S30408不锈钢压力容器封头环缝焊接工艺研究毕业设计.doc

专科生毕业设计题 目： S30408不锈钢压力容器封头 环缝焊接工艺研究 专业年级： 焊接 学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成时间： 2014 年 6 月 18 日 专科生毕业设计（论文）评语学生姓名： 学号：1130340109学 院： 专业：焊接任务起止时间：2014 年 4 月 28 日至 2014年 6 月 18日毕业设计（论文）题目：S30408不锈钢压力容器封头环缝焊接工艺研究指导教师对毕业设计（论文）的评语：指导教师签名： 指导教师职称： 评阅教师对毕业设计（论文）的评语：评阅教师签名： 评阅教师职称： 答辩委员会对毕业设计的评语：答辩委员会评定，该生毕业设计（论文）成绩为： 答辩委员会主席签名： 职称： 年 月 日专科生毕业设计（论文）任务书学生姓名 学号：1130340109学 院： 专业：焊接任务起止时间： 2014 年 4 月 28 日至 2014 年 6 月 18 日毕业设计（论文）题目：S30408不锈钢压力容器封头环缝焊接工艺研究 毕业设计工作内容： 采用焊接相关语言，并运用所学焊接相关知识，制定一套不锈钢环缝焊接工艺流程，达到实际生产中所要求的标准，为以后的不锈钢环缝焊接提供工艺支持。资料：1 邱葭菲.焊接方法与设备M.北京.化学工业出版社，2008：2543 2 张其枢，堵耀庭.不锈钢焊接M.北京.机械工业出版社，2002：6789指导教师意见： 签名：年 月 日系主任意见： 签名：年 月 日S30408不锈钢压力容器封头环缝焊接工艺研究摘要压力容器多数在高温高压下运行，必须要承受较高的载荷。因此，要求压力容器的焊缝和热影响区必须具有较高的强度、足够的冲击韧性和很高的耐热性，并且保证焊接接头无裂纹、夹渣、气孔等缺陷。本课题研究的是压力容器中的不锈钢压力容器的焊接，其母材为S30408不锈钢。因此，如何制定合理的焊接工艺，以解决S30408中的焊接缺陷问题，获得强度高，塑性、韧性好的优质S30408焊接接头，就成为压力容器生产制造过程中必须解决的关键技术问题。不锈钢因为其特有的一些工艺性能，现如今在压力容器的制造中占的比重越来越大。我们要想做好不锈钢压力容器的生产制造，保证所生产不锈钢压力容器的质量，避免发生事故，就必须对不锈钢压力容器的焊接工艺有一个全面清楚的认识，对焊接过程中所出现的问题有一个好的解决办法。通过针对S30408不锈钢压力容器的封头环缝焊接工艺研究，确定S30408不锈钢压力容器环缝焊接所用的焊接方法、焊接电流、焊接电压以及所选用的焊条、焊丝型号等。通过焊后的拉伸试验、弯曲试验和冲击试验以及X射线探伤检测确定S30408的焊接性和所制定的焊接工艺的正确性。本论文对S30408不锈钢的焊接性研究和试验分析结果具有一定的理论研究价值和工程应用价值。关键词压力容器；S30408钢；手弧焊；埋弧焊不要删除行尾的分节符，此行不会被打印目录摘要I第1章 绪论11.1 研究背景11.2 压力容器基本要求及存在问题21.2.1 压力容器基本要求21.2.2 压力容器焊接中存在的问题21.3 本论文的主要研究问题3第2章 S30408不锈钢焊接性42.1 S30408成分及性能42.2 S30408焊接性42.3 本章小结5第3章 S30408焊接工艺63.1 焊接方案63.2 焊接设备及材料63.2.1 手弧焊设备及材料63.2.2 埋弧焊材料及设备73.3 焊接工艺83.3.1 焊接参数选择83.3.2 焊接工艺流程103.3.3 焊接注意事项113.4 本章小结11第4章 焊后检测124.1 焊后检验意义124.2 力学性能试验124.2.1 拉伸试验124.2.2 弯曲试验134.2.3 冲击试验144.3 X射线探伤154.3.1 X射线探伤仪器及设备154.3.2 试样制备154.3.3 试验结果及分析154.4 本章小结16结论17致谢18参考文献19第1章 绪论1.1 研究背景有资料表明，目前我国压力容器供方市场已有2700余家，已构成规模大，装备强，覆盖面广，技术力量强，素质高的生产厂家。