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常用母材与焊材选用外

  

常用母材与焊材选用外

常用母材与焊材选用外

常用母材与焊材选用外

  常用母材与焊材选用表 国标 厂标 对应埋弧焊丝 对应 CO2焊丝 对应氩弧焊丝 主要用途 E4303 J422 H08A/H08MnA H08Mn2Si H08Mn2SiA 5-A.F/Q235-A/10#20# E4316 J426 H08A/H08E/ H08MnA H08Mn2Si H08Mn2SiA 5-D/Q235-C/20G/20g/ 20R/20 E4315 J427 E5016 J506 H10MnSi H120Mn2 H08Mn2SiA H10MnSi 16Mn 16MnR E5015 J507 E5515-B1 R207 H13CrMoA H08CrMoA 12CrMo/12CrMoG E5515-B2 R307 15CrMo/15CrMoG E5515-B2-V R317 H08CrMoVA H08CrMoVA 12CrMoV/12CrMoVG E6015-B2 R407 Cr2.5Mo E308-16 A102 H0Cr21Ni10 H0Cr21Ni10 0Cr18Ni9/00Cr19Ni10/00Cr19Ni11Ti E308-15 A107 E308L-16 A002 00Cr19Ni10/00Cr18Ni10Ti E316L-16 A022 焊接尿素及合成纤维设备,铬不锈钢,复合钢,异种钢 E347-16 A132 H0Cr21Ni10Ti H0Cr21Ni10Ti 0Cr18Ni10Ti 1Cr18Ni9Ti E347-15 A137 E309-16 A302 焊接相同类型的不锈钢,不锈钢衬里,异种钢,高铬钢 E309-15 A307 E310-16 A402 焊接高温下工作的同类型耐热不锈钢,Cr5Mo/Cr9Mo /Cr13 钢等 E310-15 A407 焊接铁素体不锈钢用焊条 钢种 对接头性能要求 选用焊条 预热及焊后热处理型号 牌号 1Cr17 Cr17Ti 耐硝酸及耐热 E0-17-16 E0-17-15 G302 G307 焊前预热 120~200℃,焊后 750~800℃回火 Cr17 0Cr17Ti 1Cr17Mo2Ti 提高焊缝塑性 E0-19-10-15 E0-18-12Mo2-15 A107 A207 不预热,不热处理1Cr25Ti 抗氧化性 E1-23-13-15 A307 不预热,焊后760~780℃回火 1Cr28 1Cr28Ti 提高焊缝塑性 E2-26-21-16 E2-26-21-15 A402 A407 不预热,不热处理 珠光体耐热钢焊接时,如何正确地选用焊接材料? 总的原则是根据化学成分的要求,即熔敷金属的化学成分应与母材相当来选用焊接材料。具体选用,见表 12。 表 表 12 珠光体耐热钢焊接材料的选用 钢 号 手 弧 焊 埋 弧 焊 气体保护焊 焊条牌号 焊条型号 焊丝与焊剂匹配 焊丝牌号 15CrMo R307 E5515-B2 H08CrMoA+IIJ350 H08CrMnSiMo 12CrMoV R317 E5515-B2-V H08CrMoV+HJ350 H08CrMnSiMoV Cr2Mo R407 E6015-B3 H08Cr3MoMnA+hJ350 H08Cr3MoMnSi 12CrMoWV-TiB R347 E5515-B3-VWB H08Cr2MoWVNbB+HJ250 H08Cr2MnWVNbB14MnMoV 18MnMoNb J606 J607 E6016-D1 E6015-D1 H08Mn2MoA+HJ350 H08Mn2SiMo 13MnNiMoNb J607Ni E6015G H08Mn2NiMo+HJ350 H08Mn2NiMoSi 中碳钢焊接时,如何正确地选用焊条? 中碳钢的焊接目前大都采用手弧焊。为提高焊接接头的抗裂性,应选用低氢型焊条。个别情况下,也可采用钛钙型和钛铁矿型酸性焊条,但此时应采取严格的工艺措施,如焊前预热、减少熔合比(降低焊缝含碳量)等。 中碳钢手弧焊时焊条的选用,见表 6。 