1117;1119;1142.屈服强度c0.2(Mpa)858;832;873.延伸率$ (%)8.5;7.8;11.0.磁导率卩 1.01焊缝金属化学成分 表七施焊 焊材元素CMnSiPSNiCrMoN要求 0.03 2.0 1.0 0.046 0.01511.0 14.016.5 18.52.503.060.120.22TFW 316LM2G0.033.660.270.0220.00913.417.492.80.0865四TS 316LN焊条手工电弧焊焊接工艺试验试验目的：评价各项焊接性能4.1焊接工艺规程I母材的钢种和厚度钢种：超低碳奥氏体不 锈钢 牌号：316LN

7、厚度：_23mmI焊接材料 表八焊接材料牌 号规格制 造 厂|焊条TS-316MN3.2天泰焊材工业股份有限公司I焊接设备 表九设备名称型 号特 性制 造 厂直流电焊机AX -320-1陡降外特性上海电焊机厂I焊接接头接头形式：对接 坡口型式：X型.坡口加工方法：机械加工 背 面清根： 刨削.试板尺寸：23 x 150X 350焊接位置： 平 . 试板长度方向应与钢板的轧制方向一致。接头图:焊前对坡口区域进行了除油、水处理I焊接规范参数如下：表十编 号焊接 方法焊缝 层次焊接程序电 源 极 性焊 接 位 置焊丝 直径(mm)焊 道电弧 电压(V)焊接 电流(A)焊接 速度 (mm/min)1手

8、工 电弧 焊多层 多道 焊乂直 流 反 极 性平正面3.21-822-24120-130150200反面3.211522- 24120-130200-3004.2试验项目由于试板较短，试样取样按3.2中说明对常温下试验项目有所减少，其它试验要求及试样加工尺寸均同3.2中各条款。试验与检查项目 表十试验与检查种类试验温度数 量备 注外观检查全长射线探伤全长横向拉力试验常温2弯曲试验侧弯常温2冲击试验焊缝区常温3横向拉伸试验4K(-269 I)3化学成分测定 C、Mn、Si、P、S、Ni、Cr、Mo、N磁导率1.01.4.3试验检查结果焊缝金属化学成分 表十二施焊 焊材元素CMnSiPSNiCrM

9、oN要求w 0.03w 2.0w 1.0w 0.046w 0.01511.0 14.016.5 18.52.503.060.120.22TS-316LN第一次0.055.950.700.0110.00515.117.42.170.0500改进后0.031.760.320.0220.00913.617.672.80.1248表十二检查项目检 查 结 果外观检查焊缝表面成形均匀，平滑地向母材 过渡，无裂、焊瘤和 咬边等有害缺陷。X射线探伤按GB332087标准执行，均为I级合格片。试板编号为03。横向拉力试验 (常温)抗拉强度(N/mm 2)545; 590。弯曲试验(常温)d =40； a =1

10、80 侧弯断裂。冲击试验(常温)Akv (J)焊缝中心38;43;43.横向拉伸试 验(超低温)抗拉强度ob(Mpa)1028;1093;1048.屈服强度c0.2(Mpa)897;807;863.延伸率S (%)5.4;16.4;5.35.磁导率卩 99.9I焊接设备 表十五设备名称型 号特 性制 造 厂气体保护焊机Pana KRI 350平特性松下电器I焊接接头接头形式：对一接 坡口型式:X型试板尺寸:23 x 150X 350焊接位置： 平 .试板长度方向应与钢板的轧制方向一致接头图:焊前对坡口区域进行了除油、水处理。I各种焊接的规范参数如下： 表十六编 号焊接 方法焊缝 层次焊接程序电

11、 源 极 性焊接位置焊丝 直径 (mm)焊道电弧 电压(V)焊接 电流(A)焊接 速度(mm/min)气体 流量 (L/mi n)1半自 动CO2气体 保护 焊多层 多道 焊直 流 反 极 性平正面0.91 930- 32130-15018021018m反面0.91730- 32140-160160-200试验项目、试样 取样、尺寸、试验结 果见3.2、3.3。X光射线探伤，按GB3323评定，为I级片，试板编号为04. 六CO2药芯焊丝气体保护焊角接焊焊接工艺试验试验目的：熟悉及检测着色检验，及判定着色检验效果的可靠性6.1焊接工艺规程I母材的钢种和厚度钢种：超低碳奥氏体不 锈钢 牌号：31

