奥氏体不锈钢的焊接工艺
347H奥氏体不锈钢管焊接工艺评定

焊管WELDED PIPE AND TUBE第44卷第1期2021 年 1 月Vol.44 No.1Jan. 2021347H 奥氏体不锈钢管焊接工艺评定冯玉兰1,2,吴志生1,李亚杰1,2,李 岩王瑞森2(1.太原科技大学,太原030024; 2.中钢不锈钢管业科技山西有限公司,山西晋中030600)摘要:针对347H 不锈钢管材在焊接后出现开裂的现象,以347H 奥氏体不锈钢为研究对象,采用等离子弧焊(PAW ) +钨极惰性气体保护焊(TIG )实现了厚度为15 mm 的347H 奥氏体不锈钢的良好焊接,焊接工艺采用双面焊双面成型工艺,焊接中心气(PAW 离子气和TIG 枪内保护气)及内外焊缝保护气均为纯度逸99.99%的氩气,100%RT 实时成像检测结果显示焊缝结合良好。
并对焊缝进行 了焊后热处理,加热到1100益后保温15 min o 最后,根据ASME 《锅炉及压力容器规范》第御卷要求对焊缝显微组织及综合性能进行了分析,其理化性能满足要求,生产工艺合理。
关键词:347H 不锈钢;焊接工艺评定;微观组织;力学性能中图分类号: TG141.4文献标识码: B DOI : 10.19291/ki.1001-3938.2021.01.003Welding Procedure Qualification for 347H Austenitic Stainless Steel Welded PipeFENG Yulan 1'2, WU Zhisheng 1, LI Yajie 1,2, LI Yan 1'2, WANG Ruisen 2(1. Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China;2. Sinosteel Stainless Steel Pipe Technology Co., Ltd., Jinzhong 030600, Shanxi, China )Abstract: In view of the cracking phenomenon of 347H stainless steel pipe after welding, 347H austenitic stainless steel wastaken as the research object, and the good welding of 15 mm thick 347H austenitic stainless steel was realized by plasma arcwelding (PAW) + tungsten inert gas welding (TIG). The welding process adopts double -sided welding and double -sided formingprocess. The welding center gas (paw ion gas and TIG gun shielding gas) and the internal and external weld shielding gas areargon with purity 逸 99.99%. The 100% RT real -time imaging detection results show that the weld joint is good. After heattreatment, the weld was heated to 1 100 益 for 15 min. Finally, according to the requirements of ASME Boiler and PressureVessel Code section IX, the weld microstructure analysis and comprehensive performance test were carried out. The resultsshow that the physical and chemical properties meet the requirements and the production process is reasonable.Key words: 347H stainless steel; welding procedure qualification; microstructure; mechanical properties0前言347H 属于奥氏体不锈钢,与347不锈钢相比, 碳含量较高, 具有良好的高温力学性能。
