异种钢的焊接
异种钢的焊接规范
异种钢的焊接规范异种钢是指在钢铁生产中,在成分、金相、力学性能等方面均不同于同级别同类型钢材的钢材。
钢材的异质性给焊接加工带来了一定的挑战,如果不注意到这些问题会导致焊接效果不佳,影响其使用寿命和安全性。
一、焊接材料选择在焊接异种钢时,需要根据其化学成分及力学性能等因素,合理选择焊材。
焊材的选择需要考虑焊接材料的规格和特性,选材应该比母材强,或者至少等于母材的强度。
建议选择品质好的焊材,例如合适的高硬度、耐磨性好的钢。
当焊接碳钢、铁镍合金、不锈钢、铜合金等不同材质结构时,应选择相应的焊接材料,不能乱搭配。
二、焊接工艺要求在选择好合适的焊接材料之后,需要严格按照焊接工艺规范进行焊接。
不同的焊接工艺对于焊接材料的特性要求不同,如焊接温度、支撑剂和后续处理等都需要严格遵守。
在进行异种钢的焊接时,应该采用预先热处理的方法,通过热处理可以有效的消除焊接热应力和组织的变化,提高焊接接头的强度和对抗变形的能力。
三、焊接质量控制焊接是一项很精密的技艺,要保证焊接质量,首先要严格控制焊接的工艺。
异种钢的焊接在焊接过程中需要采用无砂洗工艺,清洗焊接材料表面的污渍、油污和水分。
焊接接头的角度和偏差也要控制在一定的范围之内。
在焊接过程中,还需要采用仔细评估和检测技术,包括焊接缺陷的检测、接头微观监测和验证以及保护气体的控制。
这些控制不仅可以确保焊接质量,还可以有效减少焊接污染和异常变化。
四、保持焊接人员的专业性焊接乃至于钢材加工都是一个需要专业技能和经验的行业,如果焊接人员没有足够的经验和技能,在焊接异种钢时就很容易出现一些问题。
因此,为了确保异种钢的焊接质量,焊接人员应该经过专业培训,在实际工作中积累经验。
总之,异种钢的焊接规范需要遵循一系列的技术、规格和标准等要求,需要专业技能和严格的焊接质量控制。
好的焊接质量需要从焊接过程开始,需要一步一步地做好每一道焊接工序,确保焊接接头的强度和耐用性。
第十章 异种钢焊接讲解
R207
E5515-B2
R307
E309-15
A307
Ⅳ+Ⅴ
E5515-B1 E5515-B2 E5515-B2-
V E6015-B3
R207 R307 R317 R407
E310-15
A407
(Ⅰ-Ⅳ) +Ⅷ
E309-16 E309-15
A302 A307
型号
埋弧焊 焊丝型号
对应牌号
焊剂
气体保护焊 焊丝牌号
0.030 16.00~18.00 10.00~14.00 2.00~3.00 —
JIS G4307
0.030 16.00~18.00 10.00~14.00 2.00~3.00 0.10 GB/T3280
0.030 11.50~14.50
0.030 18.00~20.00
0.030 18.00~20.00
0.030 18.00~20.00
0.030 18.00~20.00
0.030 17.00~19.00
0.030 17.00~19.00
Ni (0.60) ≤0.08 (0.60) ≤0.08 8.00~10.50 8.00~10.50 8.00~12.00 9.00~13.00 9.00~12.00 9.00~13.00
1.1、不同铁素体钢的焊接 不同强度级别的低碳钢、低合金钢、珠光体耐热 钢之间的异种钢焊接接头,可按合金含量较低一 侧母材或介于两者母材之间选用焊接材料,也可 按合金含量较高一侧母材选用焊接材料,但应优 先按合金含量较低一侧母材选用焊接材料。
接头类别或 组别号
Ⅰ+Ⅰ
Ⅰ+(Ⅱ-1)
Ⅰ+(Ⅱ-2) Ⅰ+(Ⅲ-1) Ⅰ+(Ⅲ-2)
异种钢焊接不利的原因
异种钢焊接不利的原因一、异种钢的特点异种钢是指由不同种类的钢材组成的焊接材料。
它们可能具有不同的化学成分、冶金结构和力学性能,这使得对它们进行焊接时面临着一些困难。
异种钢焊接不利的原因有很多,我们需要从化学成分、冶金结构、力学性能等多个方面来进行探讨。
二、化学成分的差异异种钢的不同种类之间,其化学成分往往存在较大的差异。
这种差异主要体现在元素含量和含氧量上。
由于异种钢的化学成分不同,焊接时产生的熔池和焊缝中的元素分布也不同,这将导致焊缝的化学成分与母材存在差异。
三、冶金结构的差异异种钢的冶金结构也可能存在差异。
冶金结构是指由晶粒、晶界和相组成的材料的组织结构。
不同种类的钢材往往具有不同的晶粒大小、晶界分布和相组成,这使得焊接时冶金结构的调控变得更加复杂。
四、热影响区的形成焊接过程中,热源会导致焊接区域的温度升高,从而影响焊缝附近的材料组织。
特别是在异种钢焊接中,焊缝周围的材料往往被加热到接近或超过其临界温度,使得原有的冶金结构发生相变、晶粒长大和晶界迁移等现象。
五、应力的积累和释放异种钢焊接时,由于差异化的冶金结构和化学成分,焊缝及其周边区域会产生应力集中的现象。
焊接过程中,熔池会产生热应力和冷却应力,而焊缝周围的材料也会受到局部的热应力、塑性应力和残余应力的影响。
这些应力的积累和释放可能会导致焊接接头的变形、开裂和疲劳失效等问题。
六、焊接参数的选择焊接参数的选择对异种钢焊接的结果有着重要影响。
不同种类的钢材具有不同的熔化温度、热导率和热膨胀系数,因此,在选择焊接参数时需要考虑到其熔化行为、热传导性能和热应力的影响。
合理选择焊接参数可以减少焊接过程中的不利因素,并提高焊接接头的质量。
七、异种钢焊接的控制策略为了克服异种钢焊接的不利因素,我们可以采取一系列的控制策略。
1. 优化焊接材料的选择选择合适的焊接材料可以减少焊接过程中的不利因素。
合金元素的添加可以改善焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能,并提高焊接接头的可靠性。
《异种钢焊接》ppt课件
