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合金鋼管焊接工藝

發布時間2019-08-09 15:15  來源:http://www.maltadilokul.com/ 作者:合金管生產廠家 瀏覽:

合金鋼管焊接工藝

  12Cr1MoV合金鋼管的強碳化物形成元素如Cr,Mo和V會在接頭的過熱區域導致再熱裂紋。經過坡口機加工(焊前)MT檢驗,無裂紋,無缺陷,預焊坡口及周邊表麵清理(油汙,鏽蝕等),看金屬光澤;斜麵組裝以避免強製對。

  在焊接之前或之後進行預熱。 250-300度的預熱溫度保證在焊縫兩側150mm以內;層間溫度應在預熱溫度控製範圍內。

  GTAW(純氬氣保護):建議使用TIG-R31(帶V型)電線,直徑2.5mm,電流100〜140A。

  如果有一定的壁厚並且管道直徑不是很小,建議使用GTAW + SMAW。

  SMAW:R337電極,規格可根據實際情況確定。

  焊接完成後,清理飛濺,加熱至350-450°C,加熱並緩慢冷卻後期加熱措施。

  12Cr1MoV合金鋼管最好使用適當成分的耐熱鋼焊條,如R310,R312,R317,R316Fe,焊前預熱250〜350℃,焊後回火710〜750℃。

  焊接缺陷或焊接奧氏體鋼電極,例如A302和A307,當熱處理不可用時也可以使用。 此時,由於焊縫和母材的膨脹係數不同,同時在長期高溫工作中可能發生碳擴散和遷移,並且容易在熔合區中造成損壞。 因此,選擇奧氏體電極時應謹慎。

  12Cr1MoV合金鋼管中的強碳化物形成元素如Cr,Mo和V會在接頭的過熱區域導致再熱裂紋。經過坡口機加工(焊前)MT檢驗,無裂紋,無缺陷,預焊坡口及周邊表麵清理(油汙,鏽蝕等),看金屬光澤;斜麵組裝以避免強製對。

  在焊接之前或之後進行預熱。 250-300度的預熱溫度保證在焊縫兩側150mm以內;層間溫度應在預熱溫度控製範圍內。

  GTAW(純氬氣保護):建議使用TIG-R31(帶V型)電線,直徑2.5mm,電流100〜140A。

  如果有一定的壁厚並且管道直徑不是很小,建議使用GTAW + SMAW。

  SMAW:R337電極,規格可根據實際情況確定。

  焊接完成後,清理飛濺,加熱至350-450°C,加熱並緩慢冷卻後期加熱措施。

  12Cr1MoV合金鋼管最好使用適當成分的耐熱鋼焊條,如R310,R312,R317,R316Fe,焊前預熱250〜350℃,焊後回火710〜750℃。

  焊接缺陷或焊接奧氏體鋼電極,例如A302和A307,當熱處理不可用時也可以使用。 此時,由於焊縫和母材的膨脹係數不同,同時在長期高溫工作中可能發生碳擴散和遷移,並且容易在熔合區中造成損壞。 因此,選擇奧氏體電極時應謹慎。

  1 焊接性分析

  15Cr1MoV珠光體耐熱鋼為低合金耐熱鋼,此類鋼的Cr含量較高,在500-550℃時具有較高的熱強性和持久強度。15Cr1MoV鋼的化學成分及力學性能15Cr1MoV珠光體耐熱鋼化學成分和力學性能化學成分/% 力學性能C Mn Si Ci Mo V S P σb/MPa σs/ MPa δ5/%,0.12 0.60 0.35 1.10 0.31 0.19 0.013 0.022 436 217 22,15Cr1MoV鋼的碳及合金元素含量較多,淬硬敏感性較大,易在焊縫及熱影響區出現淬硬組織。在接頭剛性及應力較大時,易產生冷裂紋。由於過熱聯箱是在較高溫度下工作的受壓元件,焊接時應采取必要的工藝措施,使焊接接頭有足夠的熱強性能,保證過熱聯箱安全運行。

  2 焊接工藝

  2.1 焊接方法

  在蒸汽管道的管子對接時,對打底焊縫的質量要求較高,不僅要求焊縫熔透、背麵齊平,還要求焊縫背麵無渣或少渣,否則會影響設備的安全運行。因此,采用手工鎢極氬弧焊(TIG)打底,手工電弧焊(SMAW)填充和蓋麵的焊接工藝方法。