奥氏体不锈钢S31608焊接工艺及接头性能

奥氏体不锈钢S31608焊接工艺及接头性能李战斌1,柳云天1,徐祥久12,刘海12(1.哈尔滨锅炉厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨150046;2.高效清洁燃煤电站锅炉国家重.实验室,黑龙江哈尔滨150046)摘要:根据奥氏体不锈钢S31608较高含碳量的特性,制定了合理的焊接工艺参数。
试验采用手工鸨极就弧焊、焊条电弧焊和埋弧焊组合的焊接方法,采用焊丝ER316H"焊条E316H-16进行焊接,得到RT,PT检验合格的焊接接头,并对焊接接头的常温力学性能、耐晶间腐蚀性能及微观组织进行了试验和分析#试验结果表明,采用该焊接工艺参数可以获得优质的焊接接头,焊缝金相组织为奥氏体+$铁素体双相组织,焊缝强度及耐蚀性能良好,满足工程应用的要求#关键词:奥氏体不锈钢;焊接工艺;晶间腐蚀;S31608中图分类号:TG406Welding procedure and joint propertiee of austenitic stainlese S31608Li Zhanbin1,Liu Yunhan1,Xu Xiangjin1,2,Liu Hai1,2(1.Harbin Boiler Company Limited,Harbin150046,Heilongjiang,China;2.State Key Labvatoa—Efficient and Clesn Coal-5red Utility Boilers,Harbin150046,Heilongjiang,China)Abstract:A new welding procedure was established based on the characteristics of austenitic stainless S31608 with high corbon content.The procedure combined with manut TIG welding,shielded meth arr welding,and submerae-5rr welding,together with welding wire ER316H and welding ad E316H-16,was appied to the welding procedure.The qualification of welded joint was qualiaed with RT and PT.The mechanicol property,interaanulaa covosion inspection test and micastactua test were conducted.The experimenta-results showed that the weld was made up of austenite and ferrite,the strength and covosion resistance of weld were of excellent perfoaiance.The experimenta-results met the engineering requirements.Key words:austenitic stainless;welding procedure;interaanulaa covosion;S316080前言奥氏体不锈钢由于其良好的力学性能,耐高温、耐腐蚀性能,在石化容器制造中获得广泛应用,常见奥氏体不锈钢包括304L,316L等#S31608的含碳量为0.04%-0.08%,相对304L,316L而言,较高的碳含量可以提高不锈钢的高温强度和抗氧化性能,可用于高温结构,但是较高的含碳量会影响不锈钢的焊接性能和耐蚀性能[1]。
SA-240 321奥氏体不锈钢的埋弧自动焊工艺

钢 ,其性能与3 o 4  ̄t 似 ,但是由于加入了稳定性