为防止碳迁移景象,可先在P钢的坡口上用V、Nb、Ti等含量较高的 焊条堆焊第一隔离层,再用适当的A焊条堆焊第二隔离层;〔广泛用于 不锈钢管与低合金钢管的焊接〕
影响碳迁移过渡层的构成与开展的要素: 〔1〕接头在焊后的加热温度和保温时间 实际证明,焊接线能量对碳迁移 过渡层的构成无明显的影响,即使采用大的线能量,焊后也不一定出现明 显的迁移过渡层。而焊后加热到—定温度〔500℃左右〕,保温一段时间 后,过渡层开场开展。随着温度升高,脱碳层逐渐加大,到800℃时到达 最大值。随加热时间的延伸,分散层也加宽。因此,普通情况下,异种钢 接头不宜焊后热处置。 〔2〕碳化物构成元素的影响 奥氏体焊缝中合金元素对碳的亲和力越大, 数量越多,那么珠光体母材一侧的脱碳层就越宽。 〔3〕母材含碳量的影响 虽然碳从珠光体钢向焊缝迁移不是因母材与焊缝 中碳浓度差而呵斥,但母材中碳含量越高,迁移层开展那么越快。 〔4〕镍的影响 :镍是石墨化元素,降低碳化物的稳定性,减弱碳与碳化 物构成元素的结合力。因此,焊缝中提高镍含量,有助于抑制碳的分散。
§4 异种钢的焊接
母材金相组织一样,焊缝金属与母材基体合金系和组织不同 母材金相组织不同 复合钢焊接构造件
P钢和A钢焊接主要问题: 焊缝成分的稀释 熔合区凝固过渡层的构成 碳迁移分散层 接头的应力形状
〔一〕焊缝金属化学成分的稀释
珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时,焊缝金属 平均成分是由两种不同类型的母材和填充金 属混合所组成。
铬钼钒钢 (Cr5Mov、25Cr3WmoV、
12Cr2Mo2VniS)
异种钢焊接规范
异种钢焊接规范钢材是目前建筑、制造业中应用最广泛的金属材料,它的优强特性成为其优于其他金属材料的原因。
但是,钢材的不同种类直接导致了它们在焊接时的表现也不同。
异种钢的焊接是比较棘手的问题,也是焊接技术的一个重点和难点。
1.什么是异种钢异种钢是指成分不同或属于不同材料的两种或以上钢种,如钢和铝、钢和铜、镍合金等。
钢珠镍等异种材料都是比较常见的异种钢。
2. 异种钢焊接的挑战异种钢焊接相较于同种钢焊接更具挑战性且难度较高,这是由两种不同材料、不同基态、不同熔点和热膨胀系数的相互作用引起的。
错误的焊接可能会导致焊接处的裂纹、变形、裂纹延伸等问题。
3. 异种钢焊接规范(1)在异种钢焊接之前,应该先确定两种钢的成分和基本性能,选择适合的焊接材料和焊接工艺。
选择合适的焊接机器和工具也是非常重要的。
(2)钢材表面的准备也非常关键。
焊接前应更注重表面处理,使其充分磨光,清理外表涂层和污垢。
特别是异质焊接时,清理非常重要。
不清洁有可能会导致不良的焊缝。
(3)在焊接之前,应进行试验和实验,选择合适的焊接工艺。
对于较为复杂的焊接工艺,建议多进行一些试验,并在小规模范围内进行操作实验。
(4)在焊接过程中,焊工应该仔细观察焊缝的成形和变形,及时调整焊接参数,保持稳定的焊接条件。
焊接完成后,热处理和冷却也需要仔细处理。
(5)在焊接完成后,进行微观机械和化学分析。
如有异常或问题需要重新进行焊接。
4. 总结异种钢的焊接对焊工来说是比较有挑战的。
正确处理好准备和选择合适的焊接工艺,可以大大减少焊接过程中的问题,并最终获得高质量、稳定和可靠的焊接结构。
焊接工人要严格遵守规范,确保焊接质量,为工业制造贡献力量。
石油化工异种钢焊接规程
石油化工异种钢焊接规程1.异种钢的定义异种钢是指在焊接中使用不同材质的钢材进行焊接的工艺。
石油化工行业中,需要焊接的异种钢种类很多,包括不锈钢、合金钢、低温钢等。
2.焊接前的准备工作在进行石油化工异种钢的焊接前,必须做好以下准备工作:(1)获得焊接材料的质量证明书,并检查焊接材料的化学成分、力学性能等相关指标是否符合要求。
(2)清洁焊接材料的表面,确保无油污、锈蚀等杂质。
(3)确保焊接设备的正常工作状态,包括焊接机、电极、气体、电源等。
(4)检查焊接环境是否符合要求,包括通风条件、焊接场地的清洁度等。
3.焊接前的试样制备为了确保焊接质量,需要在焊接前制备试样进行检测。
试样的制备应遵循以下步骤:(1)将焊接材料切割成试样,并确保试样的尺寸符合要求。
(2)清洁试样的表面,确保无油污、锈蚀等杂质。
(3)进行试样的力学性能、金相组织等测试,评估焊接材料的性能是否符合要求。
4.焊接工艺选择在选择焊接工艺时,应根据焊接材料的性能、焊接结构的要求等因素进行决策。
常见的焊接工艺包括手工电弧焊、气体保护焊、电阻焊等。
应选择适合异种钢焊接的工艺,并合理调整焊接参数。
5.焊接过程控制在进行异种钢焊接时,需要严格控制焊接过程,包括以下方面:(1)选择合适的焊接电极、焊接材料、焊接填充材料等。
(2)合理控制焊接电流、电压、焊接速度等参数。
(3)采用适当的焊接顺序和焊接技术,避免产生过大的热应力和变形。
(4)保证焊接接头的质量,包括焊缝的大小、焊缝的形状、焊接接头的无缺陷等。
6.焊后处理焊接完成后,需要进行相应的焊后处理工作,包括:(1)对焊缝进行除渣和打磨,使其表面平整。
(2)进行焊后热处理,消除焊接过程中产生的应力和变形。
(3)进行必要的无损检测,如超声波检测、射线检测等,以确保焊接接头的质量。
7.返修和报废如果焊接接头有缺陷或不符合要求,需要进行返修或报废处理。
对于需要返修的焊接接头,应根据规程要求进行修复,并经过相应的检测验证。
异种钢焊接
异种钢接头的焊接1.异种钢接头定义。
异种钢接头主要包括两方面概念:即不同组织(重点指奥氏体和非奥氏体钢)钢之间的焊接;不同强度等级、不同化学成分(其组织基本类似)钢之间的焊接。
其中不同组织钢材之间的焊接难度最大。
2.奥氏体和非奥氏体异种钢焊接主要有三个问题:2.1.焊接时母材的稀释:由于母材的稀释,会出现对裂纹相当敏感的马氏体组织。
