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06Cr19Ni10不銹鋼管焊接工藝分析

發(fā)布時(shí)間：2021-06-23 08:53:15 丨 瀏覽次數(shù)：

在對(duì)奧氏體不銹鋼管06Cr19Ni10焊接性能研究的基礎(chǔ)上，提出了一種適用于06Cr19Ni10的焊接方法和焊接工藝。

106Cr19Ni10的焊接性分析

關(guān)于可焊性，GB/T3375-94 《焊接術(shù)語(yǔ)》 規(guī)定“在有限的施工條件下，根據(jù)規(guī)定的設(shè)計(jì)要求將材料焊接到零件上并滿(mǎn)足預(yù)期使用要求的能力”。這包括兩個(gè)方面。一是焊接部件符合設(shè)計(jì)要求，二是滿(mǎn)足預(yù)定的使用條件，能安全運(yùn)行。

根據(jù)不同的討論，可焊性可分為1）工藝可焊性和2）使用可焊性。

影響可焊性的主要因素有1）材料因素，2）焊接方法，3）零件類(lèi)型，4）使用要求。

由于金屬的可焊性與材料的成分、焊接方法、零件的類(lèi)型和使用要求密切相關(guān)，因此不應(yīng)將其與這些因素分開(kāi)，而應(yīng)簡(jiǎn)單地通過(guò)其性能來(lái)評(píng)價(jià)。材料本身。以上分析表明，很難找到一個(gè)能夠概括焊接性的技術(shù)指標(biāo)，而焊接性問(wèn)題只能通過(guò)綜合因素來(lái)分析。

沒(méi)有非常準(zhǔn)確的分析，金屬的可焊性可以根據(jù)碳當(dāng)量、材料的化學(xué)性質(zhì)和材料的物理性質(zhì)來(lái)判斷。如果需要非常準(zhǔn)確的分析，可以使用可焊性測(cè)試來(lái)判斷。在這方面，我們判斷06Cr19Ni10的焊接性能。

1）06Cr19Ni10屬于奧氏體不銹鋼管，其結(jié)構(gòu)為奧氏體（A）加3-5%的鐵素體（F）。具有良好的塑性和高低溫性能。在焊接熱循環(huán)的影響下，主要表現(xiàn)出以下基本要求： 在焊接過(guò)程中，采用較小的熱輸入，減小熱影響區(qū)范圍，加快熱影響區(qū)的焊接和冷卻速度，不銹鋼管的焊接具有優(yōu)勢(shì)。 與06Cr19Ni10焊接時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)小，有過(guò)熱區(qū)，熱影響區(qū)易引起晶粒長(zhǎng)大。焊縫的高溫停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，Cr和C在高溫下形成化合物，在高溫區(qū)形成貧鉻層，增加了焊縫的枝晶傾向。因此，應(yīng)盡量選擇行數(shù)少或輸入少的焊接方法。 由于導(dǎo)熱系數(shù)小，線(xiàn)膨脹系數(shù)大，在自由焊接狀態(tài)下容易發(fā)生大的焊接變形。

2）06Cr19Ni10的含碳量很小，作為高合金鋼碳當(dāng)量估算焊接性能的方法不是很準(zhǔn)確。因此，不使用碳當(dāng)量來(lái)分析可焊性。

3）06Cr19Ni10屬于奧氏體不銹鋼管，這些鋼種具有較高的變形性、淬透性，含碳量極低，一般焊接性良好。但由于局部加熱時(shí)熱導(dǎo)率低、熱膨脹系數(shù)大、溫度分布不均、收縮大，接頭在焊接過(guò)程中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。焊接時(shí)要注意這個(gè)問(wèn)題，盡量避免或減少焊接時(shí)這種受熱不均的發(fā)生，焊接速度要合理高。

