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06Cr19Ni10不锈钢管焊接工艺分析

通过对奥氏体不锈钢管06Cr19Ni10焊接性能研究,提出06Cr19Ni10合适的焊接方法和焊接工艺。

1 06Cr19Ni10的焊接性分析

对于什么是焊接性,GB/T3375-94《焊接术语》中注明:“材料在限定的施工条件下,焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力”。它包括两方面的内容:其一是焊成的构件符合设计要求;其二是满足预定的使用条件,能够安全运行。

根据讨论问题的着眼点不同,焊接性可分为:1)工艺焊接性;2)使用焊接性。

影响焊接性的因素主要有以下几点:1)材料因素;2)焊接方法;3)构件类型;4)使用要求。

金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系,所以不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述分析可以看出,很难找出一项技术指标可以概括焊接性,只有通过综合多方面的因素才能分析焊接性问题。

分析金属的焊接性我们在不要求做非常准确的情况下我们可以根据碳当量、材料的化学性能、材料的物理性能来判断,如果要求需要很准确的话我们可以通过焊接性试验来判定。06Cr19Ni10的焊接性能我们就从这方面来判定:

106Cr19Ni10属于奥氏体不锈钢管,其组织为奥氏体(A)加3-5%铁素体(F)。它具有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下,主要显示出以下基本要求:①焊接过程中采用小的线能量输入,减小热影响区范围,加快焊缝及热影响区的冷却速度对不锈钢管的焊接是有益的。②用06Cr19Ni10焊接时导热系数小,存在过热区,也容易造成热影响区的晶粒长大。焊缝高温停留时间过长,在高温状态下CrC形成化合物,在高温区就形成了贫铬层,也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能觉输入较小的焊接方法。③由于导热系数小而线膨胀系数大,自由焊态下焊接易产生较大的变形,选用能量集中,热影响区窄的焊接方法能在一定程度上减少焊接变形。

206Cr19Ni10的含碳量很小,在加上它属于高合金钢碳当量法对它焊接性能的估算是不怎么准确的。因此我们不用碳当量对它的焊接性进行分析。

306Cr19Ni10属于奥氏体不锈钢管,这类钢有具有交高的变形能力并不可淬硬,而且它的含碳量又很底,所以总的来说焊接性还是不错的。但是由于热导率低,热膨胀系数大,局部加热时温度分布不均匀,收缩量大等都将使接头在焊接过程中产生交大的内应力。在焊接的时候应该注意这方面的问题,焊接时尽量避免或减少这种受热不均显现的发生,焊接的速度也应该适当的快点。

上面我们已经从它的化学成分和物理性能对06Cr19Ni10的焊接性能进行了分析,但是根据这些判断出的焊接性是不够准确的,我们需要准确的判断它的焊接性我们就必须通过焊接性试验来完成。焊接性的试验是很多的,我在这里就用斜Y型坡口焊接裂纹试验方法。

2选择焊接方法

焊接奥氏体不锈钢管的方法有很多,埋弧焊、焊条电弧焊、CO2不锈钢管药芯焊丝电弧焊等。

1)手工电弧焊由于其操作灵活、方便,设备投资少,因而被广泛用于奥氏体不锈钢管结构的生产中这也是一种典型的、传统焊接方法。

2不锈钢管埋弧焊大多使用在不锈钢管筒体的环缝和纵缝。通常是开X型坡口,先焊内焊缝,然后反面砂轮打磨(甚至气刨)。随后焊正面,存在问题有:①对母材损伤较大,对腐蚀性能不利、影响美观。②埋弧不锈钢管焊丝品种少,质量较差,配用的260431350焊剂,往往使焊后缝残留有横向熔渣。焊工需要用砂轮打磨。③因而不锈钢管埋弧焊接效率低、成本高、质量粗糙。

3CO2不锈钢药芯焊丝电弧焊。采用CO2气保护不锈钢管药芯焊丝焊接不锈钢管是近二三十年的事。该方法使用常规CO2焊机或MIG焊机,采用100%C0280%Ar+20%02作为保护气体,和普通结构钢实心焊丝焊接相似,即可得到美观的焊缝。在3种方法中,CO2保护不锈钢管药芯焊丝有取代前两种焊接方法的趋势。这三种焊接方法的对比,见下表。

不锈钢管手工电弧焊、MIG实心焊丝和CO2气保护不锈钢管药芯焊丝电弧焊的对比

从上面的数据分析手工电弧焊接将会渐渐被CO2气体保护焊接所替代,但是目前这个阶段手工电弧焊接应用还是很普遍的!从分析可以看出目前不锈钢管的焊接性是很好的,使用也是越来越广泛的。对于这种不锈钢管的焊接技术也越来越成熟起来,但在目前这个阶段我们应用最广泛的还是手工电弧焊。

306Cr19Ni10焊接工艺

编制的焊接工艺是否合适需要经过焊接工艺评定验证,焊接工艺评定合格后的焊接工艺才能指导生产。现以我厂的焊接工艺评定为例,简要说明06Cr19Ni10焊条电弧焊焊接工艺编制。

先编制焊接工艺指导书(WPS1103),然后制备试板,板材的规格是6×150×300mm两块(06Cr19Ni10)。

采用焊接方法是手工电弧焊

焊材型号E308-16牌号A102,规格3.2mm坡口形式是V

焊接参数是电流:90-120A,电压20-24V,速度15-20cm/min正面2SMAW A1023.2mm反接90-11018.5-2015-18背面清根1SMAW A1023.2mm反接100-12020-2218-20焊接工艺评定指导书和焊接工艺评定格式按JB4708-2000推荐格式,然后按要求进行试板外观检验、无损检测、截取试样进行力学性能试验,评定各样合格后出焊接工艺评定报告(PQR1103),这样评定合格的焊接工艺就可以指导生产。

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