例如当低碳钢、低合金钢和不锈钢焊接时,若用一般不锈钢焊材,由于焊缝金属被低碳钢或低合金钢稀释,往往会产生奥氏体和马氏体组织,而熔合线附近,会产生马氏体带;若用低碳钢或低合金钢焊材,不锈钢一侧被稀释部分及焊缝金属会产生马氏体和奥氏体组织,从而引起开裂的危险。
2.2.焊接残余应力和热应力:在焊接热循环或使用温度下,由于两种材料抗膨胀系数和导热性不同(或热膨胀系数和导热性近似,但由于强度等级不同而带来的形变差异)引起的热应力,焊接后残余应力较大且在热处理后不能消除。
碳钢、低合金钢和珠光体耐热体的热膨胀系数大体相同,而奥氏体不锈钢热膨胀系数比碳钢等材料大30~50%,而导热系数却只有碳钢等材料的1/3。
2.3.碳扩散:当铁素体钢和奥氏体钢焊接后,焊接接头重复加热或高温使用时,在铁素体钢一侧,由于碳原子的迁移(扩散),使含碳量减少而形成软化带,而在奥氏体钢一侧却由于碳的过剩而形成硬化带,对于焊接碳稳定化元素不同的材料时,也应注意高温运行条件下的脱碳影响。
2.4.上述三个问题的综合作用的结果是:整个异种钢焊接接头是一个成分、组织和性能严重不均的非均匀体,是构件的局部薄弱地带,这种非均匀体在力学检验和运行中均会出现应力、变形集中和失效的局域化,因此在选择焊接材料时,要充分考虑其焊接工艺性、常温力学性能和长期运行性能,更重要的是要考虑其长期运行性能。
3.异种钢接头焊接材料的选择3.1.不同强度等级铁素体或珠光体类型钢之间焊接:包括低合金高强度钢(18MnMoNbg等)与碳钢、一般耐热钢(12Cr1MoV等)与碳钢、高合金耐热钢(SA-213 T91等)与碳钢、一般耐热钢(12Cr1MoV等)与高合金耐热钢(SA-213 T91等),其总的特点是线膨胀系数接近,导热系数相差不大,焊后或消除应力后的残余应力和高温运行的热应力不大,因而主要考虑运行时工作应力平滑过渡、组织稳定,一般选用成分或强度(常温强度和高温强度)介于两被焊母材之间的焊接材料。
焊接异种钢的要求
焊接异种钢的要求(1)连接两种钢的焊缝应该是成形良好,无裂纹、未熔合等缺陷。
(2)异种钢焊接接头性能,通常做不到也不要求是两钢种的平均值,但焊接接头的力学性能不应低于两钢种中的较低者,其它性能(如耐腐蚀性)也不应低于两钢种中的较低者。
(3)异种钢的焊缝是由焊丝金属加上两母材钢种三者熔合而成。
一般说来,异种钢焊接时,应该力求焊接接头的化学成分均匀、金相组织均匀。
(4)异种钢焊缝和两种母材的化学成分相异,它们的导热系数和膨胀系数不同,焊后焊接接头中存在着较大的残余应力,当温度变化时还有温度应力,这些应力不应该导致构件的破坏.异种钢焊接的工艺原则异种钢焊接要获得良好的焊接接头,必须采取特殊的工艺措施。
由于异种钢种类繁多,工艺措施不全相同,但需要遵守以下几个共同原则。
1.选择合宜的焊丝异种钢的焊接质量,在很大程度取决于所选用的焊丝。
由于焊缝和熔合区的化学成分和金相组织的不均匀性,可能引起结合性能差和使用性能低。
选择焊丝时,首先考虑的是结合性能,其次才考虑使用性能。
还有当焊缝金属的强度和塑性不能相互兼顾时,应选用塑性好的焊丝。
两种强度等级不同的结构钢之间的异种钢焊接时,选用焊丝的原则是根据强度等级低的母材选择焊丝,这样可保证焊缝的塑性不低于强度等级高的母材的塑性.异种耐热钢焊接时,焊丝的选择按照“低匹配”的原则,即耐热钢和低碳钢或低合金钢焊接时,按低碳钢或低合金钢母材选用焊丝。
当不同Cr、Mo含量的异种耐热钢焊接时,按Cr、Mo含量低的耐热钢选用焊丝。
2.熔合比和坡口角度熔合比就是焊缝金属中被熔化的母材金属所占的百分比。
熔合比小就是焊缝中母材量小,而焊丝熔入到焊缝中量多。
两种不同钢组织的异种钢焊接时,希望焊缝金属中有比较多的焊丝熔入的量,这样焊缝的性能主要取决于焊丝,容易得到良好的焊接接头。
也就是说异种钢焊接要求熔合比小。
增大坡口,就是增加焊丝熔人焊缝的量,也即减小熔合比。
如果两种钢组织较接近的异种钢焊接时,则不宜采用大坡口和小熔合比。
异种钢焊接不利的原因
异种钢焊接不利的原因异种钢焊接不利的原因随着工业化的发展,各种材料的应用越来越广泛,其中钢材是最常见的一种材料。
然而,在实际生产中,由于使用环境和要求的不同,很多时候需要将不同种类的钢材进行焊接。
这就涉及到了异种钢焊接问题。
但是,异种钢焊接存在一些不利因素,下面将从多个方面进行分析。
1.化学成分差异不同种类的钢材其化学成分存在差异。
在焊接过程中,这些差异会对结构和性能产生影响。
例如,在低合金钢与高合金钢之间进行焊接时,由于两者化学成分差异较大,会导致结构不均匀、强度降低等问题。
2.热膨胀系数差异在焊接过程中,热膨胀系数也是一个重要因素。
由于不同种类的钢材其热膨胀系数存在较大差异,在加热或冷却过程中会产生应力集中现象。
这些应力集中会导致裂纹形成和变形等问题。
3.晶粒度差异不同种类的钢材其晶粒度也存在差异。
在焊接过程中,晶粒度会影响焊缝的组织结构和性能。
例如,在低合金钢与高合金钢之间进行焊接时,由于两者晶粒度差异较大,会导致焊缝强度降低、裂纹形成等问题。
4.熔池混合在异种钢焊接中,由于不同种类的钢材熔点不同,熔池混合现象也很容易发生。
这会导致熔池中出现不均匀的化学成分和晶粒结构,从而影响焊缝的性能。
5.电极选择在异种钢焊接中,电极的选择也是一个重要因素。
由于不同种类的钢材其化学成分和性能存在差异,需要选择适当的电极来保证焊接质量。
如果选择错误的电极,则会导致焊缝强度降低、裂纹形成等问题。
6.预热温度在异种钢焊接中,预热温度也是一个重要因素。
预热温度过高或过低都会对结构和性能产生影响。
如果预热温度过高,则会导致晶粒长大、强度降低等问题;如果预热温度过低,则会导致焊缝中出现气孔和裂纹等问题。