以上根據(jù)06Cr19Ni10的化學(xué)成分和物理性能對(duì)焊接性能進(jìn)行了分析，但由此判斷的焊接性不夠準(zhǔn)確，因此需要對(duì)焊接性進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，必須通過(guò)焊接性試驗(yàn)?？珊感詼y(cè)試有很多，這里我們將使用傾斜Y形槽焊縫裂紋測(cè)試方法。

2 選擇焊接方式

奧氏體不銹鋼管的焊接方法有幾種，如埋弧焊、電極弧焊、CO2不銹鋼管藥芯焊絲電弧焊等。

1）手工電弧焊由于操作靈活方便，設(shè)備投資少，在奧氏體不銹鋼管結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，也是典型的傳統(tǒng)焊接方法。

2）不銹鋼管埋弧焊主要用于不銹鋼管的周縫和縱縫。我一般開(kāi)一個(gè)X形坡口，先焊內(nèi)焊縫，然后用砂輪打磨背面（包括刨）。正面焊接后有問(wèn)題。 對(duì)基材損傷大，腐蝕性能差，影響外觀(guān)。 埋弧不銹鋼管焊絲品種少、質(zhì)量差，使用260、431、350焊劑常在焊縫處留側(cè)渣。焊工必須用砂輪打磨。 因此，不銹鋼管埋弧焊效率低、成本高、質(zhì)量差。

3）CO2不銹鋼藥芯焊絲電弧焊。使用CO2 氣體保護(hù)藥芯焊絲焊接不銹鋼管的不銹鋼管已成為近20-30 年的難題。這種方法使用傳統(tǒng)的CO2焊機(jī)或MIG焊機(jī)，采用100%CO2或80%Ar+20%O2作為保護(hù)氣體，以類(lèi)似于普通結(jié)構(gòu)鋼實(shí)芯焊絲焊接的方式實(shí)現(xiàn)美觀(guān)的焊縫。在這三種方法中，用于不銹鋼管CO2 保護(hù)的藥芯焊絲趨向于取代前兩種焊接方法。這三種焊接方法的比較如下表所示。

不銹鋼管、MIG 實(shí)心焊絲和CO2 氣體保護(hù)不銹鋼管藥芯焊絲電弧焊的手工電弧焊比較

在以上數(shù)據(jù)分析中，手工電弧焊逐漸被CO2氣體保護(hù)焊所取代，但現(xiàn)階段手工電弧焊還是很普遍的！分析結(jié)果表明，目前不銹鋼管的可焊性非常好，使用范圍越來(lái)越廣。這種不銹鋼管焊接技術(shù)越來(lái)越成熟，但現(xiàn)階段我們使用最廣泛的是手工電弧焊。

3、06Cr19Ni10焊接工藝

所編制的焊接工藝是否合適，必須通過(guò)焊接工藝評(píng)定進(jìn)行驗(yàn)證，焊接工藝評(píng)定經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后，焊接工藝才能指導(dǎo)生產(chǎn)?，F(xiàn)以我廠(chǎng)焊接工藝評(píng)定為例，簡(jiǎn)要介紹06Cr19Ni10焊條電弧焊的焊接工藝制備。

首先準(zhǔn)備焊接工藝說(shuō)明（WPS1103），然后準(zhǔn)備測(cè)試板。板材規(guī)格為2片6150300mm（06Cr19Ni10）。

所采用的焊接方法為手工電弧焊。

焊接材料型號(hào)E308-16，牌號(hào)A102，規(guī)格3.2mm斜角為V型

焊接參數(shù)為電流：90-120A，電壓20-24V，速度15-20cm/min，90-11018.5-2015-18背面兩層SMAW A1023.2mm反接，一層SMAW A1023.2mm反接連接100 -12020 -2218-20 JB4708-2000 推薦《焊接工藝評(píng)定指南》和《焊接工藝評(píng)定表》，按要求進(jìn)行面板外觀(guān)檢查、無(wú)損檢測(cè)、樣品封堵和機(jī)械性能測(cè)試在每個(gè)樣品驗(yàn)證后發(fā)布。報(bào)告(PQR1103)，允許經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的焊接程序來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。