元素T i ,使其有效的控制了碳化铬的形成,并具 有 了更好 的耐 晶界腐蚀性及高温强度 ,属于热 强钢种 ,3 2 1 具有 的优异的高温应力破断 ( S t r e s s R u p t u r e ) 性 能及 高温抗蠕变性能 ( C r e e p R e s i — s t a n c e )以及应力机械性能都优于3 0 4 不锈钢 。
展起来 的高c 卜N i 系列 钢。S A 一 2 4 0 3 2 1 是在1 8 C r
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化学成分
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标 准 s T M A 2 4 C ≤ 0 . 0 ≤ 0 . 7 ≤ 2 . 0 d ≤ 0 . 0 4 7 < - 0 . 0 3 (  ̄ 1 7 . 0 ~ 1 9 . 0 } ) . 0 ~ 1 2 . d—l ≤ 0 . 1 d ≤ o .
8 N i 钢基础上 添 ̄ J I l N i 、T i。其化学成分
见表 1 ,力学性能见表2 。
1 . 2 组织 特点 和 焊接 性 川
标准A S T M A 2 4 0
试样
5 1 5
5 5 6 mi n
2 0 5
文/ 浙江 内曼格 机械 制造 有 限公 司研 发 中 心 夏 小勇
摘 要:本文主要介绍 7S A 一 2 4 0 3 2 1 奥氏体不锈钢的特点与应用 ,分析 了其焊接性 ,提出了防止焊 接缺陷、保证熔合性的技术措施 ,通过焊接工艺评定来制定S A 一 2 4 0 3 2 1 奥 氏体不锈钢的埋弧 自动焊
奥氏体不锈钢的焊接工艺

奥氏体不锈钢的焊接工艺奥氏体不锈钢的焊接工艺一、焊接方法由于奥氏体不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的熔焊方法和部分压焊方法都可以焊接。
但从经济、实用和技术性能方面考虑,最好采用焊条电弧焊、惰性气体保护焊、埋弧焊和等离子焊等。
1. 焊条电弧焊厚度在2mm以上的不锈钢板仍以焊条电弧焊为主,因为焊条电弧焊热量比较集中,热影响区小,焊接变形小;能适应各种焊接位置与不同板厚工艺要求;所用[wiki]设备[/wiki]简单。
但是,焊条电弧焊对清渣要求高,易产生气孔、夹渣等缺陷。
合金元素过度系数较小,与氧亲和力强的元素,如钛、硼、铝等易烧损。
2. 氩弧焊有钨极弧焊和熔化极氩弧焊两种,是焊接奥氏体不锈钢较为理想的焊接方法。
因氩气保护效果好,合金元素过度系数高,焊缝成分易于控制;由于热源较集中,又有氩气冷却作用,其焊接热影响区较窄,晶粒长大倾向小,焊后不需要清渣,可以全位置焊接和[wiki]机械[/wiki]化焊接。
缺点是设备较复杂,一般须使用直流弧焊电源,成本较高。
TIG有手工和自动两种,前者较后者熔敷率低些。
TIG最适于3mm以下薄板不锈钢焊接,在奥氏体不锈钢[wiki]压力容器[/wiki]和管道的对接和封底焊等广为应用。
对于厚度小于0.5mm的超薄板,要求用10~15A电流焊接,此时电弧不稳,宜用脉冲TIG焊。
厚度大于3mm有时须开坡口和采用多层多道焊,通常厚度大于13mm,考虑制造成本,不宜再用TIG焊。
3. 等离子弧焊是焊接厚度在10~12mm以下的奥氏体不锈钢的理想方法。
对于0.5mm以下的薄板,采用微束等离子弧焊尤为合适。
因为等离子弧热量集中,利用小孔效应技术可以不开坡口,不加填充金属单面焊一次成形,很适合于不锈钢管的纵缝焊接。
焊接工艺参数的选择焊接时,为保证焊接质量,必须选择合理的工艺参数,所选定的焊接工艺参数总称为焊接工艺规范。
例如,手工电弧焊的焊接工艺规范包括:焊接电流、焊条直径、焊接速度、电弧长度(电压)和多层焊焊接层数等,其中电弧长度和焊接速度一般由操作者在操作中视实际情况自行掌握,其他参数均在焊接前确定。
铬镍奥氏体不锈钢的焊接工艺

【组织教学】1、点名检查学生出勤情况;2、强调课堂纪律。
【作业点评】1、上次作业质量情况;2、对出现问题较多的进行课堂纠正。
【复习提问】1、什么是焊接? 有哪些种类?2、不锈钢分为几种?【相关工艺】铬镍奥氏体不锈钢的焊接工艺(1)手工电弧焊1)焊前准备根据钢板厚度及接头形式,用机械加工、等离子弧切割或碳弧气刨等方法下料和加工坡口。
