不銹鋼與銅焊接工藝及金相分析畢業(yè)論文(存儲(chǔ)版)

　　

【正文】 ，從而建立合金成分、組織和性能間的定量關(guān)系。2. 焊接接頭顯微組織的顯示 化學(xué)試劑侵蝕顯示方法是在金相組織顯示中是最常用的。腐蝕時(shí)間為：不銹鋼7~10s，紫銅4~5s。坡口形式的選擇，不僅直接影響到焊接結(jié)構(gòu)的生成成本，而且將直接影響到接頭的化學(xué)成、組織和力學(xué)性能。3. TIG焊時(shí)所用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 材料板厚：2~3mm，預(yù)熱溫度：300℃，鎢極直徑：2~3mm，焊絲直徑：，噴嘴直徑：8~10mm，焊接電流：175~225A，氬氣流量：6~10（L∕min），電源極性：直流正接，焊接速度：∕s，送絲速度：2mm∕s，破口形式：不銹鋼45176。不銹鋼側(cè)組織：奧氏體不銹鋼母材組織為奧氏體或奧氏體和少量的鐵素體，熔合線和熱影響區(qū)交界較明顯，不銹鋼側(cè)母材熱影響區(qū)組織較為狹窄，組織為奧氏體和帶狀鐵素體，不銹鋼母材未受熱影響區(qū)組織為奧氏體和少量帶狀分布的鐵素體以及一些顆粒碳化物。從而證明了銅與不銹鋼異種材料可以通過某種焊接方法將其良好的焊接在一起，并通過調(diào)整合適的焊接參數(shù)的成型及力學(xué)性能良好的焊接接頭。在此，向?qū)煹呐囵B(yǎng)和教育表示崇高的敬意和衷心的感謝。異種材料的焊接日益受到人們的重視，具有廣闊的應(yīng)用前景，近年來在航天、石油化工、電站鍋爐、核動(dòng)力、造船及其他一些領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。因此，當(dāng)銅鋼焊縫強(qiáng)度、塑性顯著下降，并且焊件中存在內(nèi)應(yīng)力時(shí)，就在接頭的脆弱部位形成熱裂，但只要執(zhí)行合理的焊接工藝，熟練掌握焊接操作技術(shù)，仍能獲得滿意的銅鋼焊接接頭。由圖1（c）可見，金相組織圖為焊縫區(qū)組織圖，從圖片上看整個(gè)焊縫基本上以柱狀形態(tài)結(jié)晶。由于鋼和銅合金的種類很多，母材中有些合金元素過渡到焊縫中時(shí)，會(huì)使鋼與銅或與銅臺(tái)金的焊接性變差，所以應(yīng)選用與鋼和銅及鋼臺(tái)金均具有良好焊接性的金屬(如鎳基焊條或鎳銅合金焊條)作填充材料。（3）經(jīng)金相檢驗(yàn)，焊縫內(nèi)部組織均勻；可以得到良好的焊縫組織，紫銅和紫銅熔合區(qū)過渡均勻，結(jié)合良好；碳鋼與紫銅側(cè)熔合均勻，紫銅與碳鋼熔合線平直，無孔洞，且Cu和Fe相互之間有一定程度擴(kuò)散，熔合區(qū)為冶金結(jié)合。s Weldment . Choice of welding wires to nickel welding wire (HS201 ), and choose singleV. 　Test results and analysisMetallographic and analysis diagram 1 （ a ) Copper side of base metal, its organization as α solid (. a single solid), from the entire picture, not any defects, metal. Figure 1 ( b ) TIG welding ( HS201 wire) in microscopy near copper base metal side of fusion line organization metallographic figure. From figure 1 ( b ) can see the fusion line of pure copper and wire fusion. Performances of the for copper side α phase grain grow abnormally. From the entire picture and see no obvious deficiencies. By figure 1 ( c ) visible, metallographic figure for the weld area of the organization chart, from the picture to see entire weld basically to cylindrical shape. Figure 1 ( d ) carbon steel and copper weld Centre districts metallurgical structure diagram, picture organization still as columnar Crystal organization. Good tough plastic. Figure 1 ( e ) carbon steel base metal side of fusion line metallographic