发动机排气管的焊接.doc

——焊接
姓名:zlp
班级:材料zlp班
学号:zlp
指导老师:hzj
日期:2011年09月
焊接课程设计
——发动机排气管的焊接
已知条件:
排气管材料:不锈钢;排气管内径:110mm;排气管厚度:;
要求:
抗拉强度:450MPa,足够的耐腐蚀性以及足够的抗振动疲劳性;
使用条件:
高温(500℃左右)、振动、常与尾气和外界环境接触;
制作要求:
高抗腐蚀性、耐高温、高抗氧化性、焊缝密闭性、焊缝抗震动疲劳性、足够的抗拉强度、美观等;
设计内容
一、选材:奥氏体不锈钢
1)选择依据
各种不锈钢的特性和用途
钢号
特性
用途
奥
氏
体
钢
301
17Cr-7Ni-低碳
与304钢相比,Cr、Ni含量少,冷加工时抗拉强度和硬度增高,无磁性,但冷加工后有磁性。
列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、螺母、弹簧、筛网
301L
17Cr-7Ni--低碳
是在301钢基础上,降低C含量,改善焊口的抗晶界腐蚀性;通过添加N元素来弥补含C量降低引起的强度不足,保证钢的强度。
铁道车辆构架及外部装饰材料
304
18Cr-8Ni
作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度-196℃~800℃)。
家庭用品(1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸),汽车配件(风挡雨刷、消声器、模制品),医疗器具,建材,化学,食品工业,农业,船舶部件
304L
18Cr-8Ni-低碳
作为低C的304钢,在一般状态下,其耐蚀性与304刚相似,但在焊接后或者消除应力后,其抗晶界腐蚀能力优秀;在未进行热处理的情况下,亦能保持良好的耐蚀性,使用温度-196℃~800℃。
应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器,建材耐热零件及热处理有困难的零件
304Cu
13Cr--2Cu
因添加Cu其成型性,特别是拔丝性和抗时效裂纹性好,故可进行复杂形状的产品成形;其耐腐蚀性与304相同。
保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。
304N1
18Cr-8Ni-N
在304钢的基础上,减少了S、Mn含量,添加N元素,防止塑性降低,提高强度,减少钢材厚度。
构件、路灯、贮水罐、水管
304N2
18Cr-8Ni-N
与304相比,添加了N、Nb,为结构件用的高强度钢。
构件、路灯、贮水罐
316
18Cr-12Ni-
因添加Mo,故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好,可在苛酷的条件下使用;加工硬化性优(无磁性)。
海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备;照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母
316L
18Cr-12Ni- 低碳
作为316钢种的低C系列,除与316钢有相同的特性外,其抗晶界腐蚀性优。
316钢的用途中,对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品。
321
18Cr-9Ni-Ti
在304钢中添加Ti元素来防止晶界腐蚀;适合于在430℃-900℃温度下使用。
航空器、排气管、锅炉汽包
2)奥氏体不锈钢的主要成分及其决定性作用
①铬:决定不锈钢性属的元素只有一种,这就是铬,每种不锈钢都含有一定数量的铬。铬是不锈钢中最基本的合金元素,其含量一般均在13%以上。它的主要作用是提高钢的耐蚀性。在氧化性介质中,铬吸收铁的电子使铁钝化,使钢表面形成一层牢固而致密的铬的氧化物,使钢受到保护。钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。铬溶于钢中能显著提高铁基固溶体的电极电位,降低了因电极电位不同形成的电化学腐蚀。铬还能与镍配合,可形成单相奥氏体组织并赋予钢良好的耐蚀性、良好的韧性和强度。
②镍:镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的。镍是优良的耐腐蚀材料,也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素,但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24%;而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时,含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。基于上面的情况可知,镍作为合金元素在不锈钢中的作用,在于它使高铬钢的组织发生变化,从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。
奥氏体不锈钢,是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、%时,具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-