表 表 6 中碳钢手弧焊时焊条的选用 钢 号 焊件含碳量(%) 焊接件 焊件力学性能() 选用焊条型号 s (MPa) b (MPa) (%)ф (%)K (J)不要求等强度 要求等强度 35 ZG270~500 0.32~ 0.40 0.31~0.40 一般 一般 315 270 530 500 20 18 45 25 55 22 E4303,E4301 E4316,E4315 E5016,E5015 45 ZG310~570 0.42~0.50 0.41~0.50 较差 较差 355 310 600 570 16 15 40 21 39 15 E4303,E4301 E4316,E4315 E5016,E5015 E5016,E5015 55 ZG340~340 0.52~0.60 0.51~0.60 很差 很差 380 340 645 640 13 10 35 18 10 E4303,E4301 E4316,E4315 E5016,E5015 E5016,E5015 特殊情况下,中碳钢焊接时可采用铬镍不锈钢焊条,如 E0-19-10-16(A102)、E0-19-10-5(A107)、E1-23-13-16(A302)、E1-23-13-15(A307)、E2-26-21-16(A402)、E2-26-21-15(A407)等,因奥氏体焊缝金属的塑性良好,可以减小焊接接头应力,即使焊件焊前不预热,也可避免热影响区产生冷裂纹。 焊条的保管 焊条保管的好坏对焊接质量有直接影响,尤其在野外工作时要特别注意。每个焊工,保管员和技术人员都应该知道焊条存储、保管规则。焊条和其它涂料在很多情况下会遭到破坏:1)运输、搬运、使用时受到损伤;2)被水浸泡或吸潮;3)受油或其它腐蚀介质污染。 1)损伤:虽然焊条在一般情况下具有抗外界破坏能力,但不能忽视由于保管不好很容易遭受损坏。焊条是一种陶质产品,他不能象钢芯那样耐冲击,所以装货和卸货时不能摔他。用纸盒包装的焊条不能用不能用挂钩搬运。某些型号焊条如特殊烘干要求的碱性焊条涂料比正常焊条更要小心轻放。 2)吸潮:在焊条涂料中含有太高的水分时很危险的,由于很多工人不了解焊条是湿的,焊完时焊缝表面用肉眼不一定看得见气孔,但是经 X 射线检查就显示出气孔来。当焊条出厂时,所有的焊条有某一含水量,它根据焊条的型号而变,这个含水量是正常的,即对形成气孔有一个含水量的安全系数,对焊缝质量没有影响。所有得焊条在空气中都能吸收水分,在相对湿度为 90%时,焊条涂料吸收水分很快,普通碱性焊条露在外面一天受潮旧很严重,甚至相对湿度为 70%时涂料水分增加也较快,只在相对湿度为 40%或更低时,焊条长期储存才不首影响。 由于昼夜湿度之间的差别很大,空气水分在早上很容易凝结成露水,很容易潮湿焊条包装。焊条存放时间较长时就很容易受潮,所以最好作到先入库的焊条先使用。 在一般情况下焊条由塑料袋和纸盒包装,为了防止吸潮,在焊条使用前,不能随意拆开,尽量作到现用现拆,有可能的话,焊完后剩余的焊条再密封起来。 简单识别受潮的方法:(1)从不同位置取出几跟焊条用两个手的拇指和食指之间将焊条支撑轻轻摇动,如果焊条是干燥的就产生硬而脆的金属声,如果焊条受潮,声音发钝。在使用焊条时常作各种试验,干燥过的和受潮焊条之间声音是不同的,这样可以防止误用受潮焊条。(2)如果用某种型号受潮焊条焊接时发现有裂纹声音和气孔,这时一定要考虑焊条是否烘干,然后再考虑其它原因。(3)用受潮焊条焊接时如果焊条含水量非常高,甚至可以看到焊条表面有水蒸气发出来,或者当焊条烧焊一多半时,发现焊条尾部有裂纹现象存在。 焊条的存储 (1)各类焊条必须分类、分牌号堆放,避免混乱。 (2)焊条必须存放在较干燥的仓库内,建议室温在 10C 以下,相对湿度小于 60%。 (3)各类焊条存储时,必须离地面高 300mm,离墙壁 300mm 以上存放,以免受潮。 (4)一般焊条一次出库量不能超过两天的用量,已经出库的焊条,必须要保管好。 焊条使用前的烘干与保管 (1)酸性焊条对水分不敏感,而有机物金红石型焊条能容许有更高的含水量。所以要根据受潮的具体情况,在 70-150烘干一小时,存储时间短且包装良好,一般使用前可不烘干。 (2)碱性低氢型焊条在使用前必须烘干,以降低焊条的含氢量,防止气孔、裂纹等缺陷产生,一般烘干温度为 350C、一小时。不可将焊条在高温炉中突然放入或突然冷却,以免要皮干裂。对含氢量有特殊要求的,烘干温度应提高到 400-500C,一至量个小时。经烘干的碱性焊条最好放入另一个温度控制在 50-100C 低温烘干箱中存放,并随用随取。 (3)烘干焊条时,每层焊条不能堆放太厚(一般 1-3 层)以免焊条烘干时受热不均和潮气不易排除。 (4)露天操作时,隔夜必须将焊条妥善保管、不允许露天存放,应该在低温箱中恒温存放,否则次日使用前必须重新烘干。 过期焊条的处理 所谓“过期”并不是指存放时间超过某一时间界限,而是指质量发生了程度不同的变化(变质)。