  2.2 坡口尺寸

  選用單麵V形坡口,坡口尺寸見圖1。用機械方法加工,應嚴格控製根部間隙和坡口鈍邊尺寸,以確保打底焊縫徹底熔透。

  2.3 焊接材料選擇

  手工鎢極氬弧焊(TIG)選用:TIC-R31焊絲,焊絲直徑為φ2.5mm。

  手工電弧焊(SMAW)選用:R307(E5515-B2)焊條,直徑為φ3.2mm、φ4mm。

  2.4 焊接準備

  2.4.1 焊前準備

  1)焊前應把坡口兩側管子內外各20~30mm範圍打磨幹淨,直至露出金屬光澤,確保無油漬、鐵鏽、水份、氧化物或其他有害的物質。

  2)氬弧焊用焊絲表麵不得有油脂、鐵鏽等汙物。電弧焊的焊條,在焊前須經350~400℃烘幹1~2h,且在120℃保溫筒存放,隨用隨取。

  3)采用3~4塊鍥形塊(材料與母材相同或接近)均為分布定位焊在坡口上,對接口必須平齊,錯邊量不得大於0.5mm,定位焊的焊材及焊接參數與正式施焊相同。並且在預熱的狀態下進行定位焊。

  2.4.2 焊前預熱

  預熱是珠光體耐熱鋼焊接的重要措施。預熱可以�p慢焊縫及熱影響區的冷卻速度,有利於避免產生淬硬組織,有助於焊接區的氫的逸出,防止產生焊接裂紋。由於 15Cr1MoV鋼的碳含量及合金元素的含量較高,所以選擇預熱溫度為200~300℃,預熱區域以焊縫為中心,兩側至少為100mm。在整個焊接過程中,應保持層間溫度不低於預熱溫度。

  2.5 焊接

  2.5.1 焊接參數

  焊接15Cr1MoV合金鋼管時,應采用較小的焊接線能量,以減小焊接應力,減少焊接過熱區寬度,細化品粒,提高焊縫金屬的抗裂性能,

  焊接參數

  焊接

  方法 層次 焊材牌號 焊絲(條)

  直徑/mm 極性 電流I/A 電壓U/V 氬氣流量Q(L.min-1)

  TIC 1 TIC-R31 2.5 直接正接 105~125 10~12 8~10

  SMAW 2 R307

  (E5515-B2) 3.2 直流反接 110~130 20~22 -

  SMAW 3-4 R307

  (E5515-B2) 4.0 直流反接 160~180 22~24 -

  2.5.2 焊接操作

  15Cr1MoV鋼的焊接,不但要嚴格控製焊接規範參數,而且焊接操作對焊接接頭質量有著至關重要的影響。

  1)氬弧焊打底焊。將管件處於水平轉動位焊接,焊接時采用短弧,焊槍盡可能與工件表麵垂直,有利於氬氣對焊接熔池的保護。焊槍和焊絲可稍作橫向擺動,保證坡口兩側熔透。同時,要控製好熔池溫度防止產生焊穿和焊瘤缺陷。在接頭部位,要用手提砂輪打磨弧坑,將弧坑處的收弧裂紋和氣孔等焊接缺陷清除,然後繼續引弧焊接。

  2)焊條電弧焊填充焊。應采用短弧焊接,且熱輸入量不宜過大。若采用長弧焊接,不僅會出現電弧燃燒不穩定、熔深淺、熔化金屬飛濺大及合金元素燒損加劇等問題,而且容易產生咬邊、未焊透等缺陷,同時空氣中的N2、O2等有害氣體易進入熔池,在焊縫中形成氣孔缺陷。焊接時焊條可作小月牙形運條,在坡口兩側要停留0.5~1S,焊接層間必須徹底清理焊渣,發現有氣孔等焊接缺陷時,用手提砂輪將焊接缺陷除掉收弧時必須將弧坑填滿,以免產生弧坑裂紋。各層間的接頭應錯開,不得有重疊。

  3)焊條電弧焊蓋麵焊。焊接電流比填充層稍小些,應選擇正確的焊條角度,運條要均勻,防止在坡口邊緣產生咬邊缺陷。焊縫餘高要控製在1~3mm,避免焊接接頭在使用中產生應力集中。

  3 焊後熱處理

  15Cr1MoV鋼的焊接接頭,焊後需進行消除應力熱處理,以消除或減少影響區出現的淬硬組織,增加塑性和韌性,有效地減少焊接殘餘應力,同時有利於擴散氫的逸出,從而減少冷裂紋傾向。所以,焊接結束時,應立即采用保溫材料將焊縫和近縫區覆蓋保溫,使接頭緩慢冷卻.隨後,再將焊件整體加熱至720-760℃,恒溫1~2h後,隨爐冷卻至室溫。

  4 焊接檢驗

  依照上述焊接工藝進行試件焊接,試件經外觀檢查、磁粉探傷和X射線探傷合格後,在試件上截取力學性能試樣、金相檢驗試樣進行檢驗。

  接頭力學性能和金相組織

  接頭力學性能 金相組織

  σb/MPa σs/ MPa 斷裂部位 90°麵彎 90°背彎 焊縫 熱影響區 母材

  536 388 母材 完好 完好 鐵素體+回火索氏體 少量魏氏體+鐵素體+回火索氏體 鐵素體+珠光休

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