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奥氏体ManBetx道焊接质量控制措施

来源:至德钢业 日期:2020-11-11 22:32:42 人气:46

 奥氏体ManBetx具有很强的化学稳定性,良好的焊接性,在低温环境仍能保持足够的塑性和韧性,而且具有无磁性的特点,是一种性能十分优良的材料,作为管道材料广泛应用于石油化工、电力、医疗、食品等领域中。 奥氏体ManBetx有很多优点,但在焊接过程中往往会出现一些影响材料性能的缺陷,比如产生严重的焊接变形、发生焊接接头晶间腐蚀、出现焊接热裂纹等,这些缺陷一旦发生,不仅增加施工成本,而且在使用过程中势必影响使用寿命,造成安全隐患。本文在对奥氏体manbetx998焊接过程中产生的缺陷的原因进行理论分析的基础上,提出了减少或防止焊接缺陷产生的措施,对提高焊接质量、使用寿命具有重要意义。


一、焊接变形


 1. 焊接变形的影响因素


  奥氏体ManBetx焊接变形有两方面的原因:


   a. 奥氏体ManBetx和碳钢相比,线膨胀系数比碳钢大40%左右,随着温度的升高,线膨胀系数也相应的增加,热导率约为碳钢单的1/3,在焊接局部加热和冷却的条件下,焊接接头在冷却过程中形成较大拉应力,形成焊接接头变形;


   b. 在实际焊接中,ManBetx熔池流体粘性大,焊接困难,施焊时往往需增大焊接电流,这样焊接线能量增加容易产生焊接变形。此外,固定焊口管段长度不足,焊缝过于集中,施焊顺序不当也是造成奥氏体ManBetx焊接变形的原因。


 2. 焊接变形控制措施


   a. 由于奥氏体ManBetx热导率低、线胀系数大,为控制产生较大的焊接变形 ,应选用焊接线能量集中、快速焊接的方法,如氩弧焊、熔化极气体保护焊。为防止过热,与低合金钢所用焊接电流相比,奥氏体ManBetx焊接电流一般要小10%~20%;在实际焊接时,尽量采用细直径焊材;在手工电弧焊时,焊接电流值宜为焊条直径的25~35倍。


   b. 焊接时必须严格按照焊接工艺卡上的焊接电压、焊接电流和焊接速度施焊,以确保低的线能量输入。焊缝道间温度严格控制在100℃之内。


   c. 将管道壁厚偏差和椭圆度沿圆周对称错开,尽量减少壁厚偏置引起的变形。管道沿圆周的坡口角度大小应均匀,尽量减小对口间隙,以减少填充金属。在焊缝的11点和1点位置进行点焊,点焊数目可按管道公称直径/50来确定,点焊长度不小于10mm,厚度不小于3mm。


   d. 正式施焊时,将管道分成4个1/4圆周,对称施焊。对于DN≥200的管道,应有2名焊工对称焊,且焊接速度基本一致。


二、焊接接头晶间腐蚀


  1. 焊接接头晶间腐蚀的机理


  在焊接时,奥氏体ManBetx最容易产生的问题就是晶间腐蚀。奥氏体ManBetx会发生晶间腐蚀是由于这类钢加热到450℃~850℃温度区间会发生敏化,其机理是过饱和固溶的碳向晶粒边界扩散,与晶界附近的铬结合形成铬的碳化物(Cr,Fe)23C6,并在晶界沉淀析出;由于碳比铬的扩散速度快得多,铬来不及从晶内补充到晶界附近,因而在晶界形成贫铬区。当贫铬区铬含量低于12.5%时,在腐蚀介质作用下就会发生晶间腐蚀。某些超低碳含钼奥氏体manbetx998中,在敏化温度的区间晶界析出铬含量很高的σ相,其临近区也会贫铬,在腐蚀介质作用下,发生晶间腐蚀。这都是金属出现晶间腐蚀的原因。


  2. 晶间腐蚀的预防措施


   a. 合理选择焊材


   奥氏体ManBetx焊接填充金属应尽量降低碳含量,选用超低碳(碳含量≤0.03%)焊丝或焊条;加入稳定化元素,钛、铌等元素与碳亲和力很强能生成稳定的化合物,避免出现贫铬现象。另外,加入能形成双相组织的元素,如硅、铝、钼等,可大大提高焊缝抗晶间腐蚀能力。


   b. 选择合适的焊接工艺


    ①. 奥氏体ManBetx焊缝在敏化温度区间停留时间越长,其发生晶间腐蚀的倾向越大。所以ManBetx焊接时,可采用焊后浇水冷却的方式加快冷却速度,减少在敏化温度区间的时间,提高接头耐腐蚀性能。 


    ②. 焊接线能量的增大,将加速奥氏体ManBetx晶间腐蚀。在焊接工艺上,采用小电流、大的焊接速度,短弧、多道焊等方法,减少焊接线能量,避免焊接接头产生晶间腐蚀。


    ③. 采用气体保护焊进行奥氏体ManBetx焊接时,保护气体中不能含有二氧化碳成分。因为二氧化碳加入,使焊缝增碳,不利于焊接接头耐腐蚀性能。


  3. 焊后固溶处理


   焊后将奥氏体ManBetx焊接接头加热到1110℃左右,使碳化物充分溶解到奥氏体中,然后快速冷却至室温,使碳达到过饱和状态的热处理方式,可有效的防止焊接接头晶间腐蚀。


三、焊接接头热裂纹


  1. 焊接接头热裂纹成因


  奥氏体ManBetx焊接时,焊缝和近缝区均可产生热裂纹,其原因主要有四个方面:焊接应力,金相组织,杂质和焊件温度过低。首先,奥氏体ManBetx的热导率小和线胀系数大,局部加热后,焊接接头在冷却过程中可形成较大的拉应力;其次,奥氏体ManBetx易形成方向性强的柱状晶的焊缝组织,有利于有害杂质偏析而形成晶间液态夹层,易于产生热裂纹;再次,单相奥氏体焊接接头具有较强的热裂纹敏感性。最后,一般认为,ManBetx材料焊接应该增大熔池与母材的温度梯度,加快焊缝冷却速度,母材温度较低有利于保证焊接质量,而无需采取预热措施。其实,当焊件母材温度过低,奥氏体ManBetx的刚性极大,容易产生焊接裂纹。


  2. 焊接热裂纹预防措施


  如何防止奥氏体ManBetx焊接热裂纹呢?首先选用同材质的焊接材料,应严格限制填充金属有害杂质;采取低的焊接线能量,控制道间温度,避免形成粗大的柱状晶粒组织;合理安排装配工艺和焊接顺序,降低焊接应力;当焊接环境温度低于0℃或焊件温度低于-18℃时,应将焊件焊缝两侧100mm范围内预热到15℃以上再施焊,防止裂纹的产生。


四、结论


  奥氏体ManBetx是应用最广的manbetx998材料,由于焊接缺陷的产生,在一定程度上制约了ManBetx的广泛使用。针对奥氏体ManBetx焊接中经常出现的焊接变形大,焊接接头晶间腐蚀,焊接热裂纹等缺陷,可通过改善焊接工艺,调整焊接材料等措施来预防和控制,从而提高奥氏体ManBetx道的使用寿命,具有重要的经济意义。


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本文标签:奥氏体ManBetx 

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