奥氏体不锈钢制作工艺规程

1Cr18Ni9Ti不锈钢板TIG焊工艺设计

摘要：本说明书分析了1Cr18Ni9Ti钢板的化学成分、力学性能和它的焊接性，并在此基础上制定了一套TIG焊的设计工艺，包括材料的焊接性能分析、TIG焊设备描述、TIG焊焊的各项工艺参数、焊接前的准备、焊后处理以及焊缝检验。

关键词：1Cr18Ni9Ti钢板 TIG焊

一、母材的焊接性能分析

1.1 母材的成分及性能

母材规格：1Cr18Ni9Ti钢板一块，规格：－5×100×300，TIG焊。母材的力学性能如表1所示，母材化学成分如表2所示。

表1 母材牌号、力学性能

牌号 力学性能

s(MPa) b(MPa) 5(%) (%) HRB

304 ≥200 ≥520 ≥40 ≥50 ≤90

表2 母材化学成分(%)

牌号 化学成分（%）

C Ni Si P Mn S

304 ≤0.12 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.035 ≤2.00 ≤0.030

1.2 1Cr18Ni9Ti钢的简介、特点及焊接性分析

不锈钢是耐蚀和耐热高合金钢的统称。不锈钢通常含有Cr、Ni、Mn、Mo等元素，具有良好的耐腐蚀性、耐热性和较好的力学性能，适于制造要求耐腐蚀、抗氧化、耐高温、和超低温的零部件和设备，应用十分广泛，其焊接具有特殊要求。而1Cr18Ni9Ti既可作为不锈钢，也可作为热强钢。根据1Cr18Ni9Ti其镍的含量，它属于奥氏体钢。奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种，生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%。该类钢是一种十分优良的材料，有极好的抗腐蚀性和生物相容性，因而在化学工业、沿海、生物医学、石油化工等领域中得到广泛应用。

1.1奥氏体不锈钢的组织特点： ①通常在常温下的组织为纯奥氏体，也有一些为奥氏体和少量铁素体，这种少量铁素体有助于防止热裂纹。

②不能用热处理方法强化。但具有显著的冷加工硬化性，可通过冷变形方法提高强度。

③经冷变形产生的加工硬化，可采用固溶体处理使之软化。

第３７卷第２期　２００８年４月　船海工程　ＳＨＩＰ８．（）ＣＥＡＮ　ＥＮＣ－ＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．２　Ａｐｒ．２００８　

文章编号：１６７１—７９５３（２００８）０２—００２４　０４　

奥氏体不锈钢的焊接特点及焊接程序认可试验　

齐晓娟　，谢文军　，曲广善　

（１．沈阳棋盘山开发区经营管理有限公司，沈阳１１０１６３；　

２．大连水产学院海洋工程系，辽宁大连１１６０２３）　

摘要：奥氏体不锈钢的焊接是建造化学品船的一个技术难点和重要工艺。阐述根据奥氏体不锈钢的焊　

接特点和经济性要求，选择焊接方法、焊接材料、制定焊接规程的方法，并进行焊接试验。试验顺利通过了法　国ＢＶ船级社的认可，并在实际生产中取得了良好的效果。　

关键词：化学品船；奥氏体不锈钢；异种钢；焊接规程；认可试验　

中图分类号：Ｕ６７１．８　文献标志码：Ｂ　

Ｔｈｅ　Ｗｅｌｄｉｎｇ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　Ａｐｐｒｏｖａ１　

Ｔｅｓｔｓ　ｏｆ　Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　Ｓｔｅｅｌｓ１　ｅｓｔＳ　ＡＵＳｔｅｎｌｔｌＣ　５ｔａｉｎｌｅｓｓ　５ｔｅｅｌＳ　

ＱＩ　Ｘｉａｏ－ｊｕａｎ　，ＸＩＥ　Ｗｅｎ－ｊｔｉｎ　。ＱＵ　Ｇｕａｎｇ－ｓｈａｎ　（１．Ｓｈｅｎｙａｎｇ　ｑｉｐａｎｓｈａｎ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ＣＯ．Ｌｔｄ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１０１６３，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｄａｌｉａｎ　Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　１１６０２３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｏｆ　Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　Ｓｔｅｅｌｓ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｂｕｔ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｉｓ　ｄｉｓｑｕｉｓｉ—　

ｔｉｏｎ　ｓｅｔ　ｆｏｒｔｈ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔＯ　ｔｈｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｗａｙ　ｔＯ　ｃｈｏｏｓｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｍｅｔｈ—　

不锈钢焊接工艺标准

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审核：

批准：

目录

1适用范围---------------------------------------------1

2施工准备---------------------------------------------1

2.1技术准备-----------------------------------------1

2.2作业人员-----------------------------------------1

2.3材料检查验收-------------------------------------1

2.4主要工机具---------------------------------------3

2.5测量及计量器具-----------------------------------3

2.6作业条件-----------------------------------------3

3施工工艺---------------------------------------------4

3.1工艺流程-----------------------------------------4

3.2工艺操作规程-------------------------------------5

3.3施工工艺参数-------------------------------------7

3.4施工工艺特点-------------------------------------8

3.5施工环节及重要工序-------------------------------9

4质量检验---------------------------------------------10

4.1质量检验标准-------------------------------------10

1．不锈钢酸洗钝化的必要性:

奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能，抗高温氧化性能，较好的低温性能及优良的机械与加上r生能。因此广泛用于化工、石油、动力、核工程、航天航空、海洋、医药、轻工、纺织等部门。其主要目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜，如果膜不完整或有缺陷，不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进行酸洗钝化处理，使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。在不锈钢设备与部件在成形、组装、焊接、焊缝检查 (如探伤、耐压试验)及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等，这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量，破坏了其表面的氧化膜，降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀)，甚至会导致应力腐蚀破裂。

不锈钢表面清洗、酸洗与钝化，除最大限度提高耐蚀性外，还有防止产品污染与获得美观的作用。在 GBl50一1998《钢制压力容器》规定，“有防腐要求的不锈钢及复合钢板制造的容器的表面应进行酸洗钝化”。这一规定是针对石油化工中使用的压力容器而言的，因为这些设备用于直接与腐蚀介质相接触的场合，从保证耐蚀耐蚀性出发，提出酸洗钝化是必要的。对其他工业部门，如并非出于防腐目的，仅基于清洁与美观要求，而采用不锈钢材判·的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还需要进行酸洗钝化。对核工程、某些化工装置及其它使用要求严格的，除酸洗钝化外，还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。 2．不锈钢酸洗钝化原理

不锈钢的抗腐蚀陛能主要是由于表面覆盖着一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜，这层膜1n腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有动态特征，不应看作腐蚀完全停止，而是形成扩散的阻挡层，使阳极反应速度大大降低。通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏膜，而在氧化剂(如空气)存在时能保持或修复膜。

不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜，但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗，包括碱洗与酸洗，再用氧化剂钝化，才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件，保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10μm厚一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是，通过酸洗钝化，使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解，去掉了贫铬层，造成铬在不锈钢表面富集，这种富铬钝化膜的电位可达+1．0V(SCE)，接近贵金属的电位，提高了抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理也会影响膜的成分与结构，从而影响不锈性，如通过电化学改性处理，可使钝化膜具有多层结构，在阻挡层形成CrO3或Cr2O3，或形成玻璃态的氧化膜，使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。