20钢管化学成分

表120钢管化学成分

元素C Si Mn S P

含量(%)0.22～0.230.21～0.220.50～0.510.028～0.0290.01～0.014

表2 焊材化学成分(%)

牌号C Si Mn S P Cr Ni Cu

ER49-1≤0.110.65～

0.95

1.80～

2.10

≤0.030≤0.030≤0.20//

H08A0.100.038～

0.034

0.46

0.024～

0.035

0.01

0.02～

0.021

0.029～

0.043

0.074～

0.077

H08Mn2Si 0.09～

0.11

0.79～

0.88

1.88～

1.94

0.011～

0.017

0.014～

0.016

≤0.15≤0.20/

TIG-J500.1070.653 1.570.0240.038/// E43030.080.160.430.0100.019///

表3 20钢管机械性能

参量σb(MPa)σs(MPa)δ8(%)

数值412.4～470.4264.6～371.629～37

表4 E4303焊条机械性能

参量σb(MPa)σ0.2(MPa)δ5(%)A Kv(J)-20℃

数值47039028.286.84、76平均82

焊接工艺参数和无损探伤、机械性能试验结果分别见表5、表6、表7。

表5 焊接试验工艺参数

接头型式和层次分

组

焊接工艺参数

焊

道

焊接

电

源

焊接直径

焊

接

电

流

(A)

焊

接

电

压

(V)

焊接速度

(cm/min)

线能量

(kJ/cm)方法

极

性

材料(mm)

20钢管：D57×5mm水平

固定1

1TIG

SMAW

正

接

H08A

E4303

1.6851251

2.2

2 2.58022621.1 2

1TIG

SMAW

正

接

H08Mn2Si

E4303

1.68512 4.81

2.8

2 2.58022621.1 31TIG

正

接

TIG-J50 2.59015613.5

2

SMAW E4303

2.59023620.7

20钢管：D57×5mm垂直

固定4

1

2-3

1

2-3

1

2-3

TIG

SMAW

正

接

H08A

E4303

1.6851287.65

2.585221110.2 5

6

TIG

SMAW

正

接

H08Mn2Si

E4303

TIG-J50

E4303

1.6851251

2.2

2.5852210.610.6

TIG

SMAW

正

接

2.59015810.13

2.580221010.56

表6 RT探伤结2.5果

分组号缺陷性质判定级别

1多点气孔Ⅰ、Ⅱ

2夹渣Ⅱ

3无Ⅰ

4多点气孔Ⅰ

5无Ⅰ

6夹渣Ⅱ

表7 机械性能试验

分组号

拉力试验值

δb(MPa)

弯曲试验结果

90°面弯90°背弯

1461.1、452.1无裂纹合格无裂纹合格

2480、480无裂纹合格无裂纹合格

3460、450无裂纹合格无裂纹合格

4460.8、450.2无裂纹合格无裂纹合格

5485、495无裂纹合格无裂纹合格

6430、445无裂纹合格无裂纹合格

2 现场焊接

我们在施工现场进行手工钨极氩弧焊打底焊接低碳钢管时，曾采用过H08(或H08A)、H08Mn

2

Si、TIG-J50及ER705-3和瑞典OK焊丝，十多年的应用经验表明，没有发生焊接质量事故，焊缝能够满足设计和使用要求。不同焊丝的差别主要是：使用H08A焊丝TIG打底时，焊缝根部容

易产生气孔，焊缝成型差；使用H08Mn

2

Si和TIG-J50焊丝打底时，焊缝

成型好，易于手工操作，气孔很少，焊缝质量容易保证。由于H08Mn

2

Si

是国内生产的埋弧焊焊丝，容易采购，H08Mn

Si焊丝在手工钨极氩弧焊

2

打底中得到广泛应用。

3 分析

手工钨极氩弧焊打底所选用的焊丝，除应满足机械性能要求外，还应具有良好的可操作性并且不产生缺陷。从焊接工艺试验的机械性能可Si焊丝打底焊缝的抗拉强度均比其原焊丝的较高；从无以看出，H08Mn

2

损探伤和现场手工焊接操作性上看，H08A焊丝打底容易产生气孔，且焊

Si元素和ER49-1缝成型差；从化学成分的Mn、Si元素含量看，H08Mn

2

相当，TIG-J50次之，H08A最低。

经过对比分析可以认为，采用H08A焊丝TIG打底焊产生气孔、成型差的原因，关键在于其Mn、Si元素的含量。焊缝中Mn、Si是主要合金化元素，同时也是一种较好的脱氧剂，Si脱氧能力比Mn要强，Mn和Si 都能减少焊缝金属中的氧含量，改善焊缝金属的性能，防止气孔产生；另外，Mn可以提高焊缝的强度和韧性，而Si含量过多时，将会使焊缝金属的塑性和韧性降低。因此，必须使焊缝材料保持适当的Mn/Si比值，该比值愈高，焊缝金属的韧性愈好，一般认为Mn/Si＜2对焊缝韧性不利。

4 结论

采用手工钨极氩弧焊工艺进行低碳钢打底焊，选用H08(或H08A)焊

Si、TIG-J50、ER49-1是可行的。在丝是不合适的，施工中选用H08Mn

2

目前生产TIG-J50和ER49-1焊丝的厂家较少的情况下，进行手工钨极氩

Si焊丝是合理的。我们经过十多年的应弧焊打底焊接低碳钢选用H08Mn

2

用，没有发现因焊丝强度较高，导致焊缝的淬硬倾向，而产生延迟裂纹等焊接质量事故。