并且我国已形成ASME产品协作网，中小压力容器厂商联合会，已创建压力容器协会，这均是很有前景的横向联合的行业协会团体。我国的压力容器标准化体系是随着压力容器行业的逐步发展而形成的，从总体上体现了当前压力容器行业的技术水平和管理水平。其中既有参照先进工业国家的相应标准而制订的技术内容，也有根据自身国情和总体技术水平而建立起来的技术内容。经过几十年的工业生产检验，证明对于压力容器产品的质量控制和安全使用起到了极为关键的作用。目前世界各工业国家在压力容器标准化中投入大量的人力物力，特别是对于本国标准如何达到国际标准并使本国的标准技术内容成为国际标准的相应内容。在此情况下，我国必须在基于本国标准的前提下，向国际标准看齐，在压力容器的生产和检验上做出相应的努力，才能使中国的标准以及压力容器行业的技术和管理水平赶上世界先进水平。通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系；按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。压力容器（如图1-1所示）是承受内外压力的设备，具有多种结构形式，基本组成由壳体、封头、接管、支座等构成，这些部件均需要通过焊接组装成为一个整体。因此，焊接过程是压力容器生产制造过程的核心内容。压力容器作为国民经济生产中的重要的特种设备，可分为石油化工容器、核反应堆压力容器和核电站锅炉三大类。虽然大量应用高强钢，但压力容器的焊接还仍然以埋弧自动焊1、电渣焊、手工电弧焊和堆焊为主，窄间隙焊接和药芯焊丝气体保护焊为辅。目前，在各个制造厂，压力容器环缝一般采用埋弧自动焊，纵缝采用电渣焊，而各种接管与筒体的焊接基本上还是采用手工电弧焊。 图1-1 压力容器1.2 压力容器基本要求及存在问题1.2.1 压力容器基本要求压力容器设计的最主要特点是根据使用条件选择合适的钢种，并提出相应的技术要求，以保证压力容器在制作和使用过程中达到不裂和不脆的要求。不裂即在制造和使用过程中不出现裂纹。不脆保证压力容器在制造和使用过程中钢材和焊接接头具有足够的韧性和抗断裂能力。压力容器多数在高温高压下使用，需要承受很强的载荷。因此，对压力容器的焊接接头提出了更高的要求。这些要求主要反映在两个方面：一是焊缝金属和热影响区除了具有一定强度、刚度和一定冲击韧性外，还必须要求有耐久性和密封性；二是要求焊接接头无裂纹等缺陷。1.2.2 压力容器焊接中存在的问题虽然压力容器生产厂家在压力容器的生产过程中积累了丰富的经验，但严格来说，还存在不少的问题。焊接质量问题主要有两个方面：一是焊缝金属和焊接接头的机械性能不符合焊接要求：二是在焊接区存在裂纹等缺陷。机械性能的薄弱环节会降低热影响区的冲击韧性和焊接接头在高温下的抗拉强度。造成机械性能不合格的因素很多，母材原始性能偏低或勉强合格往往是导致机械性能，特别是使抗拉强度出格的主要因素。焊缝金属和焊接接头的裂纹是影响压力容器运行的最大危害，也是压力容器焊接面临的最主要的技术问题。美国俄亥俄州煤气公司液化天然气贮存的三台17.4 m的焊接球罐，由于焊接裂纹的扩展，突然发生爆炸，酿成大火，死亡128人，损失680万美元。在国内，据国家质量监督局统计，我国在2003年一年时间内，共发生各类爆炸事故144起，直接经济损失达1486.33万元。2002年发生锅炉、压力容器和压力管道事故117起，直接经济损失2552.4万元。其中大部分原因是因裂纹所致。