对接接头板厚超过3㎜须开坡口。
为了避免焊接时碳和杂质混入焊缝,焊前应将焊缝两侧20~30㎜范围用丙酮、汽油、乙醇等擦净,并涂白垩粉,以避免表面被飞溅金属损伤。
2)焊条的选用奥氏体不锈钢焊条有酸性焊条钛钙型药皮和碱性焊条低氢型药皮两大类。
低氢型不锈钢焊条的抗热裂性较好,但成形不如钛钙型焊条,抗腐蚀性也较差。
钛钙型不锈钢焊条具有良好的工艺性能,生产中用得较多。
焊接时,应根据不锈钢的使用条件选用不同型号的焊条。
3)焊接工艺由于奥氏体不锈钢的电阻较大,焊接时产生的电阻热也大,所以同样直径的焊条焊接电流值应比低碳钢焊条降低20%左右,否则,焊接时药皮将迅速发红失去保护而无法焊接。
焊接过程中,焊条最好不作横向摆动。
采用小电流、快焊速。
一次焊成的焊缝不宜过宽,最好不超过焊条直径的3倍。
多层焊时,每焊完一层要彻底清除熔渣,并控制层间温度,待前层焊缝冷却后(<60℃)再焊接下一层。
焊接开始时,不要在焊件上随便引弧,以免损伤焊件表面,影响耐腐蚀性。
焊后可采取强制冷却措施,加速接头冷却。
(2)氩弧焊氩弧焊目前普遍用于不锈钢的焊接,它与手工电弧焊比较有下列优点:氩气保护效果好;氩弧的温度高,热量集中,且有氩气流的冷却作用,焊缝的热影响区小;焊缝的强度高,耐腐蚀性好,焊件的变形小,因此焊缝的质量比手工电弧焊高。
此外氩弧焊在焊接时无熔渣,不需清渣,焊后无夹渣的缺陷,氩弧焊的生产率高,易于自动化,并能用于焊接0.5㎜的薄钢板。
目前在氩弧焊中应用较广的是手工钨极氩弧焊,常用于焊接0.5~3 mm的不锈钢薄板和薄壁管。
奥氏体不锈钢的焊接工艺及焊接材料

1、奥氏体不锈钢的焊接特点(1)容易出现热裂纹防止措施:(a)尽量使焊缝金属呈双相组织,铁素体的含量控制在3-5%以下。
因为铁素体能大量溶解有害的S、P杂质。
(b)尽量选用碱性药皮的优质焊条,以限制焊缝金属中S、P、C等的含量。
(2)晶间腐蚀根据贫铭理论,焊缝和热影响区在加热到450-850℃敏化温度区时在晶界上析出碳化络,造成贫铭的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。
防止措施:(a)采用低碳或超低碳的焊材,如A002等;采用含钛、铝等稳定化元素的焊条,如AI37、A132等。
(b)由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的铁素体形成元素,使焊缝金属成为奥氏体+铁素体的双相组织(铁素体一般控制在4~12%)o(C)减少焊接熔池过热,选用较小的焊接电流和较快的焊接速度,加快冷却速度。
(d)对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理。
(3)应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。
奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。
防止措施:(a)合理制定成形加工和组装工艺,尽可能减小冷作变形度,避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕都会成为SCC的裂源,易造成腐蚀坑)。
(b)合理选择焊材:焊缝与母材应有良好的匹配,不产生任何不良组织,如晶粒粗化及硬脆马氏体等。
(O采取合适的焊接工艺:保证焊缝成形良好,不产生任何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等;采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平。
(d)消除应力处理:焊后热处理,如焊后完全退火或退火;在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。
(e)生产管理措施:介质中杂质的控制,如液氨介质中的。
2、N2、等;液化石油气中的H2S;氯化物溶液中的。
2、Fe3÷,CM+等;防蚀处理:如涂层、衬里或阴极保护等;添加缓蚀剂。
(4)焊缝金属的低温脆化对于奥氏体不锈钢焊接接头,在低温使用时,焊缝金属的塑韧性是关键问题。
不锈钢管道焊接工艺规程