各种类型的焊条存放时间较长,有时在焊条表面发现有白色结晶(发毛)这通常是由水玻璃引起的,这些结晶不是有害的,它意味着焊条存放时间 很长而受潮的表现。 (1)对存放多年的焊条应进行工艺性试验,焊条按规定温度进行烘干。烧焊时没有发现焊条工艺性能有异常变化,如药皮有成块脱落现象,以及气孔、裂纹等缺陷,则焊条机械性能一般是可以保证的。 (2)焊条由于受潮焊芯有轻微锈迹,基本上不会影响性能,但如果要求焊接质量高,就不宜使用。 (3)焊条受潮锈迹严重,可酌情降级使用或用于一般构件焊接。最好按国家标准试验其力学性能,然后决定其使用范围。 (4)如果焊接涂料中含有大量铁粉,在相对湿度很高而存放时间较长,焊条受潮严重,甚至涂料中有锈蚀现象,这样的焊条虽经烘干,焊接时仍产生气孔或扩散氢含量很高,因而也要报废。所要求进行改进包装防止焊条吸潮,在存储中必须妥善保管。 (5)各类焊条严重变质,药批已有严重脱落现象,此批焊条应报废。 1Cr18Ni9Ti 不锈钢厚壁管全位置焊 中国第二重型机械集团公司金结重型制造厂(德阳市 618013) 编制:吴明华 邬希贤  表演:吴明华 1 焊接性分析 (1)1Cr18Ni9Ti 不锈钢 133×11mm 大管水平固定全位置对接接头主要用于核电设备及某些化工设备中需要耐热耐酸的管道中,焊接难度较高,对焊接接头质量要求很高,内表面要求成形良好,凸起适中,不内凹,焊后要求 PT、RT 检验。以往均采用 TIG 焊或手工电弧焊,前者效率低、成本高,后者质量难以保证且效率低。为既保证质量又提高效率,采用 TIG 内、外填丝法焊底层,MAG 焊填充及盖面层,使质量、效率都得到保证。 (2)1Cr18Ni9Ti 不锈钢热膨胀率、导电率均与碳钢及低合金钢差别较大,且熔池流动性差,成形较差,特别在全位置焊接时更突出,以往对 MAG(Ar+1%~2% O2)焊不锈钢,一般只用于平焊及平角焊,未见全位置焊的报道及资料。在 MAG 焊过程中,焊丝伸出长度必须小于 10mm,焊枪摆动幅度、频率、速度及边缘停留时间配合适当,动作协调一致,随时调整焊枪角度,使焊缝表面边缘熔合整齐,成形美观,以保证填充及盖面层质量。 2 焊接方法及焊前准备 2.1 焊接方法 材质为 1Cr18Ni9Ti,管件规格为 133×11 mm,采用手工钨极氩弧焊打底,混合气体(CO2+Ar)保护焊填充及盖面焊,立向上的水平固定全位置焊接。 2.2 焊前准备 (1)清理油、污物,将坡口面及周围 10 mm 内修磨出金属光泽。 (2)检查水、电、气路是否畅通,设备及附件应状态良好。 (3)按尺寸进行装配,定位焊采用肋板固定(2 点、7 点、11 点为肋板固定),也可采用坡口内定位焊,但必须注意定位焊质量。 (4)管内充氩气保护。 (5)管子装配定位图见图 1。 60o  钝边 p=0.5mm 图 1 3 TIG 焊工艺 3.1 焊接参数 采用 2.5 mm 的 Wce-20 钨极,钨极伸出长度 4~6 mm,不预热,喷嘴直径 12 mm,其它参数见表 1。  表 1 TIG 焊工艺参数 3.2 操作方法 (1)管子对接水平固定焊缝是全位置焊接。因此焊接难度较大,为防止仰焊内部焊缝内凹,打底层我们采用仰焊部位(六点两侧各 60)内填丝,立、平焊部位外填丝法进行施焊。 (2)引弧前应先在管内充氩气将管内空气置换干净后再进行焊接,焊接过程中焊丝不能与钨极接触或直接深入电弧的弧柱区,否则造成焊缝夹钨和破坏电弧稳定,焊丝端部不得抽离保护区,以避免氧化,影响质量。 (3)由过 6 点 5mm 处起焊,无论什么位置的焊接,钨极都要垂直于管子的轴心,这样能更好地控制熔池的大小,而且可使喷嘴均匀地保护熔池不被氧化。 (4)焊接时钨极端部离焊件距离 2 mm 左右,焊丝要顺着坡口沿着管子的切点送到熔池的前端,利用熔池的高温将焊丝熔化。电弧引燃后,在坡口一端预热,待金属熔化后立即送第一滴焊丝熔化金属,然后电弧摆到坡口另一端,给送第二滴焊丝熔化金属,使二滴铁水连接形成焊缝的根基,然后电弧作横向摆动,两边稍作停留,焊丝均匀地、断续地送进熔池向前施焊。 (5)在填丝过程中切勿扰乱氩气气流,停弧时注意氩气保护熔池,防止焊缝氧化。焊后半圈时,电弧熔化前半圈仰焊部位,待出现熔孔时给送焊丝,前两滴可以多给点焊丝,避免接头内凹,过后按正常焊接。 (6)12 点收尾处打磨成斜坡状,焊至斜坡时,暂停给丝,用电弧把斜坡处熔化成熔孔,最后收口。注意焊到后半圈剩一小半时应减小内部保护气体流量到 3 L/min,以防止气压过大而使焊缝内凹。 