1.3 本论文的主要研究问题本论文主要是了解S30408的焊接性，然后制定焊接方案，选择焊接材料及设备。制定焊接工艺，包括焊接参数的选择，焊接流程及注意事项。最后是焊接检测，包括力学性能测试和X射线探伤，通过试验结果分析得到结论。第2章 S30408不锈钢焊接性2.1 S30408成分及性能S30408是美国的不锈钢牌号2，我国与之对应的钢新牌号是06Cr19Ni10，旧牌号是0Cr18Ni9。该钢具有优良的不锈耐蚀性能，优良的冷热加工成型性能，较好的低温性能和良好的焊接性能。金属焊接性3是金属材料对焊接加工的适用性。主要是指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。金属焊接性分为工艺焊接性和使用焊接性。工艺焊接性是指特定的材料在指定工艺条件下形成优质焊接接头的能力；使用焊接性是指形成的接头适应使用要求的程度，两者都是材料在焊接过程中冶金行为发展变化的结果。随着新的焊接方法的不断涌现，材料制造工艺的不断完善和新材料的出现，以及生产应用对结构越来越高的性能要求，金属焊接性问题不断涌现，因此，金属焊接性仍是生产和研究中极为重要的课题。钢材的焊接性主要取决于它的化学成分。随钢材强度级别的提高，其焊接性变差。焊接性变差一般表现在两个方面：一是焊接过程中焊缝熔敷金属的各种冶金缺陷；二是焊接过程中材料和性能的变化。对于不锈钢材料的焊接4，由于在焊接和使用过程中必须考虑焊接成分及焊接性问题，工程设计上大多采用相同成分或相近成分的不锈钢焊接。S30408不锈钢的化学成分如表2-1所示。表2-1 S30408不锈钢的化学成分C,% Si,% Mn,% S,% Ni,% Cr,% Mo,% 0.08 0.75 2.00 0.030 8.0010.50 18.0020.00 S30408不锈钢的力学性能如表2-2所示。表2-2 S30408不锈钢力学性能b,Mpa 0.2,Mpa , % , % 硬度，HBW205 520 40 60 1872.2 S30408焊接性S30408不锈钢不但具有优良的腐蚀性、耐热性和力学性能，而且焊接性也好。但是，如果焊接材料或焊接工艺选择不当，也会产生很多问题。其中经常遇到的是焊接接头的晶间腐蚀和应力腐蚀问题和焊缝金属产生热裂纹问题。S30408不锈钢焊接接头易在焊缝区、母材敏感区等部位产生晶间腐蚀。为防止晶间腐蚀应尽量降低碳含量，使用碳含量低的焊材，采用较小的焊接热输入或加快冷却速度。应力腐蚀开裂是在拉应力和腐蚀的共同作用下产生的开裂。S30408不锈钢导热性差，线膨胀系数大，焊接残余应力较大。因此应尽量降低焊接残余应力、拉应力和严格控制层间温度。焊接时极易产生热裂纹，这是因为焊缝金属结晶期间存在较大拉应力，加之导热系数差和线膨胀系数大，在焊接局部加热和冷却的条件下，焊接接头在冷却过程中可形成较大的拉应力。所以应该严格控制焊缝的有害物质，采用较小的焊接热输入。2.3 本章小结在焊接前首先要知道所焊接板材的焊接性。这章主要是分析S30408的成分及性能，并给出了S30408的成分表和力学性能表。每一种钢都有自己的焊接特性，S30408焊接时容易产生晶间腐蚀、应力腐蚀开裂和热裂纹。第3章 S30408焊接工艺3.1 焊接方案压力容器环缝为对接接头，坡口为Y形坡口，板厚12 mm。由于材料厚度较大，焊接层数较多，焊接工作量较大，因此焊接效率较低，且因层间清渣困难，焊缝内部也易产生夹渣缺陷。为了解决上述问题，决定在S30408不锈钢压力容器封头环缝焊接过程中引入埋弧焊工艺，以保证焊缝质量，提高焊接效率。但是由于直接用埋弧焊焊接容易使焊接接头烧穿，所以需先用手弧焊进行打底焊，再用埋弧焊焊接。在焊后需进行检测，根据JBT4730-2005承压设备无损检测规定，采用X射线检测，检测结果不低于级为合格。3.2 焊接设备及材料3.2.1 手弧焊设备及材料为避免埋弧焊焊接时出现烧穿，影响焊接效率和质量，必须先用手弧焊打底。