7.焊接工艺在异种钢焊接中,选择合适的焊接工艺也是非常重要的。
不同种类的钢材需要采用不同的焊接工艺来保证焊缝质量。
如果采用错误的焊接工艺,则会导致焊缝强度降低、裂纹形成等问题。
总结综上所述,异种钢焊接存在多个不利因素,包括化学成分差异、热膨胀系数差异、晶粒度差异、熔池混合、电极选择、预热温度和焊接工艺等。
异种钢焊接时存在的主要问题有
异种钢焊接时存在的主要问题有一、背景介绍异种钢焊接是指在钢结构建筑中,不同类型的钢材进行焊接连接。
在现代建筑和制造业中,异种钢焊接被广泛应用于桥梁、大型设备和管道等领域。
然而,在实际操作中,我们经常会遇到一些问题和挑战。
本文将讨论异种钢焊接时存在的主要问题,并提出相应的解决方案。
二、不同材质之间的热膨胀系数差异1.问题描述由于不同材质具有不同的热膨胀系数,当它们被焊接在一起时,温度变化会导致组件的形变和应力集聚。
2.解决方案为了减少因热膨胀引起的应力,可以采取以下措施:- 按照设计要求选择合适的预留量:根据设计规范和使用条件,合理计算并设置预留量,以允许材料发生适当的膨胀和收缩。
- 采用缓冲层或垫片:在不同材质之间添加缓冲层或垫片可以补偿其热膨胀系数差异,减少应力集聚。
- 控制焊接温度和速度:通过控制焊接过程中的温度和速度,可以减小组件的形变幅度和应力。
三、不同材质之间的化学反应1.问题描述当不同材质之间发生焊接时,可能会出现化学反应。
这些反应可能导致焊缝区域的脆性、裂纹等问题。
2.解决方案为了避免化学反应对焊接质量造成的影响,可以采取以下措施:- 预先识别材料之间的化学反应:通过实验和分析,预先确定不同材质之间可能发生的化学反应。
根据测试结果选择合适的焊接方法和辅助材料。
- 使用合适的填充材料:选择与基材相容性好、能够抵御化学反应的填充材料。
这样可以在一定程度上防止异种钢焊接时出现脆性裂纹等问题。
四、强度不匹配引起的弱点问题1.问题描述由于不同钢材具有不同的力学性能,异种钢焊接会产生强度不匹配问题,从而导致焊接弱点区域。
2.解决方案为了解决强度不匹配引起的问题,可以考虑以下措施:- 采用过渡材料或复合材料:在异种钢焊接区域使用能够兼顾不同材质特性的过渡材料或复合材料,以提高焊缝的强度和韧性。
- 优化焊接工艺参数:通过优化焊接工艺参数,如焊接电流、速度等,可以减小强度差异对焊缝造成的影响。
五、其他问题与解决方法除了上述主要问题外,异种钢焊接中还可能遇到以下问题,并提出相应的解决方法:1. 气孔问题:采用合适的气体保护措施和操作技术,如增加惰性气体保护、减小氧气含量等。
异种钢焊接工艺
异种钢焊接工艺异种钢焊接,这可真是个有趣又充满挑战的事儿啊!就好像是要让两个性格迥异的人成为最佳搭档一样。
你想想看,不同的钢就像是来自不同世界的“小伙伴”,它们有着各自独特的脾气和特点。
有的钢可能硬得像块石头,有的可能软得像棉花糖。
要把它们焊接在一起,那可得费一番心思呢!焊接异种钢,首先得了解它们的“小脾气”。
就像你了解你的好朋友喜欢什么、不喜欢什么一样。
每种钢的化学成分、力学性能都不一样,这就决定了焊接的方法和工艺也得“因材施教”。
要是不管不顾地乱来,那可就糟糕啦,说不定焊接出来的东西就是个“四不像”,一用就出问题。
然后呢,焊接材料的选择也超级重要!这就好比给它们找个合适的“媒人”,让它们能更好地结合在一起。
选对了焊接材料,就像是给这段“关系”加了一把锁,能让焊接处更加牢固可靠。
要是选错了,那可就麻烦咯,说不定轻轻一碰就散架了。
在焊接的过程中,那可得小心谨慎,就像走钢丝一样。
焊接的温度、速度、电流等等,每一个参数都像是一个小小的“开关”,稍不注意就可能让整个焊接工作功亏一篑。
你说这是不是得打起十二分的精神来?还有啊,焊接之后的处理也不能马虎。
就像一场比赛结束后,还得给运动员们好好放松放松一样。
焊接处可能会有残余应力啊、变形啊什么的,这时候就得想办法去消除它们,让焊接处能舒舒服服地“过日子”。
比如说,有时候可以进行热处理,让焊接处“洗个热水澡”,放松一下;有时候可以进行机械加工,把那些不平整的地方修整修整。
这可都是为了让异种钢焊接的成果更加完美呀!你说异种钢焊接难不难?当然难啦!但这也是它的魅力所在呀。
当你成功地把两种看似不可能在一起的钢焊接得完美无缺的时候,那种成就感,简直无法用言语来形容!总之呢,异种钢焊接就像是一场冒险,充满了未知和挑战。
但只要我们用心去对待,掌握好每一个细节,就一定能在这场冒险中取得胜利。
让我们一起加油,去探索异种钢焊接的奇妙世界吧!。
异种钢焊接的特点及通常存在的问题
Z3CN20-09M与16MnR异种钢焊接时存在的主要问题3.1异种钢焊接的特点及通常存在的问题异种刚焊接时,会遇到一些特有的问题:首先,靠近熔合线的焊缝金属出现过渡层,称为凝固过渡层。
在通常的焊条电弧焊情况下这个凝固过渡层的厚度在100μm左右,其成分沿着它的厚度是变化的,靠近母材的部分成分接近母材,俞远离母材其成分俞接近焊缝金属。
而焊缝金属的成分既不同于填充金属又不同于母材,须要考虑母材的溶合比例才能确定。
可见这个凝固过渡层是焊接异种钢会遇到的性能难以控制的区域,它在存在亦有可能影响接头的整体性能。
限制这个过渡层的宽度并控制它的成分和组织,就成为焊接异种钢所要解决的第一个特有问题。
其次,由于熔合线两侧存在悬殊成分差别,促使碳元素在焊后热处理或随后的加热过程中不断地从低合金侧向高合金侧迁移,使高合金侧增碳,形成增碳层,低合金处脱碳,出现脱碳层。
第三,成分和组织不同的母材,其线膨胀系数不同,焊在一起时焊接应力和变形比同种钢焊接时大,而且不可能用焊后热处理方法加以消除。
