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316L 不锈钢管道焊接工艺
焊接工艺
(1)焊接方法:由于现场多数为不锈钢管道 且大小不一,根据不锈钢的焊接特点,尽可能减小热输入量,故采用手工电弧焊、氩弧焊两种方法,d >Φ159 mm 的采用氩弧焊打底,手工电弧焊盖面。d ≦Φ159 mm 的全用氩弧焊。焊机采用手工电弧焊/氩弧焊两用的WS7 一400 逆变式弧焊机。
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(2)焊接材料:奥氏体不锈钢是特殊性能用钢,为满足接头具有相同的性能,应遵循“等成分”原则选择焊接材料,同时为增强接头抗热裂纹和晶间腐蚀能力,使接头中出现少量铁素体,选择HooCr19Ni12Mo2氩弧焊用焊丝,手弧焊用焊条CHSO22 作为填充材料,其成分见表1 和表2。
表1 焊丝HOOCr19Ni12Mo2化学成分(%)
C
Si
Mn
P
S
Ni
Cr
Mo
0.012
0.13
1.70
0.019
0.007
13.23
18.72
2.38
表2 焊条CHS022化学成分(%)
C
Cu
Si
Mn
P
S
Ni
Cr
Mo
0.03
0.20
0.64
0.75
0.02
0.007
11.77
19.66
2.05
(3)焊接参数。奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感,故采用小电流、快速焊,多层焊时要严格控制层间温度,使层间温度小于60 ℃ 。具体参数见表3 。
表3 焊接参数
接头形式
焊缝层次
焊接方法
焊接材料
焊接电流I/A
电弧电压U/V
焊接速度v/(cm.min)
牌号?? 直径d/mm
管对接
一层
手工钨极氩弧焊
HOOCr19Ni12Mo2
2.5
75-80
10-11
6-8
3.2
83-90
11-13
6-8
二层
手工钨极氩弧焊
HOOCr19Ni12Mo2
2.5
75-80
10-11
6-8
3.2
85-93
12-13
6-8
手工电弧焊
CHS022
2.5
80-85
25-26
9-12
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(4 )坡口形式及装配定位焊。坡口形式采用V 形坡口,由于采用了较小的焊接电流,熔深小,因而坡口的钝边比碳钢小,约为0-0.5 mm,坡口角度比碳钢大,约为65°- 700°,其形式见图l 。
图1 坡口形式
因不锈钢热膨胀系数较大,焊接时产生较大的焊接应力,要求采用严格的定位焊。对于d≦Φ89 mm 的管采用两点定位,d=Φ89-Φ219 mm采用三点定位,d≧219 mm 的采用四点定位;定位焊缝长度6-8 mm。
(5)焊接技术要求:
① 手工电弧焊时焊机采用直流反接,氩弧焊时采用直流正接;
② 焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮,并用丙酮清洗;焊条应在200-250 ℃ 烘干1h,随取随用;
③ 焊前将工件坡口两侧25 mm 范围内的油污等清理干净,并用丙酮清洗坡口两侧25 mm 范围;
④ 氩弧焊时,喷嘴直径Φ2 mm , 钨极为钵钨极,规格Φ2.5 mm ;
⑤ 氩弧焊焊接不锈钢时,背面必须充氩气保护,才能保证背面成形。采用在管道内局部充氩的方法,流量为5-14L/min,正面氩气流量为12 一13L/min 。
打底焊时焊缝厚度应尽量薄,与根部熔合良好,收弧时要成缓坡形,如有收弧缩孔,应用磨光机磨掉。必须在坡口内引弧熄弧,熄弧时应填满弧坑,防止弧坑裂纹。
由于该不锈钢为奥氏体不锈钢,为防止碳化物析出敏化及晶间腐蚀,应严格控制层间温度和焊后冷却速度,要求焊接时层间温度控制在60℃ 以下,焊后必须立即水冷,同时采用分段焊接。具体分段方法见图2。这种对称分散的焊接顺序,即可增大接头的冷却速度,又可减小焊接应力。
图2 不同管径分段焊接示意图
2 结果
( 1 )外观检查无气孔、焊瘤、凹陷及咬边等缺陷,成形良好。
( 2 )对试件进行拉伸、弯曲试验,各项力学性能指标均满足要求,未发现未熔合和裂纹等缺陷。
( 3 )宏观金相检验,发现焊道熔合良好,熔深为1-1.5 mm 。微观金相检验,其母材及热影响区都是全奥氏体组织,焊缝金属为奥氏体十铁素体(4 % )组织,完全满足抗晶间腐蚀和抗脆化的要求,经煤化公司现场施工 保证了焊接工程质量。
1 根据不锈钢的焊接特点,尽可能减小热输入量,一般采用手工电弧焊、氩弧焊两种;???????????????????????????????? 2 焊接参数。奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感,故采用小电流、快速焊,多层焊时要严格控制层间温度,使层间温度小于60 ℃ 。??????????????????????????????????????????????????????????????????? 3 因不锈钢热膨胀系数较大,焊接时产生较大的焊接应力,要求采用严格的定位焊。对于d≦Φ89 mm 的管采用两点定位,d=Φ89-Φ219 mm采用三点定位,d≧219 mm 的采用四点定位;定位焊缝长度6-8 mm。???? 4 打底焊时焊缝厚度应尽量薄,与根部熔合良好,收弧时要成缓坡形,如有收弧缩孔,应用磨光机磨掉。必须在坡口内引弧熄弧,熄弧时应填满弧坑,防止弧坑裂纹。????????????????????????????????????????? 5 外观检查无裂纹、气孔、焊瘤、凹陷及咬边等缺陷
以我加工不锈钢的经验,不锈钢比一般碳钢较软、韧性大,切削时不容易断削,容易产生刀瘤而引致烧刀,由于韧,刀具的角度比一般的相对要锋利一点,适宜快速切削。
聂福全??
? ? 在采取钻、铰、镗工艺加工一些奥氏体组织及马氏体组织不锈钢材料如1Cr18Ni9Ti、2Cr13孔时,加工过程中会出现刀具磨损加快、加工表面完好性差、切屑排除困难等共性问题,严重影响了此类材料零件的加工质量、生产周期及加工成本。按照金属工艺学、金属切削原理等理论对上述材质加工难点进行分析,摸索出一套行之有效的不锈钢材料钻、铰、镗加工工艺。
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? ? 不锈钢材料加工难点分析
机械设计,机械加工,设计软件,机械工程师,设备管理,焊接,液压,铸造,密封,测量,工程机械,粉末冶金,轴承,齿轮,泵阀,工业自动化" U$ Y) Y% d, b3 z
? ? 不锈钢材料加工难点主要有以下几个方面:/ U' n; g/ c5 r) o. c* K
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? ? 1. 切削力大,切削温度高
? ? 该类型材料强度大,切削时切向应力大、塑性变形大,因而切削力大。此外材料导热性极差,造成切削温度升高,且高温往往集中在刀具刃口附近的狭长区域内,从而加快了刀具的磨损。中国机械社区7 r- ?7 ]( p0 l% `??y7 ]
? ? 2. 加工硬化严重bbs.cmiw.cn; j* Q: V" O- x" M
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? ? 奥氏体不锈钢以及一些高温合金不锈钢均为奥氏体组