奥氏体不锈钢管道焊接工艺规程1 范围本原则合用于工业管道、公用管道和发电厂奥氏体不锈钢管道焊接施工。
本原则也合用于手工氩弧焊和手工电弧焊作业。
2 规范性引用文献下列文献中旳条款通过本原则旳引用而成为本原则旳条款,但凡注日期旳引用文献,其随即旳修改单(不包括勘误旳内容)或修订版均不合用于原则,然而,鼓励根据本部分到达协议旳各方研究与否可使用这些文献旳最新版本。
但凡不注日期旳引用文献,其最新版本合用于本原则。
GB50235—97 《工业金属管道工程施工及验收规范》GB/T 983—95 《不锈钢焊条》DL/T869-2023 《火力发电厂焊接技术规程》劳人部[1988]1号《锅炉压力容器焊工考试规则》HYDBP006-2023《压力管道安装工程焊接、热处理过程控制程序》HYDBP018-2023《压力管道安装工程焊接材料管理程序》HYDBP013-2023《压力管道安装工程材料设备储存管理程序》HYDBP012-2023《压力管道安装工程材料设备搬运管理程序》HYDBP008-2023《压力管道安装工程计量管理手册》HYDBP007-2023《压力管道安装工程检查和试验控制程序》HYDBP010-2023《压力管道安装工程不合格品控制程序》劳动部发[1996]140号《压力管道安全管理与监察规定》3 先决条件3.1 环境3.1.1 施工环境应符合下列规定:3.1.1.1 风速:手工电弧焊不不小于8M/S,氩弧焊不不小于2M/S。
3.1.1.2 焊接电弧在1m范围内旳相对湿度不不小于90%,环境温度不小于0℃。
3.1.1.3 非下雨、下雪天气。
3.1.2 当环境条件不符合上述规定时,必须采用挡风、防雨、防寒等有效措施。
3.2 奥氏体不锈钢管道焊接控制流程图见图1。
图1 奥氏体不锈钢管道焊接控制流程图3.3 焊接材料3.3.1 奥氏体不锈钢管道焊接材料旳采购和入库(一级库)由企业物资部负责,按《物资采购控制程序》和《焊接材料保管程序》执行。
奥氏体不锈钢焊接工艺

奥氏体不锈钢焊接工艺目的:为规范焊工操作,保证焊接质量,顺利完成六月份全厂停车检修中的焊接任务。
1 奥氏体不锈钢的焊接工艺1.1 常用焊接接头形式1.2 随着不锈钢板厚度的增加,应采用夹角小于60°的V形坡口或U 形坡口。
1.2 常用奥氏体不锈钢焊条及焊丝选择序号旧牌号(GB)新牌号(GB)美标电焊条牌号氩弧焊丝1 0Cr18Ni9 06Cr19Ni10304A102H0Cr21Ni102 00Cr19Ni10 022Cr19Ni10304LA002H00Cr21Ni103 0Cr17N i12Mo2 06Cr17Ni12Mo2316A202H0Cr18Ni14MO24 00Cr17 Ni14Mo 022Cr17Ni12M31A02H00Cr19Ni12MO1.3 手工焊接焊接电流1.4 焊接方法选择厚度在2㎜以上的不锈钢板以焊条电弧焊为主;厚度小于0.5㎜的薄板不锈钢,要求用10~15A电流焊接,并采用脉冲TIG焊;对于重要承压管道要求氩弧焊打底,手工电弧焊填充、盖面。
2 奥氏体不锈钢焊接工艺要点2.1 减小热输入焊接奥氏体不锈钢所需的热输入比碳钢低20%~30%,应采用小电流、低电压(短弧焊)和窄道快速焊,采用必要的急冷措施可以防止接头过热的不利影响。
厚板焊接采用尽可能小的焊缝截面的坡口形式,如夹角小于60°的V形坡口。
2.2 防止焊缝污染为防止焊缝裂纹、力学性能改变、降低耐蚀性,焊前必须对焊接区表面进行彻底清理,清除全部碳氢化合物及其他污染物,操作时,可用砂轮抛光机、角磨机、或钢丝刷进行清理。
2.3 焊条电弧焊操作要领平焊时,弧长一般控制在2~3㎜,直线焊不做横向摆动,多层焊时,层间温度不宜过高,可待冷到60℃以下再清理渣和飞溅物,然后再焊,其层数不宜过多,每层焊缝接头相互错开。
焊缝收弧一定要填满弧坑,必要的时候使用引弧板和收弧板。
2.4 非熔化钨极氩弧焊操作要领氩气流量一般在10~30L/min,焊接时风速应小于0.5m/s,否则要有挡风设施;采用恒流直流电源,正接(钨极接负极)法焊接。
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奥氏体不锈钢的焊接工艺
奥氏体不锈钢的焊接工艺
一、焊接方法
由于奥氏体不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的熔焊方法和部分压焊方法都可以焊接。