由于上述问题,焊接异种钢时通常要求采用较小的焊接线能量以获得较低的母材和熔合比例和较小的焊接应力和变形,此外焊接异种钢时还必须认真地填充金属材料,这种填充金属材料应该和一定比例的母材熔合以后获得的焊缝金属是符合性能要求的。
选取填充金属材料还应该使凝固过渡层尽量窄小,并还要避免在过渡层内出现高合金的马氏体等不利组织。
美国、加拿大等一些国家在异种钢焊接接头早期失效情况以及异种钢焊接接头中的热应力等方面积累了大量的试验数据和实践经验。
然而,国内一些已经使用奥氏体不锈钢异种钢焊接大多采用国外母材、焊材,选用厂家推荐的工艺实施焊接,其工艺试验大多数停留在验证性工艺评定的范畴,对不锈钢异种钢的焊接工艺、接头的高强持久度、接头的组织状态、接头的失效机理等缺少针对我国核电实际情况的深入研究。
3.2 Z3CN20-09M不锈钢与16MnR低合金钢异种钢焊接的难点3.2.1焊接接头的晶间腐蚀问题普通纯高铬铁素体型不锈钢焊接接头在焊接势循环的作用下,被加热到950℃以上温度的区域冷却下来时,会在晶粒间产生腐蚀的倾向。
异种钢的焊接
焊缝金属的强度和塑性,则应该选用塑性较好的 焊接材料。 2.在许多情况下焊缝金属性能只需要符合两种母 材的一种,即认为技术要求。 3.焊接材料应具有良好的工艺性能,焊缝成型美 观。 4.焊接材料应经济、易得。
异种钢焊接工艺要点:
(主要解决熔合线附近的金属韧性下降的问题) 1.异种钢焊接接头的设计,应有助于焊缝稀释率的
1、焊接方法选择
这类异种钢焊接时,选择焊接方法,除考虑生产和 具体条件外,关键是控制 熔合比,焊接时尽量减小熔合 比,以降低对焊缝的稀释作用。使用奥氏体钢或镍基合 金填充金属焊接或堆焊时,各种焊接方法可得到不同的 熔合比范围。
表1-19奥氏体不锈钢与珠光体钢焊接方法熔合比及特点 比较
序号 1 2 3 4 5
减小,应避免在某些焊缝中产生应力集中。较厚 对接时宜用X形坡口或U形坡口。 2.焊接电流、焊条直径、焊接速度、焊条摆动方式 及焊接层数的选择,应以减少母材金属的熔化和 提高焊缝的堆积量为主要原则。 3.当被焊的两种钢之一是淬硬钢时必须预热,预热 温度应根据焊接性差的一方选择。 4.复杂结构应先分件组装焊接,然后 再整体拼装焊 接比整体组装焊接好
既要满足异种钢焊接质量(尽可能减小熔合 比防止裂纹产生),又要尽可能考虑效率和经济。
优先选择焊条电弧焊(焊条种类多,适应性 强。珠光体钢与高铬马氏体钢焊接可采用二氧化 碳焊;高合金异种钢焊接一般氩弧焊;简单异种 钢构件可采用扩散焊、钎焊等
异种钢焊接材料选择原则:
要求焊缝金属力学性能及其他性能不低于母材中 的较低的一侧的指标。
H1Cr26Ni21 0.18 1.40 0.54 26.2 18.80 27.01 24.90 e
(1)采用H1Cr19Ni9焊丝
同种异材钢及异种钢的焊材选用规则
一、低碳钢与低合金钢同种异材钢的焊接低碳钢与低合金钢都属于普通铁素体钢,它们之间的焊接以及不同材质的低合金钢之间的焊接属于同种异材钢的焊接。
这类钢之间的焊接按低档材质,指强度级别或合金元素含量低的材质选择焊接材料,以保证焊缝金属性能满足低档材料就可以。
选择低档材料也比高档材料焊接性能好,价格较为便宜,有利于降低制造成本。
二、低合金与中合金钢耐热钢的焊接由于同种异材钢焊缝化学成份的不连续性,会产生性能的不连续性。
如果这种不连续性对使用性能产生较大影响,就不能按低档原则选择焊接材料。
例如SA213-T91与SA213-T22材料的焊接,如果按通常的低档原则,选择2.25Cr-1MO的焊接材料进行焊接,那么在T91一侧的熔合线附近的T91母材会严重增碳,产生脱增层,同时T91一侧的熔合线附近的焊缝严重脱碳,产生脱碳层。
这是由于T91含铭量9%左右,2.25Cr-1Mo焊丝含碳量2.25%左右,那么在焊后退火处理后z T91一侧的热影响区铭的含量远远大于焊缝一侧铭的含量,大量的碳会向母材偏移产生增碳层,造成硬度增加,组织更加淬硬,而焊缝一侧严重脱碳,硬度偏低,组织软化,使接头性能恶化。
如果选用9Cr-1Mo焊接材料,在T22熔合线一侧又会产生焊缝增碳,母材脱碳现象。
三、异种钢焊接的焊接材料选择碳素钢、低合金钢与奥氏体不锈钢异种钢焊接,应根据接头的工作温度,接头的受力工况来选择焊接材料。
当承载承压的这类异种钢接头工作温度在315。
C以下,可选用高Cr、Ni合金含量的奥氏体不锈钢焊接材料。
按照碳素钢(合金钢)与奥氏体钢的化学成份多少和焊接的熔合比大小,根据某种银当量、铭当量组织图选择合适Cr、Ni含量的奥氏体不锈钢焊接材料,以避免焊缝产生大量的马氏体组织。
当然在碳素钢或低合金钢熔合线附近会产生狭小的马氏体带,通过减少焊接材料的碳含量,使马氏体组织为塑性较好的低碳马氏体,也能保证接头具有良好的性能。
当承载承压的异种钢接头,在温度315。
异种钢的焊接总结
异种材料的分类与组合:异种材料的焊接由于兼顾不同材料的优势,在机械、化工、航空、核电等领域应用非常较广,其中最常见是异种钢的焊接构件。
主要有以下几种情况:1、母材金相组织相同,但焊缝金属与母材基体合金系及组织性能不同;例如:低碳钢与铬钼耐热钢之间的焊接2、母材金相组织不同的异种钢的焊接。
3、复合材料焊接结构件。
异种材料的焊接:指将不同化学成分、不同组织性能的两种或两种以上的材料,在一定工艺条件下焊成满足设计要求和使用要求的构件。
(1)异种材料焊接性分析①物理性能差异T熔不同→焊缝熔化和结晶状态不一致,力学性能变坏;例如:低熔点金属过早熔化而发生流淌或者与高熔点金属产生未熔合。
λ不同→接头产生较大的焊接应力和变形,焊缝及HAZ易开裂。
α和C不同→热输入失衡.熔化不均和改变焊缝及其两侧的结晶条件。