选用的电焊机为直流逆变焊机ZX7焊机，焊机如图3-1所示。 图3-1 直流逆变焊机ZX7选用的不锈钢焊条型号为E308-16，牌号为A102。A102焊条的化学成分和力学性能分别如表3-1和3-2所示。表3-1 A102焊条化学成分化学成分 C Mn Si Cr Ni质量分数，% 0.07 1.22 0.46 19.2 8.50表3-2 A102焊条力学性能屈服强度s,% 抗拉强度b,% 伸长率,% 350 550 353.2.2 埋弧焊材料及设备因为是压力容器的环缝焊接，所以应选用悬臂式自动埋弧焊机，选用的埋弧焊机如图3-2所示，为MZ-1000型埋弧自动焊机。 图3-2 MZ-1000型埋弧焊机压力容器的焊接必须借用一些焊接变位机械，这类机械装置以改变焊机所处位置为主要任务。为了适应在各种情况的焊接需要，其类型也是多种多样的。但其共同的特征是：具有可以升降和水平收缩的横臂或平台、立柱回转、台车可以移动等，也有不带台车而仅使平台或横臂绕立柱回转并沿之升降的。这里所选用的焊接操作机为平台式操作机，如图3-3所示。焊丝5和焊剂是埋弧焊的消耗材料，从普通碳素钢到高级镍合金等多种金属材料的焊接都可以选择焊丝和焊剂配合进行埋弧焊接。二者直接参与焊接过程的冶金反应，因而它们的化学成分和物理性能不仅影响埋弧焊的稳定性，焊接接头性能和质量，同时还影响着焊接生产率，因此根据焊缝金属要求，正确选用焊丝和焊剂是埋弧焊技术的一项重要内容。这里选用的焊丝型号为ER308焊丝，选用的焊剂为HJ260。ER308焊丝的化学成分和力学性能分别如表3-3和3-4所示。 图3-3 焊接平台式操作机表3-3 ER308 焊丝化学成分化学成分 C Mn Si Cr Ni质量分数，% 0.05 1.80 0.35 20.00 10.21表3-4 ER308 焊丝力学性能屈服强度s,% 抗拉强度b,% 伸长率,% 450 600 413.3 焊接工艺3.3.1 焊接参数选择1.手弧焊参数选择焊条直径的选择：为提高生产效率，尽可能地选用直径较大的焊条。当然，这还要看板厚和坡口角度及坡口大小，如果板材较薄或是坡口角度过小，用直径大的焊条焊接容易烧穿，而且用直径过大的焊条焊接，也容易造成未焊透或焊缝成形不良等缺陷6。所以焊条的选用要考虑到多方面的影响因素，不能只根据一方面选择焊条。焊条直径与焊件厚度的关系如表3-5所示。表3-5 焊条直径与焊件厚度的关系焊件厚度，mm 4 412 12焊条直径，mm 不超过焊件厚度 3.24.0 4.0焊接电流7的选择：焊接电流是焊条电弧焊最重要的工艺参数。选择焊接电流时，要考虑的因素很多，如焊条直径，药皮类型、工件厚度，接头类型，焊接位置，焊道层次等。但主要由焊条直径，焊接位置和焊道层次决定的。焊条直径与焊接电流的关系如表3-6所示。表3-6 焊条直径与焊接电流的关系焊条直径，mm 1.6 2.0 2.5 3.2 4.05.0焊接电流，mm 2540 4065 5080 100130 160210 260270电弧电压的选择：电弧电压主要影响焊缝的宽窄，电弧电压越高，焊缝越宽，因为焊条电弧焊时，焊缝宽度主要靠焊条的横向摆动幅度来控制，因此电弧电压的影响不明显。焊接速度的选择：焊接速度就是单位时间内完成焊缝的长度。焊条电弧焊时，在保证焊缝具有所要求的尺寸和外形，保证熔合良好的原则下，焊接速度由焊工根据具体情况灵活掌握。焊接层次的选择：在厚板焊接时，必须采用多层焊或多层多道焊。多层焊的前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一条焊道对前一条焊道起热处理作用，有利于提高焊缝金属的塑性和韧性。2.埋弧焊焊接参数 焊丝的选择：埋弧焊使用的焊丝有实心焊丝和药芯焊丝两类，生产中普遍使用的是实心焊丝，药芯焊丝只在某些特殊场合应用。