3.3 常见缺陷的产生原因及预防 (1)未焊透:焊接电流小,根部间隙小,焊接速度过快、焊枪角度不正常等均易产生未焊透的缺陷。根部间隙一定不能小于 3.5 mm,合适的焊接电流和正确调整焊枪角度就可避免产生未焊透。 (2)氧化严重:打底焊时,管内充压装置未能起到良好的保护作用,焊缝背面将氧化;焊接过程中对熔池及焊丝端头保护不良,或焊丝表面有氧化杂质也将会氧化严重。充氧装置尽可能与管子对严,不能留有间隙,管子的间隙用耐高温锡油纸贴上,避免焊缝氧化。 (3)夹渣、夹钨:焊接过程中,若焊丝端头在高温过程中脱离了氩气保护区,在空气中被氧化,当再次焊接时被氧化的焊丝端头未清理,又送入熔池中,在断口试验中判为夹渣;若钨极长度伸出量过大,焊枪动作不稳定,钨极与焊丝或钨极与熔池相碰后,又未终止焊接,从而造成夹钨。因管子是圆的,焊枪、送丝角度要随时变化,所以手法一定要稳、准,就能避免夹渣、夹钨的现象。 (4)内凹:装配间隙小,焊接过程中焊枪摆动幅度大,致使电弧热量不能集中于根部,产生了背面焊缝低于试件表面的内凹现象。电弧热量尽量集中于根部,仰焊部位多给点焊丝可避免内凹。 4 MAG 焊工艺 4.1 焊接参数 喷嘴直径 20 mm,喷嘴至试件距离 6~8mm,层间温度150 ℃。焊缝厚度 11 mm,其它工艺参数见表 2。 表 2 MAG 焊工艺参数 4.2 操作方法 (1)焊前注意喷嘴,导电嘴是否清理干净,气体流量的大小是否合适,清理打底层表面,控制层间温度。 (2)因填充、盖面层用气体保护焊,焊丝伸出长度的长短对焊接过程的稳定性影响较大,焊丝伸出长度越长,焊丝电阻值增大,焊丝过热而成段熔化,结果焊接过程不稳定,金属飞溅严重,焊缝成形不良,对熔池的保护不好;焊丝伸出长度过短,则焊接电流增大,喷嘴与工件的距离缩短,焊接视线不清,焊道成形不良,同时若焊丝伸出长度过短,还会使喷嘴过热,造成飞溅物粘住或堵塞喷嘴,从而影响气体流量。 (3)焊接时,焊枪角度要跟管子轴线垂直,因为管子是圆的,所以焊枪角度要随时变化,这样才能保证焊缝质量,避免焊缝产生气孔、夹渣等现象。焊接时采用小月牙形摆动,两侧稍作停留稳弧,中间速度稍快,这样可以避免焊出的焊缝凸起、不平整;上、下接头都要越过中心线 mm,后半圈填充、盖面仰焊接头时,可把前半圈引弧焊接位置磨一个缓坡,使后半圈接头时不致于产生缺陷;填充时,要注意坡口边缘不要被电弧擦伤,以备盖面层焊接。盖面时,应在坡口边缘稍作停顿,以保证熔池与坡口更好地熔合,焊接过程中,焊枪的摆动幅度和频率要相适应,以保证盖面层焊缝表面尺寸和边缘熔合整齐。 4.3 常见缺陷的产生原因及预防 (1)氧化:MAG 线能量较大,层温较高,或焊丝表面有氧化杂质,都会导致氧化。焊前清理干净,控制层温和用较小的线能量都可避免氧化。 (2)夹渣:焊枪角度不正确,或两边停留时间不够,均容易产生夹渣。 4.4 混合气体 Ar+1%~2%O2 适用于平焊及平角焊,而全位置焊缝成形很差,全部在坡口中间呈凸起状,特别是在仰焊位置更为严重,甚至使下一层无法进行焊接,但在保护气中加一定量的 CO2 后情况有所改善,经我们多次调整试验认为 Ar 中加入 18%~25%的 CO2 较为合适,最后选用75%Ar+25% CO2,笔者认为 CO2 多点可以起到冷却作用,从而使焊缝不至于凸起,达到成形良好的效果。 5 焊后检验 首先进行外观检验,合格后进行无损检验及性能检验。 本工艺利用 TIG 焊电弧稳定,控制性好,质量优的特点进行底层焊接,再用 MAG 焊进行全位置填充及盖面层焊接,类似工艺已在某产品稳压器中应用,其效果良好,这一高质量及高效率相结合的工艺值得在大管对接中推广使用。 作者简介:吴明华,1965 年生,高级技师。 试述奥氏体不锈钢焊接时,如何正确地选用焊接材料。 奥氏体不锈钢具有良好的焊接性,常用的熔焊方法都能进行焊接。但是由于电渣焊热过程的特点,会使接头的耐晶间腐蚀能力降低,并且在熔合线附近易产生严重的刀状腐蚀,因此极少应用。气体保护 CO 2焊由于 CO 2 气体的强烈氧化性,使合金元素烧损严重,所以也没有得到推广应用,目前实用的焊接方法是手弧焊、埋弧焊和氩弧焊,使用这些方法焊接时焊接材料的选用,见表 19。 