例如:热导率高的金属热影响区宽,冷却速度快容易淬硬,而热导率低的金属则发生过热电磁性不同→焊接电弧不稳,焊缝成形差例如:有磁性金属和无磁性金属组合,当采用直流电弧或电子束方法焊接时会因磁场的作用,使电弧偏吹或电子束偏离其轴线(偏向磁铁体一侧),其后果是磁铁体金属熔化量过大,产生过分稀释,或无磁性金属根部未熔合等缺陷。
力学性能不同→接头力学性能不均匀,恶化接头质量。
②结晶化学性能差异结晶化学性差异(晶格类型、晶格常数、原子半径、原子外层电子结构等)决定两种材料在冶金学上的相容性-无限固溶、有限固溶、形成化合物、产生中间相以及不能形成合金。
当两种材料液固状态下均互溶时,可形成一种新相(固溶体),这两种材料之间便具有冶金“相溶性”,原则上是可焊的。
例如Cu-Ni(匀晶相图③材料的表面状态材料的表面状态(表面氧化层、结晶表面层、吸附的氧离子、水分、油污、杂质等)直接影响材料的焊接。
④过渡层的控制异种金属焊接时,必产生一层成分、组织、及性能与母材不同的过渡层,其性能很大程度上决定了整个接头的性能。
例如:熔合比越大,焊缝金属与母材的差异越大,过渡层越明显;液态熔池停留时间越长,则焊缝金属混合越均匀,过渡层不明显。
异种钢焊接的特点及工艺
异种钢焊接的特点及工艺摘要:由于异种钢接头两侧的母材无论从化学成分上还是物理、化学性能上都存在着差异,因此,焊接时,要比同一种钢自身之间的焊接要复杂得多。
正确地选用焊材是焊接异种钢的关键,焊接接头的质量和使用性能与所选用的焊材密切相关。
本文通过对异种钢焊接的特点及工艺的描述,以供同行业参考。
关键词:异种钢焊接特点工艺一、异种钢焊接概述及其焊接特点1.异种钢焊接概述两种牌号不同的钢之间的焊接称之为异种钢焊接,它是属于异种金属焊接中应用最为广泛的一类接头。
对于异种钢焊接接头又可分为两种情况,第一类为同类异种钢组成的接头,这类接头的两侧母材虽然化学成分不同,但都属于铁素体类钢或都属于奥氏体类钢;第二类接头为异类异种钢组成,即接头两侧的母材不属于同一类钢,例如一侧为铁素体类钢,另一侧为奥氏体类钢(如奥氏体不锈钢)。
对于母材都属于铁素体类钢,其焊缝采用奥氏体不锈钢焊条或镍基焊条焊接的接头,也属于第二类接头。
2.焊接特点2.1预热、缓冷、焊后热处理,特别是针对中厚板、拘束力较大的焊接,采用一定温度的预热、缓冷以及焊后消应力热处理的措施,可以有效地减小焊接应力,降低冷裂倾向。
2.2焊缝金属化学成分的不均匀,熔焊时,焊缝是由局部熔化的母材和熔化的焊条金属形成,不同的坡口型式和焊接参数,熔合比也不同,为确保焊缝金属成分的稳定性,防止焊缝因熔合比过大在熔合区产生马氏体组织,因此在焊接时要控制焊接参数等,减小熔合比的影响。
2.3熔合区碳的迁移,异种钢焊接在焊后热处理后往往会在低合金钢侧母材上形成脱碳层,高合金钢侧形成增碳层,导致熔合区接头的塑性下降,硬度增加,可能在熔合区产生破坏,所以在异种钢焊接时,采用隔离层堆焊,防止碳迁移现象。
2.4熔合区应力的形成,由于异种钢焊接两种金属的线膨胀系数不一样,焊接时可产生较大的残余应力,这种应力即使通过消应力热处理也无法消除,而熔合区这个薄弱地带往往受到这个应力的影响,极易在此附近造成焊接接头的破坏,所以我们要控制这种异种钢的焊接接头,可采用隔离层堆焊后用同种钢焊条焊接则接头的性能可大为改善。
异种钢焊接标准规范最新
异种钢焊接标准规范最新异种钢焊接是指将不同化学成分和物理性能的钢材通过焊接工艺连接在一起的过程。
由于异种钢焊接涉及到材料的兼容性、热影响区的组织变化以及焊接接头的力学性能等问题,因此制定一套科学、合理的焊接标准规范至关重要。
以下是最新的异种钢焊接标准规范内容:1. 材料选择与准备在进行异种钢焊接之前,首先需要对焊接材料进行严格的选择和准备。
应根据钢材的化学成分、机械性能和焊接性选择合适的焊接材料,确保焊接接头的质量和性能。
2. 焊接方法选择异种钢焊接可采用多种焊接方法,如电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
选择焊接方法时,应考虑材料的焊接性、焊接接头的应力状态以及生产效率等因素。
3. 焊接参数设定焊接参数包括电流、电压、焊接速度、热输入量等。
合理的焊接参数可以保证焊接接头的微观组织和力学性能,避免焊接缺陷的产生。
4. 焊接接头设计异种钢焊接接头的设计应考虑材料的热膨胀系数、弹性模量和屈服强度等因素,以确保焊接接头在服役过程中的稳定性和可靠性。
5. 预热与后热处理对于某些异种钢焊接,可能需要进行预热和后热处理。
预热可以减少焊接过程中的热应力,后热处理可以改善焊接接头的微观组织,提高其力学性能。
6. 焊接缺陷检测与控制焊接过程中应定期对焊接接头进行无损检测,如超声波检测、射线检测等,以发现并控制焊接缺陷,确保焊接质量。
7. 焊接工艺评定在实际焊接前,应进行焊接工艺评定,以验证所选焊接方法、焊接参数和焊接工艺的可行性和可靠性。
8. 焊接人员培训与资质认证焊接操作人员应接受专业培训,并取得相应的资质认证,以确保焊接操作的规范性和焊接质量的稳定性。
9. 焊接环境控制焊接环境对焊接质量有重要影响。
应控制焊接环境的温度、湿度和清洁度,以减少环境因素对焊接质量的影响。
10. 焊接质量记录与追溯建立完善的焊接质量记录和追溯体系,记录焊接过程中的关键参数和质量控制点,以便于焊接质量的监控和追溯。
以上规范旨在指导异种钢焊接的全过程,确保焊接接头的质量和性能满足工程应用的要求。
异种钢的焊接
异种钢的焊接(一)现代钢结构制造中,异种低合金钢得到越来越广泛的应用。
采用异种低合金钢制造焊接结构,不仅能满足不同工作条件对钢材提出的不同的要求,而且还能节省高合金钢,降低成本和简化制造工艺,充分发挥不同材料的性能优势。
在某些条件下,异种低合金钢结构的综合性能超过单一钢结构。