目前主要有碳刚、低合金钢、高碳刚、特殊合金钢、不锈钢、镍基合金钢焊丝。焊剂的选择：焊剂主要分为两大类，熔炼焊剂和非熔炼焊剂。焊丝直径的选择：当其他条件不变时，焊丝直径不同，焊缝形状会发生变化。熔深与焊丝直径成反比关系，但这种关系随电流密度的增加而减弱。焊接电流的选择：焊接电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹；焊接电流小，熔深浅，余高和宽度不足。焊丝直径与电流的关系如表3-7所示。表3-7 焊丝直径与电流的关系焊丝直径，mm 3.0 4.0 5.0 6.0电流范围，A 350400 400800 7001000 8001200 电压的选择：电弧电压和电弧长度8成正比。电弧电压过高，焊缝宽度增加，余高不够；电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹。埋弧焊时电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。电流与电压的关系如表3-8所示。表3-4电流对应电压焊接电流，A 400600 600700 700850 8501000 10001200电弧电压，V 3236 3638 3840 4042 4244焊接速度的选择：通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大；随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔宽9都将减小。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差；焊接速度过大，熔化金属量不足，容易产生咬边。3.3.2 焊接工艺流程板厚12 mm，坡口选择Y形坡口，坡口示意图如3-4所示。焊条型号E308-16，直径为4 mm，电流160180 A。埋弧焊丝型号为ER308，焊丝直径为4 mm，电流450600 A。碳棒直径选8 mm，电流350500 A。 图3-4 焊接接头坡口示意图 焊接流程图如图3-5所示。手弧焊焊接焊前检查焊前清理操作准备 埋弧焊焊接碳弧气刨清根埋弧焊焊接 图3-5 焊接工艺流程操作准备10主要是准备好焊接设备和焊材，以及引弧板等焊接所需物品；焊前检查主要是检查焊机以及焊机控制电缆线接头有无松动，焊接电缆是否连接妥当。焊机要作空车调试，检查各个按钮、旋钮开关、电流表和电压表等是否正常；焊件清理11主要是去除锈蚀、油污及水分，防止气孔的产生。一般用喷砂、喷丸方法或手工清除，必要时用火焰烘烤待焊部位。在焊前应将坡口及坡口两侧各20 mm区域内及待焊部位的表面铁锈、氧化皮、油污等清理干净。埋弧焊用的焊丝和焊剂对焊缝金属的成分、组织和性能影响极大。因此焊接前必须清除焊丝表面的氧化皮、铁锈及油污等。焊剂保存时要注意防潮，使用前必须按规定的温度烘干待用。因为12 mm焊件属于薄板12，如果直接用埋弧焊焊接容易烧穿，所以先用手弧焊打底，第一层用手弧焊打底，第二层继续用手弧焊填充，最后一层用埋弧焊盖面。背面用碳弧气刨清根，然后直接用埋弧焊盖面。3.3.3 焊接注意事项为防止铁离子和其它杂质的污染，不锈钢制品13的生产场所应保持清洁、干燥，严格控制灰尘积聚；生产中使用专用的胶轮滚轮架，专用的吊夹具及工艺装备；不锈钢容器制造过程中，操作工人应穿着软质橡胶工程鞋，鞋底不得带有铁钉与尖锐异物；不锈钢容器施焊时，不允许用碳素钢材质作为地线搭铁，应将地线搭铁紧固在工件上，禁止点焊固定；具有抗晶间腐蚀要求的不锈钢制压力容器14在焊接时，应严格执行焊接工艺规范，严格控制焊道的层间温度；不锈钢制压力容器施焊前需用丙酮或酒精将接头处的油污等杂质清洗干净，采用等离子切割的坡口应打磨至露出金属光泽。