figure, as can be seen from figure carbon steel side of grain is an exception, basic to plate strip martensite. Strength, high hardness, toughness and ductility, significantly lower. Figure 1 ( f ) metallurgical structure diagram for carbon steel side of the heat affected zone of organizations, from roughly graph can be seen in the heat affected zone of organizations generally include fine grain and coarse grain area in two parts, metal. From the above picture, you can find red copper and steel side fusion of good.The welding process to choose a fill material directly to the steel and copper or copper alloy welded together with. As a result of steel and copper alloys, there are many kinds of materials in some of the elements in the transition to weld makes steel and copper or coppergold and weldability, so should use with steel and copper and steel desk gold has a good welding of metal ( as nickel electrode or nickelcopper alloy Rod ) as fill material. The welding parameters smaller, welding area of cooling rate is large, or welding speed faster, liquid copper on the steel surface infiltration and seepage is relatively small, only in grain boundary edges produce capillary wetting, also does not constitute the infiltration of along grain boundaries。s development. Copper and steel weldability featuresCarbon steel and copper have good weldability. The melting point of iron and copper, thermal conductivity, linear expansion coefficient, etc, the difference is large, this is the two materials for welding of adverse factors。（1）紫銅與低碳鋼的物理性能和化學(xué)成分差異很大，銅鋼焊縫易產(chǎn)生很多缺陷，如裂紋、未熔合、氣孔等，但只要執(zhí)行合理的焊接工藝，熟練掌握焊接操作技術(shù)，仍能獲得滿意的銅鋼焊接接頭。從以上圖片中可以發(fā)現(xiàn)紫銅側(cè)和鋼側(cè)熔合的良好。特征表現(xiàn)為紫銅側(cè)α相晶粒異常長大。這可以說明，鋼與銅或銅合金之間，可以采用各種方法進(jìn)行焊接。因此在現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中，我們不僅需要對(duì)大量的同種材料進(jìn)行焊接，同時(shí)也需要對(duì)相當(dāng)數(shù)量的異種材料進(jìn)行焊接，在工程中及制造中采用異種材料焊接結(jié)構(gòu)，不僅能滿足不同工作條件對(duì)材質(zhì)的不同要求，而且還能節(jié)約貴重金屬，降低結(jié)構(gòu)整體成本，充分發(fā)揮不同材料的性能優(yōu)勢(shì)。致 謝本文是在導(dǎo)師楊德云老師的悉心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師科學(xué)客觀、一絲不茍的工作態(tài)度令學(xué)生受益頗深。但由于銅與不銹鋼中所含成分較多，在焊接時(shí)，母材中的一些合金元素會(huì)過渡到焊縫中，形成一些組織（如低熔點(diǎn)共晶物等），嚴(yán)重影響了焊接接頭力學(xué)性能，使得接頭性能下降。