异种低合金钢制成的焊接结构在机械、化工、石油及反应堆工程等行业应用广泛。
1.异种珠光体钢的焊接1.1 焊接特点在钢结构的焊接制造中,经常遇到不同强度级别异种珠光体钢的焊接。
采用异种珠光体钢的焊接结构,不但经济合理,还能够提高整体焊接结构的使用性能。
这些焊接任务是在下列条件下提出的。
①根据结构承受载荷的分布情况,对不同受力条件的零件或部件,在设计时就规定了采用不同强度级别的钢种。
②在锻、铸与轧材的联合焊接结构中,各组成零件的钢号、状态、化学成分不同。
③特种用途的结构中,由于结构各个部位工作介质或工作条件不同,各零、部件分别采用专业钢种与一般钢种。
④由于钢材品种多,生产现场规格不齐,致使制造过程中要求代用材料。
碳含量是决定珠光体钢在焊接中淬硬倾向的主要元素。
含碳量低于0.25%的碳钢,采用常规方法进行焊接,近缝区不会产生淬硬组织,焊接性良好。
钢的含碳量超过0.25%时,在焊接中开始出现淬硬倾向。
含碳量越高,热影响区的淬硬倾向越大。
为了避免在焊接热影响区形成脆性的马氏体组织并引发裂纹,应采用合理的工艺措施,包括合理的焊接次序、预热、最佳工艺参数等。
实践中,对于异种珠光体钢焊接结构件,只要焊缝金属的强度不低于构件中强度较低的一种钢材就可以满足对接头性能提出的强度要求。
对于相同金相组织类型的钢材,热物理性能没有很大差异,不同钢种之间的焊接最常用的方法是熔焊。
焊接材料一般选择与母材金相组织相同的金属,且熔敷金属成分接近于强度较低一侧钢材(异种钢中合金化程度小的钢材)的成分。
预热温度及热处理工艺一般按合金化程度高的母材确定。
1.2 焊接材料的选用异种珠光体钢焊接时,按强度较低一侧钢材的强度要求选择焊接材料,熔敷金属的化学成分与强度较低一侧钢材的成分接近,但焊缝的热强性应等于或高于母材金属。
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异种钢的焊接摘要:本文介绍了采用手工钨极氩弧焊(GTAW )进行SA234WPB 与SA182-F304L 钢的焊接,对产生缺陷的原因进行了分析,并提出了改进意见。
关键词: 异种钢 焊接 GTAW 焊前言在秦山坎杜核电站1#、2#堆的管道安装中有两个重要系统:33410(停堆冷却系统)、34320(堆芯应急冷却系统),这两个系统上的管道与流量孔板连接的异种钢接头共有48道焊口要进行焊接。
所有管道或管件材料为SA106GR.B 或SA234WPB ,流量孔板的材料为SA182-F304L ,其公称直径及壁厚分别为10″(273mm )×0.718″(18.24mm )和12″(324mm )×0.843″(21.41mm )。
根据现场的实际安装情况,要求全部采用手工钨极氩弧焊(GTAW )进行该对接接头(坡口为V 、J 型见图1)的根部打底焊接,所焊的焊口背面必须采用氩气(Ar )进行保护。
焊缝级别为核一级,且全部要求100%PT 、100%RT 和100%UT 检验,并执行美国ASME 标准。
以下只叙述SA234WPB 和SA182-F304L 钢的焊接。
1. 焊接性通过对资料的查找得知SA182-F304L (UNS :S30403)属于奥氏体不锈钢,相当于国内材料00Cr19Ni10;SA234WPB 属于中、高温锻制碳钢,相当于国内材料22g 。
SA234WPB 与SA182-F304L 钢的焊接相当于碳钢与不锈钢的焊接,也就是珠光体钢与奥氏体钢的焊接。
接头及坡口形式:对接接头,坡口为J 型 和V 型(由于特殊原因有些改成该型),见图1。
根据设计要求所采用的焊接材料:焊丝为ERNiCr-3(φ3.2mm )相当于因康镍82,焊条为ENiCrFe-3(φ2.4mm )相当于Ni307A (外方只提供该直径焊条、丝)。
其母材、焊材的化学成分及力学性能见表1、表2。
由于两种钢在化学成分、金相组织和力学性能方面相差甚远,在焊接时会出现下列问题: (1) 焊缝金属的稀释由于在珠光体钢与奥氏体钢焊接时碳钢一侧奥氏体焊缝中的母材熔入比例及合金元素浓度的变化,使得焊缝内某点距熔合线的相对距离,一般过渡层的总宽度约为0.2~0.6mm 。
焊缝靠近熔合区处的稀释率很高,铬、镍含量极低,图1这一区域可能是硬度很高的马氏体或奥氏体加马氏体组织。
(2)碳迁移形成扩散层在焊接中长时间处于高温时,珠光体钢与奥氏体钢界面附近发生反应扩散使碳迁移,结果在珠光体一侧形成脱碳层,奥氏体一侧形成增碳层。
由于两侧性能相差悬殊,接头受力时可能引起应力集中,降低了接头的高温持久强度和塑性。
(3)接头残余应力由于珠光体钢与奥氏体钢线膨胀系数不同及奥氏体钢的导热性差,焊后冷却时收缩量的差异必然导致异种钢界面产生另一性质的焊接残余应力。
2.异种钢焊接的工艺流程3.1 ERNiCr-3(99.99%Ar)和E309L的焊接工艺对该异种钢接头的焊接工艺,根据现场情况我们首先提出采用手工氩弧焊打底焊(GTAW),手工电弧焊(SMAW)进行填充和盖面焊,但是由于外方未提供该ENiCrFe-3焊条,通过焊接例会与外方的讨论决定,采用ERNiCr-3焊丝打底焊,E309L焊条进行填充和盖面焊,我们就根据ASME标准上的要求可以将已作过的两种工艺进行组合,没有实际做焊接工艺。
在使用组合工艺进行第一道焊口的焊接过程中,发现有很明显的表面裂纹,立刻停止了该组合工艺的使用。
3.2 采用ERNiCr-3(99.99%Ar)焊接工艺对该问题的出现,又与外方进行了讨论,并要求提供焊条,可外方当初就没有为这些焊口联系焊条,要求我们改用全氩弧焊工艺。
对这么厚的管壁采用全氩弧焊是很难保证质量的。
可在进行该焊接工艺时,按照ASME标准不要求进行UT检验,所以在这些焊口焊接后所进行的UT 检查发现有层间未熔合缺陷。
