铁素体不锈钢焊接性评定实验报告
双相不锈钢焊缝铁素体含量测定
双相不锈钢焊缝铁素体含量测定
双相不锈钢焊缝铁素体含量测定
近年来,双相不锈钢焊接技术得到广泛应用。
然而,其铁素体含量是
决定其机械性能和耐蚀性能的重要指标之一。
因此,测定双相不锈钢
焊缝铁素体含量具有非常重要的意义。
铁素体是由于不锈钢在受热时过度析出α-铁素体所形成的组织,其主
要成分为铁和铬。
在不锈钢中,铁素体含量较高会导致机械性能降低、耐蚀性下降等问题。
因此,精确测定焊缝铁素体含量,对于确保焊接
质量,提高产品性能具有重要的意义。
测定焊缝铁素体含量通常采用磁性法、显微组织法和电子探针分析法
等方法。
其中,磁性法是一种非破坏性和可靠的测定方法,被广泛应
用于实际生产中。
磁性法测定焊缝铁素体含量的原理是利用不同成分、组织结构的不锈
钢之间存在不同的物理性能差异,即对磁性的响应不同,从而来确定
铁素体含量。
具体步骤如下:
1. 选用适合的磁性检验仪器和磁钢测量头;
2. 将磁钢测头置于测试点上并记录其输出值,这个值与磁性钢值相比
较即可得出铁素体含量。
需要注意的是,在测定过程中,需防止外部磁场的干扰。
同时,应选
择代表性的测试点进行检测,且每个测试点的测量次数不能低于3次,以确保测量结果精确可靠。
总之,对于双相不锈钢焊接工艺,测定其铁素体含量是十分重要的,
不仅能确保焊接质量,提高产品性能,还能为工艺改进提供有力的支持。
建议采用磁性法来进行测定,确保测试结果的准确性。
铁素体不锈钢430焊接性评定报告
铁素体不锈钢430焊接性评定试验报告一、铁素体不锈钢的焊接特点:1、要求低温预热高铬铁素体不锈钢在室温时韧性较低,焊接时焊接接头易形成高温脆化,在一定条件下可能产生裂纹。
通过预热,使焊接接头处于富有韧性的状态下施焊,能有效地防止裂纹的产生;但是焊接时的热循环又会使焊接接头近缝区的晶粒急剧长大粗化,而引起脆化。
为此,预热温度的选择要慎重,一般控制在100-200℃,随着母材金属中含铬量的提高,预热温度可相应提高。
但预热温度过高,也会使焊接接头过热而脆化。
2、475℃脆性的防止475℃脆性是高铬铁素体不锈钢焊接时的主要问题之一。
杂质对475℃脆性有促进作用,因此,需提高母材金属和熔敷金属的纯度,缩短铁素体不锈钢焊接接头在这个温度区间的停留时间,以防止475℃脆性的产生。
一旦出现475℃脆性,可以在600℃以上温度短时间加热,再以较快的速度冷却,给予消除。
3、焊接材料的选择对于可以焊前预热或焊后进行热处理的焊接构件,可选用与母材金属相同化学成分的焊接材料;对于不允许预热或焊后不能进行热处理的焊接构件,应选用奥氏体不锈钢焊接材料,以保证焊缝具有良好的塑性和韧性。
铁素体不锈钢的焊接方法通常采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊和埋弧焊等。
当采用同质的焊接材料时,焊缝金属呈粗大的铁素体组织,韧性很差。
通过焊后热处理,焊接接头的塑性可以得到改善,韧性略有提高。
用同质焊材焊成的焊缝其优点是:焊缝与母材有一样的颜色和形貌,相同的线膨胀系数和大体相似的耐蚀性,但抗裂性不高。
用异质奥氏体焊材所焊成的焊缝具有很好的塑性,应用较多,但要控制好母材金属对奥氏体焊缝的稀释。
用异质焊条施焊,通过“5、操作要点”可减少高温脆化和475℃脆化,防止裂纹的形成。
鉴于多方面的适应性,本次评定试验拟采用奥氏体不锈钢焊接材料,且考虑到铁素体不锈钢母材(高Cr无Ni)对焊接接头的稀释作用,决定选择较高Ni含量的ER308L焊丝。
4、焊后热处理对于同质材料焊成的铁素体不锈钢焊接接头,热处理的目的是使焊接接头组织均匀化,从而提高其塑性及耐蚀性。