12、6LN厚度：23mmI焊接材料表十七焊接材料牌 号规格| 制 造 厂焊丝TFW-316LM20.9天泰焊材工业股份有限公司气体CO2 99.9I焊接设备 表十八设备名称型 号特 性制 造 厂气体保护焊机Pana KRI 350平特性松下电器I焊接接头接头形式：角接 坡口加工方法:机械加工.背面清根：刨削 焊接位置：平角接.试 板尺寸:23X 115X 22面板)、23X 115X 22腹板)接头图：焊前除去焊缝区域油、水等污物。I焊接规范参数如下： 表十九编 号焊接 方法焊缝 层次焊接程序电 源 极 性焊接位置焊丝 直径 (mm)焊 道电弧 电压(V)焊接 电流(A)焊接 速度(mm/min)

13、气体 流量(L/mi n)1半自 动CO2气体 保护 焊多层 多道 焊a直 流 反 极 性平 角正面0.91 425- 27130-15018021015-18反面0.915，注:试验每烧焊一层着色检验一次。6.2试验项目试验刨去面板至与腹板 焊缝位置进行X光射线照相，按GB3323 评定为1级片，说明着色检验效果与X光射线探伤检验的一致性。磁 导率卩1.01.七SANDVIK公司焊条对接焊试验试验目的：评价各项焊接性能7.1焊接工艺规程I母材的钢种和厚度I焊接设备钢种：超低碳奥氏体不 锈钢 牌号：316LN厚度：23mmI焊接材料 表二十焊接材料牌 号规格制 造 厂 焊条25.22.2L M

14、nB3.2SANDVIK 公司设备名称型 号:特 性制造厂直流电焊机AX -320-1陡降外特性上海电焊机厂表二十I焊接接头接头形式：对接 坡口型式： X型.坡口加工方法：机械加工 背 面清根： 刨削.试板尺寸:23 X150X 350焊接位置： 平 .试板长度方向应与钢板的轧制方向一致。接头图：焊前对坡口区域进行了除油、水处理I焊接规范参数如下： 表二十二编 号焊接 方法焊缝 层次焊接程序电 源 极 性焊接位接焊丝 直径 (mm)焊道电弧 电压(V)焊接 电流(A)焊接 速度(mm/min)1手工 电弧 焊多层 多道 焊X直 流 反 极 性平正面3.21-922-24100-12016022

15、0反面3.21922- 24100-120200-2407.2试验项目由于焊条较少，焊接试板较短，试样取样按3.2中说明对常温下试验项目有所减少，其它试验要求及试样加工尺寸均同3.2中各条款试验与检查项目 表二十三试验与检查种类试验温度数 量备 注外观检查全长射线探伤全长横向拉伸试验常温0弯曲试验侧弯常温1冲击试验焊缝区常温0横向拉伸试验4K(-269 I)3纵向拉伸试验1化学成分测定 C、Mn、Si、P、S、Ni、Cr、Mo、N磁导率1.01.7.3试验检查结果表二十四检查项目检 查 结 果外观检查焊缝表面成形均匀，平滑地向母材 过渡，无裂、焊瘤和 咬边等有害缺陷。X射线探伤按GB33208

16、7标准执行，均为I级合格片。试板编号为06。横向拉力试验 （常温）抗拉强度（N/mm 2）弯曲试验（常温）d =40； a =180 侧弯完好。冲击试验（常温）Akv （J）焊缝中心横向拉伸试 验（超低温）抗拉强度ob（Mpa）1172;1211;1199.屈服强度O2（Mpa）860;-;944.延伸率$ （%）18.3;-;21.0.横向拉伸试 验（超低温）抗拉强度ob（Mpa）1453;1370屈服强度O2（Mpa）985;816延伸率S （%）30.4;35.7磁导率卩 1.01焊缝金属化学成分 表二十五施焊 焊材元素CMnSiPSNiCrMoN要求 0.03 2.0 1.0 0.04