3.3 采用ERNiCr-3(90%Ar+10%He混合气)的焊接工艺针对UT检验中出现的焊缝层间未熔合缺陷,考虑到可能由于熔深达不到等原因,决定将保护气纯氩气改为使用混合气进行焊接,由于外方没有提供同等厚度的母材,我们就在产品焊缝上进行了工艺确定,并对该焊缝进行了UT检验且合格。
而且1#堆所焊的产品焊缝和返修焊缝,其UT一次合格率均达到98%以上,但是在役检查还是发现该工艺不很理想。
3.4 ERNiCr-3(混合气)+ENiCrFe-3的焊接工艺针对以上所出现的情况,外方提出马上采购并给我们提供ENiCrFe-3焊条。
但是他们只提供了φ2.4mm焊条,我们只能根据所提供的焊条直径,重新在产品上进行了焊接工艺,并进行UT 检查且达到合格要求,在1#、2#堆产品焊缝的焊接及返修上,所焊焊缝的UT一次合格率达到99%。
采用本工艺对以往采用其他焊接工艺所焊接的不合格焊缝进行返修,有些焊缝UT检查发现层间未熔合缺陷较多,而且这种缺陷都在接近根部处,则要对这些焊缝进行切割并重新使用该工艺进行焊接。
4.产生缺陷的原因4.1 裂纹用3.1节工艺进行焊接中,当采用E309L焊条填充时发现很明显的表面树枝状裂纹,而采用其他工艺进行接头的焊接和返修中,特别是焊缝的焊接与返修中,焊接操作控制稍有不当就会出现弧坑裂纹。
出现裂纹的原因如下:(1)在ERNiCr-3和E309L的焊缝熔敷金属中由于铜与铁形成低熔点共晶而出现裂纹,所以ERNiCr-3和E309L不能匹配。
(2)在其他工艺焊接时由于两种钢的线膨胀系数不同以及奥氏体钢的导热性差,焊后冷却时收缩量的差异,再加上焊接中采用的焊接电流大或收弧时未填满弧坑以及收弧不当,都是裂纹产生的根本原因。
4.2 层间未熔合在48道焊口焊接完成后的检验中,RT的一次合格率达到99%以上,但是UT的一次合格率只有25%,而且UT发现的大部分缺陷都是层间线状未熔合。
当使用全氩弧焊(99.99%Ar)进行焊接时所发现的缺陷其深度大部分在根部焊后的1~3层/道,而且在进行焊缝的返修过程中有缺陷扩大的趋势;采用氩弧焊(90%Ar+10%He)打底3层/道,焊条电弧焊填充、盖面焊时所发现的缺陷在盖面焊前所进行的2~3层/道的填充焊,该工艺出现此缺陷的情况较少(见图2)。
出现层间未熔合的原因如下:(1)由于奥氏体钢的导热性差,在GTAW (99.99%Ar)焊接时由于熔深浅而采用小电流、快速焊使两种材质的层间熔合性不好;而且GTAW也主要用于薄板的焊接和厚板的根部打底焊。
(2)可能是由熔化金属超前流到冷金属表面而造成的。
(3)清理不干净使其残留高熔点氧化膜。
(4)采用GTAW工艺焊接或返修该焊缝时由于铁水流动性慢,填层时,焊接速度太快或焊接电流小(焊丝大),也是产生层间未熔合的原因。
如焊接电流大易产生裂纹,或每一道熔敷金属的厚度过厚,使得层间焊道的熔化不是靠电弧热而是主要靠熔化焊丝金属的传导热,从而会由于热量不足产生层间未熔合。
5.改进5.1 焊接工艺方面5.1.1采用直流脉冲GTAW焊直流脉冲GTAW焊较直流GTAW焊的优点:增大焊缝的深度比;防止烧穿;减小热影响区范围;增加熔池的搅拌作用,有助于减少气孔和未熔合的现象,在小电流焊接时,可增强电弧的挺度。
但由于其他原因没有制定该工艺。
5.1.2保护气体采用氩-氦混合气体GTAW焊,即产品焊缝使用90%Ar+10%He,或再提高混合气中He气的含量,利用Ar气电弧稳定柔和,He气电弧发热量大而集中,增加熔深的特点,消除该异种钢产品焊缝焊接中的层间未熔合缺陷的产生。
5.1.3焊接方法对该异种钢产品焊缝应采用GTAW打底焊,手工电弧焊(SMAW)填充、盖面。
5.1.4制定的焊接工艺参数(见表3)5.2 操作方面由于提供的焊丝大(φ3.2mm),焊接时采用点丝送进,填层焊最好不摆动或小摆动。
采用偏熔焊法,就是使焊缝金属偏向坡口一侧的焊接方法。
操作要点:(1)引弧后,将电弧拉长至10mm左右,使接口处稍加预热;(2)压低电弧至2~2.5mm,使接口熔化,形成熔池,随即向熔池填充一滴焊丝金属,作连接的“桥”;(3)将电弧移向珠光体钢侧,约为根层焊缝宽度的2/3坡口上,停顿片刻,并继续填充焊丝金属,然后借助电弧的吹力将已熔的部分熔化金属带向奥氏体不锈钢侧,约为根层焊缝宽度的1/3,稍停一下便急速将电弧摆回,以此类推。
上述操作过程便形成如图3斜坡的焊缝。
采用此法的优点:防止裂纹的产生;减少了碳的扩散;减轻了晶间腐蚀(不锈钢侧受热温度低,热影响区窄,使敏化区范围大大缩小)。
图3 斜坡焊缝(偏熔焊法)5.3 过渡层堆焊工艺方法为了解决母材金属稀释问题,也可在碳钢坡口上堆焊隔离层如图4。
5.4 焊前清理使用ERNiCr-3焊接过程中的焊前清理是非常重要的。
焊件表面的油污和不洁物必须清除。
多道多层焊时,层间的氧化膜如NiO等,由于其熔点为2030℃,比母材高,如果不清除很容易形成焊缝夹入物,所以每层/道焊接时必须严格清理。
结论1)厚壁管的异种钢焊缝的焊接和返修最好使用GTAW焊(最好φ3mm以下的焊丝)打底、SMAW 焊填充和盖面的焊接工艺,并且采用以上的相关措施,这样就可解决层间未熔合、裂纹问题,使得焊缝达到UT检验要求。
2)当所焊接的产品焊缝有UT检验要求时,在进行焊接工艺评定中应增加UT检验报告记录。
3)现场异种钢接头的强行组对使得所焊接的焊缝应力较大,表面返修时产生裂纹。
4)打磨焊缝表面的人员必须进行严格培训。
5)对该异种钢焊缝进行UT检验所使用的UT检查块最好使用不锈钢材料制成的。
6)超声波检验(UT)人员在进行焊缝检验时应能准确确定所发现缺陷的位置和深度,以免多次返修。
7)对该类异种钢接头的管焊缝如没有设计要求,建议使用ER309L焊丝打底焊,E309焊条填充、盖面焊。
图4。