表 表 19 奥氏体不锈钢焊接时焊接材料的选用 钢 号 手 弧 焊 埋 弧 焊 氩 弧 焊 焊 条 焊 丝 焊 剂 焊 丝 型 号 牌 号 1Cr18Ni9Ti E0-19-10-16 R0-19-10-15 E0-19-10Nb-16 R0-19-10Nb-15 A102 A107 A132 A137 H0Cr20Ni10Ti HJ260 H0Cr20Ni10Ti 0Cr19Ni9 E0-19-10-16 R0-19-10-15 A102 A107 0Cr18Ni9Ti E0-19-10Nb-16 R0-19-10Nb-15 A132 A137 H0Cr20Ni10Ti HJ260 H0Cr20Ni10Ti 0Cr18Ni9Ti E0-19-10Nb-16 R0-19-10Nb-15 A132 A137 00Cr18Ni10N E00-19-10-16 A002 H00Cr21Ni10 HJ260 H00Cr21Ni10 00Cr19Ni11 E00-19-10-16 A002 0Cr17Ni12Mo2 E0-18-12Mo2-16 E0-18-12Mo2-15 A202 A207 H00Cr19Ni12Mo2 HJ260 H00Cr19Ni12Mo20Cr18Ni12Mo2Ti E00-18-12Mo2-16 E00-18-12Mo2Nb-16 A022 A212 H00Cr19Ni12Mo2 HJ260 H00Cr19Ni12Mo20Cr19Ni13Mo3 E0-19-13Mo3-16 A242 0Cr18Ni12Mo3Ti E0-18-12MoNb-16 A022 A212 H0Cr20Ni14Mo3 HJ260 H0Cr20Ni14Mo300Cr17Ni14Mo2 E00-18-12Mo2-16 A022 H0Cr20Ni14Mo3 HJ260 H0Cr20Ni14Mo3 低合金高强钢焊接时,如何正确地选用焊接材料? 总的原则是根据等强度的要求,即熔敷金属的强度等级应与母材在同一档次来选用焊接材料,具体选用,见表 7。 表 表 7 低合金高强钢焊接材料的选用 钢 号 强度级别 (MPa) 手弧焊 埋 弧 焊 电 渣 焊 CO 2 焊焊丝 焊条 焊剂 焊丝 焊剂 焊丝 09Mn2 09Mn2Si 09MnV 294 E43 HJ430 HJ431 SJ301 H08A H08MnA H10MnSi H08Mn2Si H08Mn2SiA 16Mn 16MnCu 14MnNb 343 E50 SJ501 薄板:H08A H08MnA HJ431 HJ360 H08MnMoA H08Mn2Si H08Mn2SiA YJ502-1 YJ502-3 YJ506-4 HJ431 HJ430 SJ301 中板开坡口对接 开 I 形坡口对接 H08MnA H10Mn2 HJ350 厚板深坡口 H10Mn2 H08MnMoA 15MnV 15MnVCu 16MnNb 392 E50 E55 HJ430 HJ431 开 I 形坡口对接 H08MnA 中板开坡口对接 H10Mn2 H10MnSi HJ431 HJ360 H10MnMo H08Mn2MoVA H08Mn2Si H08Mn2SiA HJ250 HJ350 SJ101 厚板深坡口 H08MnMoA 15MnVN 15MnVNCu 15MnVTiRe 441 E55 E60 SJ431 H10Mn2 HJ431 HJ360 H10MnMo H08Mn2MoVA H08Mn2Si H08Mn2SiA HJ350 HJ250 SJ101 H08MnMoA H08Mn2MoA 18MnMoNb 14MnMoV 14MnMoVCu 490 E60 E70 HJ250 HJ350 SJ101 H08Mn2MoA H08Mn2MoVA H08Mn2NiMo HJ431 HJ360 H10Mn2MoA H10Mn2MoVA H10Mn2NiMoA H08Mn2SiMoA 低碳钢焊接时,如何正确地选用焊接材料? ⑴手弧焊焊条的选用 常用低碳钢 Q235 的抗拉强度平均值为 417.5MPa,根据等强度原则,与之匹配的焊条应为 E43 系列。几种不同钢号的低碳钢手弧焊时焊条的选用,见表 2。 表 表 2 低碳钢手弧焊时焊条的选用 钢 号 一般结构选用的 焊条型号 动载荷、复杂、厚板结构,锅炉受压容器,低温焊接 选用的焊条型号 施 焊 条 件 Q235 E4313,E4303,E4301,E4320,E4311 E4316,E4315 (E5016,E5015) 一般不预热 Q255 一般不预热 Q275 E4316,E4315 E5016,E5015 厚板结构预热 150℃以上 08、10、15、20 E4303,E4301,E4320,E4311 E4316,E4315 (E5016,E5015) 一般不预热 25 E4316,E4315 E5016,E5015 厚板结构预热 150℃以上 20g,22g E4303,E4301 E4316,E4315 (E5016,E5015) 厚板结构预热 100~150℃ 20R E4303,E4301 E4316,E4315 (E5016,E5015) 一般不预热 注:表中括弧内的焊条型号表示可以代用。 ⑵埋弧焊焊丝和焊剂的匹配选用 低碳钢埋弧焊时焊丝和焊剂的匹配选用,见表 3。 表 表 3 低碳钢埋弧焊焊丝与焊剂的匹配选用 钢 号 焊 丝 焊 剂 Q234 H08A HJ430 HJ431 Q255 H08A Q275 H08MnA 15、20 H08A,H08MnA HJ430 HJ431 HJ330 25 H08MnA,H10Mn2 20g,22g H08MnA,H08MnSi,h10Mn2 20R H08MnA ⑶CO 2 焊丝的选用 实芯焊丝选用牌号为 H08Mn2Si 和 H08Mn2SiA 两种,焊后熔敷金属强度偏高。药芯焊丝选用牌号为 YJ502-1、YJ506-2、YJ506-3、YJ506-4。 ⑷电渣焊焊丝和焊剂的匹配选用 电渣焊熔池温度比埋弧焊低,所以焊剂中的硅、锰还原作用弱,应选用含锰、含硅量较高的焊丝。常选用 H10Mn2、H10MnSi 焊丝配合焊剂 HJ360 或 H10MnSi 焊丝配合焊剂HJ431。 摘要:根据生产经验和相关试验数据对 T91/P91 钢的焊接工艺及参数进一步优化。 关键词:对口方法;焊接工艺;道间温度;恒温时间 中图分类号:TG457.6 文献标识码:B T91/P91 钢广泛用于锅炉过热器、主蒸汽及再热器管道。各电站单位对其进行了焊接工艺评定试验,总的说来大同小异,虽说工艺方案己基本运用成熟,但其焊接工艺及参数还有待进一步优化。 1 T91 /P91 钢的焊接性分析 1.1 T91/P91 钢的组织为马氏体,供货状态一般为正火+回火,属于高合金钢,焊接性较差,易出现冷裂纹、焊接接头脆化、HAZ 区软化等间题,必须严格按照工艺规程,方可获得满意的焊接接头。 1.2 应该严格控制焊接和热处理温度,采用较小的参数焊接是应注意的重点。 1.3 热处理保温时间的适当延长,有利于焊接接头常温冲击韧度的提高。 2 钢材和焊材 该种钢材及其焊材部分国家牌号对照,见表 1、表 2。 3 焊前准备 3.1 焊接设备选用带衰减的逆变式直流弧焊机。 3.2 焊丝去除表面的油、垢及锈等污物,露出金属光泽。 焊条经过 35O℃烘焙 1.52 h,置于 8O10O℃保温筒内,随用随取。 3.3 坡口制备关键注意两点 第一,钝边厚度不超过 2mm,以防铁水流动性差而造成根部未熔合。 第二,坡口及其内外两侧 152O mm 范围内打磨至露出金属光泽。 3.4 对口 3.4.1 T91/P91 钢在不预热条件下焊接裂纹可达 10O%,所以不得在管道上焊接任何临时支撑物,不得强行对口,以1少附加应力。 3.4.2 小口径管道对口间隙控制在 1.52.5mm 之间,大口径管道对口间隙控制在 34 mm 之间,间隙太大,不易操作,容易产生未熔焊接头;间隙太小,易产生未焊透的缺陷。3.4.3 该钢种材质特殊,对口方法一般有两种。一种是在坡口内侧使用定位块(Q235 材 质)点固焊口,点固前一般用火焰预热,该方法预热温度不容易控制,而且管壁温差较大,易产生内应力。远红外加热片从工序上讲是在对好焊口后才进行绑扎,也无法采用电阻加热,所以这种对口方法不宜采用。另一种是采用自制专用夹具(见图 1),此夹具制作简单,成本低廉,一种规格的管径制备其对应的夹具。对口合适后,通过螺栓紧固将管壁固定。采用这种方法,能保证点固焊同正式焊的工艺相同,利用夹具固定焊口时,焊前预热温度需比所定参数提高 50℃。 4 焊接工艺 4.1 焊接方法:电厂的建设中,常采用 TIG+SMAW。 4.2 焊前预热。 氩弧焊打底时预热温度取 16o180℃,温度过高不利于焊工操作,易产生夹丝、未焊透缺陷,还会加重根部氧化。 电弧焊填充时,道间温度控制在 280-320℃之间,因为第一,从工艺上讲,为防止产生热裂纹和减少区的粗晶脆化,需选择小参数,以减少高温停留时间,但采用小参数,焊缝冷却速度快。容易产生淬硬组织而导致冷裂纹、这是个矛盾。T91/P91 钢的 MS 点转变温度大约在 380℃左右,预热温度选在 28O-320℃,即 MS 点温度附近,既能保怔高温停留时间短,又能使马氏体转变时冷速缓慢,并形成自回火马氏体,解决了既要采用小参数,又不能让焊缝冷速太快的矛盾。第二,从手工操作上讲,该种钢的焊条在 300℃左右的预热温度下,有最佳的操作性能,熔滴过渡及铁水流动性和飞溅都明显改变。