b）、c）和d）均為焊縫組織金相圖，由b）和c）可以看出不銹鋼成分與紫銅成分較為均勻混合，由此可見，不銹鋼與銅焊接時(shí)，銅與不銹鋼均流入焊縫中，與填充材料（鎳基焊絲HS201）混合充分形成焊縫。銅的導(dǎo)熱率比鐵大711倍，厚度越大，散熱越快，越難達(dá)到熔化溫度。所以焊縫坡口形式就是焊接過程中重要的工藝參數(shù)之一。3. 金相腐蝕液的選用與配制 試驗(yàn)中選用的金相腐蝕液為氯化高鐵鹽酸水溶液：氯化高鐵：鹽酸：水為30g：100ml：50ml，如圖31所示，應(yīng)用范圍：不銹鋼、R4HK40等耐熱鋼、銅及銅合金焊件。檢查焊縫金屬與母材的融合情況，顯露焊接接頭的熔合線的位置。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇 試驗(yàn)中將使用的設(shè)備如圖2224 所示： 圖22數(shù)碼金相顯微儀(XJP6A) 圖23 P1型金相試樣拋光機(jī) 圖24 鎢極氬弧焊焊機(jī) 本章總結(jié)1. 焊接方法的選擇，本試驗(yàn)焊接方法選用鎢極氬弧焊（TIG）焊。填充焊絲在熔池前均勻地向熔池送入，切不可擾亂氬氣氣流。由于鎢極與焊件接觸，可能使鎢極端頭局部熔化而混入焊縫金屬中，造成夾鎢缺陷。下面介紹手工TIG焊基本操作技術(shù)。一般焊絲直徑大時(shí)送絲速度慢，焊接電流、焊接速度接頭間隙大時(shí)，送絲速度快。在一定限度內(nèi)，噴嘴到焊件的距離越短，則保護(hù)效果就越好。（1） 焊接電流 焊接電流是TIG焊的主要參數(shù)。不同金屬材料所采用的化學(xué)清理劑與清理程序時(shí)不一樣的，可按焊接生產(chǎn)說明書的規(guī)定進(jìn)行。2. TIG焊焊接工藝 （1）．焊前清理焊前對(duì)焊件及焊絲必須清理干凈，不應(yīng)殘留油污、氧化皮、水分和灰塵等。在焊接厚板、高熱導(dǎo)率或高熔點(diǎn)金屬等情況下，也可采用氦氣或氦氬混合氣作保護(hù)氣體。它在石油化工、電力、電子、航空航天和食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。產(chǎn)生了加工硬化的紫銅經(jīng)550~600℃退火，可使塑性完全回復(fù)。第2章 實(shí)驗(yàn)方法設(shè)備與材料 引言在某些工程結(jié)構(gòu)中，如啤酒生產(chǎn)用的糊化鍋以及電渣熔鑄冷凝器等均出現(xiàn)紫銅與不銹鋼的焊接，這樣可節(jié)約銅材和降低產(chǎn)品成本，因此，對(duì)焊接過程中紫銅與不銹鋼的化學(xué)成分、組織和性能的變化規(guī)律，以及各種焊接缺陷的形成機(jī)理及影響因素等進(jìn)行過詳細(xì)研究。因此必須吧熱源的大部分熱量集中到純銅待焊處一側(cè)，以保證兩側(cè)的金屬均勻同步地熔化和凝固。兩元素之間的相互作用決定于他們的電子層結(jié)構(gòu)、價(jià)電子數(shù)、原子大小、負(fù)電性以及晶體點(diǎn)陣、點(diǎn)陣常數(shù)諸因素。當(dāng)對(duì)耐腐蝕性要求高時(shí)，含鉻量必須達(dá)到W(Cr)16%以上。它在石油化工、電力、電子、航空航天和食品工業(yè)等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 銅及銅合金在熔焊過程中，由于晶粒嚴(yán)重長大，雜質(zhì)及有害元素的參入，有益合金元素的氧化、蒸發(fā)等，使接頭性能發(fā)生很大的變化。采用氬弧焊，必須采用強(qiáng)規(guī)范才能熔化母材，否則需要高溫預(yù)熱后才能進(jìn)行焊接。磷雖然也可能與銅形成脆性化合物，但當(dāng)其含量不超過它在室溫銅中最大溶解度時(shí)，可以為一種良好的脫氧劑。由奧氏體和少量的鐵素體構(gòu)成的焊縫組織比單相奧氏體組織的抗裂性能好。焊縫中心部位也會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)蝕，其主要原因是Cr和Mo的偏析。不銹鋼的腐蝕形式主要有均勻腐蝕和局部腐蝕，局部腐蝕包括晶間腐蝕、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕等。異種金屬焊接復(fù)合構(gòu)件的特點(diǎn)是：能夠最大限度地利用材料的各自優(yōu)點(diǎn)，受到“物盡其用”的效果。關(guān)鍵詞： 紫銅； 不銹鋼； 焊接工藝； 金相分析AbstractThis paper studies in copper and stainless steel welding technology, Namely dissimilar material of welding technology research for the dissimilar materials copper and stainless steel welding to provide the theoretical foundation and experimental basis. The mainly weld