焊接时不允许在不锈钢非施焊表面引弧。3.4 本章小结本章主要是焊接工艺的制定，根据焊接结构选择合适的焊接方法、焊接参数以及焊接设备和材料的选择。只有制定合理的焊接工艺，才能保质保量的完成焊接工作。第4章 焊后检测4.1 焊后检验意义随着焊接技术的发展，焊接加工在工业生产、交通运输、建筑结构等许多领域得到了广泛应用。由于压力容器的生产要求日益苛刻，因此确保焊接结构的高质量是至关重要的，否则，在运行中出现事故必将造成惨重的损失。由于焊接接头性能的不均匀性，应力分布的复杂性，制造过程中又无法做到绝对不产生焊接缺陷，因此为了明确是否生产出高质量产品，我们必须焊后检验15。为了保证焊接产品的质量，以免工件在工作时发生断裂和报废，往往在工件断裂的同时还会引发事故，如：压力容器爆炸、重载构件断裂等。都会造成极大的破坏，致使人员伤亡和财产损失。所以我们要进行有目的的检验焊接产品，以保证焊接产品的正常工作。4.2 力学性能试验4.2.1 拉伸试验1.实验设备和仪器万能试验机、引伸仪、游标卡尺2.试样的制备按照焊接接头机械性能试验取样方法在焊接试板上切取加工拉伸试样，如图4-1所示。 图4-1 拉伸试样3.测试项目测试项目包括抗拉强度强度b、屈服强度s、断后伸长率和断面收缩率。4.试验结果及分析按照GB2651-89焊接接头拉伸试验方法进行试验，测得所需试验项目，试验结果平均值如表4-1所示。表4-1 拉伸试验测试结果屈服强度 抗拉强度 断后伸长率 断面收缩率315.4 722.4 53.08 52.5通过对奥氏体不锈钢S30408进行室温单向拉伸试验，研究了预应变量和变形速度等对材料韧性、强度等力学性能的影响。结果表明预应变处理能提高材料的屈服强度，降低材料的抗拉强度，但同时会降低韧性。4.2.2 弯曲试验1.实验仪器万能试验机2.试样的制备按照GB2649-89焊接接头机械性能试验取样方法切取加工弯曲试样如图4-2所示。 图4-2弯曲试样3.试验结果及分析 弯曲试验结果如表4-2所示。 表4-2弯曲试验测试结果试样编号弯曲类型试样厚度，mm弯心直径，mm弯曲角度，°试验结果1横弯1240180无裂2横弯1240180无裂3横弯1240180无裂4横弯1240180无裂5横弯1240180无裂6横弯1240180无裂横弯弯至180度没有发生开裂，说明S30408焊接性能良好，从而所设计的焊接工艺也是可行的。4.2.3 冲击试验1.试验仪器及设备冲击试验机、游标卡尺2.冲击实验原理冲击试验是将具有规定形状、尺寸和缺口类型的试样，放在冲击试样机的支座上，使之处于简支梁状态。然后用规定高度的摆锤对试样进行一次性打击，实质上就是通过能量转换过程，测量试样在这种冲击下折断时所吸收的功。3.试样制备按照国家标准GB/T 2291994金属夏比缺口冲击试验方法，金属冲击试验所采用的标准冲击试样为10 mm×10 mm×55 mm，并开有2 mm或5 mm深的U形缺口的冲击试样，如图4-3所示。 图4-3冲击试样4.试验结果及分析冲击试验在JB30B冲击试验机上进行，冲击能量3015 kg·m，S30408冲击试验结果如表4-3所示。表4-3 冲击试验结果试板编号试验尺寸，mm缺口类型缺口位置冲击温度，冲击功，J110×10U焊缝区常温86.5210×10U焊缝区常温83.2310×10U焊缝区常温78410×10U焊缝区常温81510×10U焊缝区常温79.2610×10U焊缝区常温83从U形缺口韧性冲击试验结果可以看出：所有的冲击功都高于70 J，在不同的工艺条件下，冲击韧性也不同。4.3 X射线探伤4.3.1 X射线探伤仪器及设备工业用X射线探伤机、X射线胶片、增感屏、像质计、标记带、暗盒、中心指示器、黑度计、显影药水、定影药水、洗片夹等。X射线探伤机如图4-4所示。 