17、6 0.01511.0 14.016.5 18.52.503.060.120.2225.22.2LMnB0.033.50.380.0150.00823.524.32.70.16工艺性能：引弧性好，脱渣性较差，应属于碱性药皮,来样焊条有一定程度偏心。八ESAB公司焊条对接焊试验8.1焊接工艺规程23mm母材的 钢 种和厚度钢种: 超低碳奥氏体不 锈钢 牌号: 316LN 厚度:共 17 页 第 14 页表二十六I焊接材料焊接材料牌 号规格制 造 厂, 1焊条OK64.633.2ESAB公司I焊接设备 表二十七设备名称型 号P特 性制 造 厂直流电焊机AX -320-1陡降外特性上海电焊机厂I焊接

18、接头接头形式：对接 坡口型式：X型.坡口加工方法:机械加工 背面清 根： 刨削.试板尺寸：23 X150X 350焊接位置： 平 .试板长度方向应与钢板的轧制方向一致。接头图：焊前对坡口区域进行了除油、水处理。I焊接规范参数如下： 表二十八编 号焊接 方法焊缝 层次焊接程序电 源 极 性焊接位置焊丝 直径 (mm)焊道电弧 电压(V)焊接 电流(A)焊接 速度(mm/min)1手工 电弧 焊多层 多道 焊CO直 流 反 极 性平正面3.21-822-24100-120160190反面3.211222- 24100-120200-2508.2试验项目由于焊接试板较短，试样取样按3.2中说明对常温

19、下试验项目有所减少，其它试验要求及试样加工尺寸均同3.2中各条款。试验与检查项目 表二十九试验与检查种类试验温度数 量备 注外观检查全长射线探伤全长横向拉伸试验常温0弯曲试验侧弯常温1冲击试验焊缝区常温0横向拉伸试验4K(-269 I)3纵向拉伸试验1化学成分测定 C、Mn、Si、P、S、Ni、Cr、Mo、N磁导率1.01.表二十8.3试验检查结果检查项目检 查 结 果外观检查焊缝表面成形均匀，平滑地向母材 过渡，无裂、焊瘤和 咬边等有害缺陷。X射线探伤按GB332087标准执行，均为I级合格片。试板编号为0&横向拉力试验 （常温）抗拉强度2（N/mm ）弯曲试验（常温）d =40； a =1

20、80 侧弯完好。冲击试验（常温）Akv （J）焊缝中心横向拉伸试 验（超低温）抗拉强度ob（Mpa）1189;1225;1251.屈服强度O2（Mpa）延伸率S （%）13.9;25.7;26.5.横向拉伸试 验（超低温）抗拉强度ob（Mpa）1197屈服强度O2（Mpa）-延伸率S (%)27.5磁导率卩 1.01焊缝金属化学成分 表三十施焊 焊材X元素CMnSiPSNiCrMoN要求 0.03 2.0 1.0 0.046 0.01511.0 14.016.5 18.52.503.060.120.22OK64.630.0352.600.500.0190.01015.818.02.920.14

21、工艺性能：引弧性好，脱渣性较好，熔池流动性较好，应属于弱碱性 药皮。九 SANDVIK 和ESAB公司焊条立对接试验焊接基本规程同上。1第一次试验焊缝拍片均不满足要求，据实际情况分析，对焊条的立 对接还需通过试验进一步掌握其特性。2第二次试烧立焊缝，由于SANDVIK公司焊条不够，仅施焊了ESAB公司尝的焊条，拍片结果一张为I级片，一张有部分夹渣，评 定为I级片。常温下试验正在进行中，结果附后。十结论由上述试验结果可以看出，焊丝TWE-316LM2和焊条TS-316LN施焊由于常温下弯曲指标不合格。焊条25.22.2LMnB和 焊条OK64.63施焊指标与要求比较接近，可以考虑采用。共 17 页 第 17 页