但从经济、实用和技术性能方面考虑,最好采用焊条电弧焊、惰性气体保护焊、埋弧焊和等离子焊等。
1. 焊条电弧焊
厚度在2mm以上的不锈钢板仍以焊条电弧焊为主,因为焊条电弧焊热量比较集中,热影响区小,焊接变形小;能适应各种焊接位置与不同板厚工艺要求;所用[wiki]设备[/wiki]简单。
但是,焊条电弧焊对清渣要求高,易产生气孔、夹渣等缺陷。
合金元素过度系数较小,与氧亲和力强的元素,如钛、硼、铝等易烧损。
2. 氩弧焊
有钨极弧焊和熔化极氩弧焊两种,是焊接奥氏体不锈钢较为理想的焊接方法。
因氩气保护效果好,合金元素过度系数高,焊缝成分易于控制;由于热源较集中,又有氩气冷却作用,其焊接热影响区较窄,晶粒长大倾向小,焊后不需要清渣,可以全位置焊接和[wiki]机械[/wiki]化焊接。
缺点是设备较复杂,一般须使用直流弧焊电源,成本较高。
TIG有手工和自动两种,前者较后者熔敷率低些。
TIG最适于3mm以下薄板不锈钢焊接,在奥氏体不锈钢[wiki]压力容器[/wiki]和管道的对接和封底焊等广为应用。
对于厚度小于0.5mm的超薄板,要求用10~15A电流焊接,此时电弧不稳,宜用脉冲TIG焊。
厚度大于3mm有时须开坡口和采用多层多道焊,通常厚度大于13mm,考虑制造成本,不宜再用TIG焊。
3. 等离子弧焊
是焊接厚度在10~12mm以下的奥氏体不锈钢的理想方法。
对于0.5mm以下的薄板,采用微束等离子弧焊尤为合适。
因为等离子弧热量集中,利用小孔效应技术可以不开坡口,不加填充金属单面焊一次成形,很适合于不锈钢管的纵缝焊接。
焊接工艺参数的选择
焊接时,为保证焊接质量,必须选择合理的工艺参数,所选定的焊接工艺参数总称为焊接工艺规范。
例如,手工电弧焊的焊接工艺规范包括:焊接电流、焊条直径、焊接速度、电弧长
度(电压)和多层焊焊接层数等,其中电弧长度和焊接速度一般由操作者在操作中视实际情况自行掌握,其他参数均在焊接前确定。
1.焊条直径
焊条直径根据焊件的厚度和焊接位置来选择。
一般,厚焊件用粗焊条,薄焊件用细焊条。
立焊、横焊和仰焊的焊条应比平焊细。
平焊对接时焊条直径的选择如表4-3所示:表4-3焊条直径的选择(mm)
工件厚度2 3 4~7 8~12 ≥13
焊条直径1.6~2.0 2.5~3.2 3.2~4.0 4.0~5.0 4.0~5.8
2.焊接电流和焊接速度
焊接电流是影响焊接接头质量和生产率的主要因素。
电流过大,金属熔化快,熔深大、金属飞溅大,同时易产生烧穿、咬边等缺陷;电流过小,易产生未焊透、夹渣等缺陷,而且生产率低。
确定焊接电流时,应考虑到焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊接位置等因素,其中主要的是焊条直径。
一般,细焊条选小电流,粗焊条选大电流。
焊接低碳钢时,焊接电流和焊条直径的关系可由下列经验公式确定:
I=(30~60)d ( 4-3 )
式中:I为焊接电流(A),d为焊条直径(mm)。
焊接速度是指焊条沿焊缝长度方向单位时间移动的距离,它对焊接质量影响很大。
焊速过快,易产生焊缝的熔深浅、熔宽小及未焊透等缺陷;焊速过慢,焊缝熔深、熔宽增加,特别是薄件易烧穿。
确定焊接电流和焊接速度的一般原则是:在保证焊接质量的前提下,尽量采用较大的焊接电流值,在保证焊透且焊缝成形良好的前提下尽可能快速施焊,以提高生产率。
手工电弧焊重要的工艺及参数
1.焊条直径主要依据焊件的厚度,焊接位置,焊道层数及接头形式来决定。
焊接件厚度较大时,选用较大直径焊条。
平焊时,可采用较大电流焊接。
焊条直径也相应选大。
横焊、立焊或仰焊时,因焊接电流比平焊小,焊条直径也相应小些。
多层焊的打底焊,用较小直径焊条。
最后收焊时可选用较大直径焊条。
焊件厚度与焊条直径推荐值见表(㎜)
焊件厚度1.5~2 2.5 ~3 3.5~4.5 5~8 10~12 >13
焊条直径1.6~2 2.5 3.2 3.2~4 4~5 5~6
2.焊接电流焊接电流大小,主要依据焊件厚度、接头型式、焊接位置,依据焊条型号、焊条直径来选择。
立焊、横焊、仰焊时,焊接电流要比平焊电流小10%~20%.不锈钢焊条、合金钢焊条因电阻大,热膨胀系数较高,焊接电流大时,焊条会因发红使药皮脱落,影响焊接质量。
在施焊中,焊接电流要相应减小。