图4-4 工业用X射线探伤机4.3.2 试样制备试样即所焊的压力容器的环缝焊接接头。4.3.3 试验结果及分析焊后对焊接接头进行探伤，焊缝内部质量按GB3323-87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级中B级焊缝标准要求，在X射线机上，经X射线透照验收合格。结果如表4-4所示。表4-4 焊接接头X射线探伤结果试样编号X射线检测123456根据GBT3323-1987标准，根据缺陷性质、数量和大小将焊缝质量分为、四个等级。级质量最好，级质量最差。结果显示达到级和级焊缝要求，说明S30408焊接性良好，焊接工艺正确，焊缝合格，达到国家标准。4.4 本章小结本章主要介绍了压力容器的检测方法，因为压力容器主要用于化工生产，如果一旦泄露，后果不堪设想，因此检测的重要性不言而喻，检测包括很多种，本章主要是力学性能检测和X射线探伤，但不管哪一种，都是至关重要的，不可忽视。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。- 19 -结论本文针对压力容器生产厂家生产制造的S30408不锈钢压力容器制造技术和焊接质量，结合生产厂家焊接生产中所采用的手弧焊和埋弧焊焊接方法，从研究S30408不锈钢焊接性分析出发，通过焊接工艺评定和焊接接头焊缝组织分析以及相关无损检测方法进行焊接工艺参数的优化，得到一些试验结果和结论。现将主要内容和结果总结如下：1.通过对奥氏体不锈钢S30408进行室温单向拉伸试验，研究了预应变量和变形速度等对材料韧性、强度等力学性能的影响。结果表明预应变处理能提高材料的屈服强度，降低材料的抗拉强度，但同时会降低韧性。通过弯曲试验横弯弯至180度没有发生开裂，说明S30408焊接性能良好。2.S30408不锈钢有良好的冷、热加工性能、无磁性和好的低温性能。S30408在焊接中易产生热裂纹和应力腐蚀开裂，所以在焊接时应该严格控制焊缝的有害物质，采用较小的焊接热输入，尽量降低焊接残余应力、拉应力和严格控制层间温度。3.通过对X射线探伤得到的数据进行分析，确定了焊缝为级焊缝和级焊缝。根据国家压力容器相关标准，这样的焊缝符合压力容器无损检测标准，焊接的焊缝是合格的。这样的结果进一步证明了S30408良好的焊接性，制定的焊接工艺和选择的焊接参数也是合理的。本论文针对S30408不锈钢压力容器的封头环缝焊接工艺研究，明确了研究背景，分析了S30408的焊接性，确定了S30408不锈钢压力容器环缝焊接所用的焊接方法、焊接电流、焊接电压以及所选用的焊条、焊丝型号等，并给出了焊接过程中具体的工艺流程，包括焊接过程中的注意事项。通过焊后的拉伸试验、弯曲试验和冲击试验以及X射线探伤检测确定了S30408良好的焊接性和所制定的焊接工艺的正确性。本论文的工艺研究将会给不锈钢压力容器的生产提供理论和实践上的支持，并给其它材质压力容器的生产制造起到借鉴的作用。致谢当我的毕业设计接近完成，我的大学生活也悄悄走到了尽头。回想这几个月的设计过程，从接到设计题目到如今设计完成，这当中我经历了初期的困惑、茫然、失望甚至厌烦，中期的豁然开朗、峰回路转，到现在的卸下负担一身轻松。这过程中，我学到了很多，收获了很多。首先，我要感谢老师们三年来对我的教导。在老师们的指导下，我学到了许多的专业知识，做人道理，做事的原则。使我顺利的走完了大学的生活。再次，我要特别感谢老师近期对我的帮助和耐心指导，帮助我开阔思路。在老师的精心指导下，我如期顺利的完成论文的写作，同时也上完大学生活的重要的最后一课。我还要感谢在一起愉快的度过三年的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。参考文献1 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