4.3 TIG 打底焊 4.3.1 为防止 T91/P91 钢焊缝根部氧化,焊前在管内充氩保护。充氩保护范围以坡口轴向中心为基础,每侧各 25O-30Omm 处贴上两层可溶纸(可用报纸代替)。用浆糊粘住,做成密封气室。利用细铜管把头敲扁插人焊缝内(有探伤孔的管道可从探伤孔充氩),大管流量为 2030 L/min,小管流量一般为 1015 L/min。充氩时,当感觉氩气从焊缝间隙轻微返出时(也可用打火机是否熄灭来判断),用石棉条将焊口间隙堵住,此时将氩气流量减少 1/3,流量过大会产生内凹的缺陷。焊一段石棉条拔开一段。 4.3.2 采用两层 TIG 打底,通过减少热输入,可有效地降低根部焊缝氧化程度,保证打底质量。 4.3.3 操作上应特别注意收弧质量,收弧时先将焊接电流衰减下来,填满弧坑后移向坡口边沿收弧,以防产生弧坑裂纹。 4.3.4 TIG 焊工艺参数见表 3 4.4 SMAW 焊 4.4.1 SMAW 焊应注意道间温度的控制,采用小参数、多层多道焊。其工艺参数见表 4。 4.4.2 注意焊条的摆动,焊层厚度以等于焊条直径为宜,焊道宽度以焊条直径的 3 倍为宜,严格控制焊接热输入,中间填充层宜采用 3.2mm 的焊条,最后两层使用 4.0mm 的焊条。因为焊接热输人对焊缝冲击韧度有很大影响,切忌使用大参数。每根焊条收弧都用衰减电流,待熔地填满后再收弧,以防产生弧坑裂纹。 4.4.3 用角磨机或钢丝刷彻底清理道间焊渣及飞溅,特别是焊缝接头处和坡口边缘处。清理时不可用榔头、錾子过重敲击焊缝。 5 焊接及焊后热处理 5.1 图 2 为焊接过程中温度曲线示意图。 热处理升温速度 当 <25 mm 时为 220℃/h;25mm 时为 150℃/h。降温速度 当 <25 mm 时为 150℃/h;25 mm 时为 100℃/h。 5.2 恒温时间(见表 5) 5.2.1 焊接完毕需在 100120℃的温度下桓温 1h,将残余奥氏体(A)全部转变为马氏体(M)后,才能进行升温热处理。 5.2.2 恒温时间按壁厚的不同在各范围内取值,壁薄的取下限,壁厚的取上限。 5.2.3 上述恒温时问比一般资料的参数稍长,试验证明,恒温时间的适当延长,有利于冲击韧度的明显提高,通过延长恒温时间可解决 T91/P91 钢焊接接头常温冲击韧度低的问题。 5.3 回火温度 热处理为高温回火,最佳回火温度为 760 10℃。 6 结论 (1)该工艺参数用于阳城电厂主蒸汽管道、过热器和过负荷导管道的焊接,各项技术指标完全符合要求。 (2)随着 T91/P91 钢的大量使用,制定出符合钢材性能的最优规范,直接用于生产建设,避免各生产单位重复性的工艺评定试验,具有很好的经济效益和社会效益。 作者简介: 赵立(1973),大学学士,工程师,主要从事电站建设中焊接方面的技术工作. 关键词:焊接;气焊;焊丝;紫铜;黄铜 铜具有优良的导电性、导热性、耐腐蚀性、延展性及一定的强度等特性。在电气、电子、化工、食品、动力、交通及航空航天工业中得到广泛应用。在纯铜(紫铜)中添加 10 余种合金元素,形成固溶体的各类铜合金,如加锌为黄铜;加镍为白铜;加硅为硅青铜;加铝为铝青铜等等。 铜及铜合金可用钎焊、电阻焊等工艺方法实现连接,在工业发达的今天、熔焊已占据主导地位。用焊条电弧焊、TIG 焊、MIG 焊等工艺方法容易实现铜及铜合金的焊接。 影响铜及铜合金焊接性的工艺难点主要有四项元素:一是高导热率的影响。铜的热导热率比碳钢大 7~11 倍,当采用的工艺参数与焊接同厚度碳钢差不多时,则铜材很难熔化,填充金属和母材也不能很好地熔合。二是焊接接头的热裂倾向大。焊接时,熔池内铜与其中的杂质形成低熔点共晶物,使铜及铜合金具有明显的热脆性,产生热裂纹。三是产生气孔的缺陷比碳钢严重得多,与要是氢气孔。四是焊接接头性能的变化。晶粒粗化,塑性下降,耐蚀性下降等。 1、紫铜的焊接 焊接紫铜的方法有气焊、手工碳弧焊、手工电弧焊和手工氩弧焊等方法,大型结构也可采用自动焊。 (1) 紫铜的气焊 焊接紫铜最常用的是对接接头,搭接接头和丁字接头尽量少采用。气焊可采用两种焊丝,一种是含有脱氧元素的焊丝,如丝 201、202;另一种是一般的紫铜丝和母材的切条,采用气剂 301 作助熔剂。气焊紫铜时应采用中性焰。 (2)紫铜的手工电弧焊 在手工电弧焊时采用紫铜焊条铜 107,焊芯为紫铜(T2、T3)。焊前应清理焊接处边缘。焊件厚度大于 4mm 时,焊前必须预热,预热温度一般在 400~500℃左右。用铜 107 焊条焊接,电源应采用直流反接。 焊接时应当用短弧,焊条不宜作横向摆动。焊条作往复的直线运动,可以改善焊缝的成形。长焊缝应采用逐步退焊法。焊接速度应尽量快些。多层焊时,必须彻底清除层间的熔渣。 焊接应在通风良好的场所进行,以防止铜中毒现象。焊后应用平头锤敲击焊缝,消除应力和改善焊缝质量。 (3)紫铜的手工氩弧焊 在紫铜手工氩弧焊时,采用的焊丝有丝 201(特制紫铜焊丝)和丝 202,也采用紫铜丝,如 T2。 焊前应对工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜、油等脏物都必须清理干净,避免产生气孔、夹渣等缺陷。清理的方法有机械清理法和化学清理法。 对接接头板厚小于 3mm 时,不开坡口;板厚为 3~10mm 时, 开 V 型坡口,坡口角度为 60~70; 板厚大于 10mm 时,开 X 型坡口,坡口角度为 60~70;为避免未焊透,一般不留钝边。根据板厚和坡口尺寸,对接接头的装配间隙在 0.5~1.5mm范围内选取。 紫铜手工氩弧焊,通常是采用直流正接,即钨极接负极。为了消除气孔,保证焊缝根部可靠的熔合和焊透,必须提高焊接速度,减少氩气消耗量,并预热焊件。板厚小于3mm时,预热温度为150~300℃;板厚大于3mm时,预热温度为350~500℃。预热温度不宜过高,否则使焊接接头的机械性能降低。 还有紫铜的碳弧焊,碳弧焊使用的电极有碳精电极和石墨电极。紫铜碳弧焊所用的焊丝和气焊时一样,也可用母材剪条,可用气焊紫铜的助熔剂,如气剂 301 等。 2、黄铜的焊接 黄铜焊接的方法有:气焊、碳弧焊、手工电弧焊和氩弧焊。 (1)黄铜的气焊 由于气焊火焰的温度低,焊接时黄铜中锌的蒸发比采用电焊时少,所以在黄铜焊接中,气焊是最常用的方法。 黄铜气焊采用的焊丝有:丝 221、丝 222 和丝 224 等,这些焊丝中含有硅、锡、铁等元素,能够防止和减少熔池中锌的蒸发和烧损,有利于保证焊缝的性能和防止气孔产生。气焊黄铜常用的熔剂有固体粉末和气体熔剂两类,气体熔剂由硼酸甲脂及甲醇组成;熔剂如气剂 301。工业级3d打印机价值大尺寸3D打印机激光3D-深圳金, (2)黄铜的手工电弧焊 焊接黄铜除了用铜 227 及铜 237 外,也可以采用自制的焊条。 黄铜电弧焊时,应采用直流电源正接法,焊条接负极。焊前焊件表面应作仔细清理。坡口角度一般不应小于 60~70,为改善焊缝成形,焊件要预热 150~250℃。操作时应当用短弧焊接,不作横向和前后摆动,只作直线移动,焊速要高。与海水、氨气等腐蚀介质接触的黄铜焊件,焊后必须退火,以消除焊接应力。 (3)黄铜的手工氩弧焊 黄铜手工氩弧焊可以采用标准黄铜焊丝:丝 221、丝 222 和丝 224, 也可以采用与母材相同成分的材料作填充材料。 焊接可以用直流正接,也可以用交流。用交流焊接时,锌的蒸发比直流正接时轻。通常焊前不用预热,只有板厚相差比较大时才预热。焊接速度应尽可能快。焊件在焊后应加热 300~400℃进行退火处理,消除焊接应力,以防止焊件在使用过程中裂缝。 (4)黄铜碳弧焊 黄铜碳弧焊时,根据母材的成分选用丝 221、丝 222、丝 224 等焊丝,也可用自制的黄铜焊丝施焊。焊接可以采用气剂 301 等作熔剂。焊接应短弧操作,以减少锌的蒸发和烧损。 直流 TIG 焊工艺方法广泛应用于铜及铜合金的焊接,焊风成型好,内外质量优良,在氩气的保护下,熔池纯净,气孔少,热裂影响小,操作易掌握。厚度4mm时可不用焊前预热,直接用氩气预热,待熔池温度接近 600℃时,可加填充焊丝熔化母材,实现焊接。厚度大于 4mm 的铜材,纯铜应预热 400600℃。铜合金焊接预热 200300℃。300TSP,315TX 直流 TIG 焊机可焊接纯铜、硅青铜、磷青铜、黄铜、白铜等铜合金。300WP5、300/500WX4 交直流两用 TIG 焊机可用交流 TIG 焊接铝青铜(用交流方波清除表面氧化膜)及用直流 TIG 焊接上述铜材。 近年来,采用 MIG 方法焊接铜及铜合金的施工越来越多,尤其对于厚度3mm的铝青铜、硅青铜和白铜最好选用 MIG 焊方法。厚度 3~14mm 或14mm 的铜及铜合金几乎总要选用 MIG 焊,因为熔敷效率高、熔深大、焊速快(一般为 TIG 焊的3~4 倍),实现高效、优质、低成本的经济效益要求。铜材施焊前均应达到预热温度要求(纯铜 400~600℃,铜合金 200~300℃),焊丝与母材化学充分相似,氩气纯度99.98%。

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