TTS444铁素体不锈钢焊接性及其接头缝隙腐蚀
T T S 4 4 4铁 素 体 不 锈 钢 焊 接 性 及 其 接 头 缝 隙 腐 蚀
山西太钢不锈钢股份有限公司技术 中心( 太原市 0 3 0 0 0 3 )
武 汉 科 技 大 学 国 际 钢 铁 研 究 I  ̄( t 4 3 0 0 8 1 )
摘要
张心保
王红 鸿
T r s 4 4 4超纯铁 素体 不锈 钢 的典 型化 学成 分和 力 学 性 能见 表 1 和表 2, 室 温金 相组 织见 图 1 , 为纯铁 素体 组 织, 晶粒 度 在 8级 以上 , 晶粒 内 的第二 相 粒 子 为铌 和 钛 的碳化 物及 氮化 物 相 、 相、 l a v e s 相( F e N b , F e Mo )
得 到 了广泛 的应用 。而 近 年来 迅 速 发展 起 来 的铁 素 体 不锈 钢 由于 其 价 格 经 济 、 综 合 性 能 优 良和 表 面 更 加 光 亮 等优 点 日益受 到钢铁 制造 企 业及 用 户 的重 视 。铁 素 体 不锈 钢含 铬量 在 l 1 % 一3 0 %, 具 有体 心立 方 晶格 结 构, 在 使 用状 态 下 以铁 素 体 组 织 为 主。铁 素 体 不锈 钢 与 奥 氏体 不锈 钢 ( 如A S T MA 9 5 9 / U S N的 ¥ 3 0 4 0 3 ) 相 比, 具有 强 度高 、 冷 加 工硬 化 倾 向较 低 、 导 热 系数 大 ( 为 奥 氏体 不 锈钢 的 1 . 3—1 . 5 倍) 、 线 膨 胀 系数 小 ( 为 奥 氏体
腐蚀 的客观条件 , T I G焊接 接头在腐蚀介 质作 用下 经过一段 时间后发 生点蚀 , 然后扩展为成片的缝隙腐蚀。分析表 明, 尽管 T r s 4 4 4超纯铁素体不锈钢具有很高 的耐点蚀性能 和良好 的焊接性 , 但在实际应用 中也 不能完全依赖 高耐 蚀性来避 免腐蚀 的发生 , 而忽视接头设计和焊接工艺 的影 响 ; 用E 3 1 0 L焊丝将 蚀坑修补 , 并将 接头缝 隙填充 , 消除
铁素体不锈钢焊接接头研究
铁素体不锈钢焊接接头研究随着工业化和现代化的不断发展,各种金属材料日益得到广泛应用,其中铁素体不锈钢作为一种具有良好耐腐蚀性、强度高、美观等特点的重要材料,在建筑、船舶、化工、机械制造等领域得到了广泛的应用。
而铁素体不锈钢的焊接接头则是将不锈钢材料组成的构件加工和连接的一项重要工艺。
然而,铁素体不锈钢的焊接接头在生产过程中容易产生一些问题,例如裂纹、氧化、变形等,这些问题对接头的性能和使用寿命造成了极大的影响。
因此,对铁素体不锈钢的焊接接头进行系统的研究和分析,具有十分重要的意义。
一、焊接接头的类型铁素体不锈钢的焊接接头常见的有平面接头、搭接接头、角接头和对接接头等四种类型。
其中,对接接头是一种十分常见的焊接接头,它就是将两个铁素体不锈钢材料的接缝部分通过加热溶解使其熔合在一起,然后再形成一个紧密的组成整体的过程。
由于对接接头的焊缝位置在整个构件中最为重要,所以对它的研究和分析有助于提高铁素体不锈钢焊接接头的质量和稳定性。
二、焊接接头的质量性能焊接接头的质量性能是评价铁素体不锈钢焊接接头质量的重要指标。
在焊接接头的生产过程中,如果不注意操作细节和施工流程,就会产生一些焊接缺陷,例如气孔、裂纹、夹杂物、氧化物等,这些缺陷会降低铁素体不锈钢焊接接头的质量和性能。
此外,焊接接头还有一个重要的特性,就是焊接接头的微观组织。
铁素体不锈钢焊接接头的微观组织与焊接参数、组织形态等诸多因素有关。
三、焊接接头的研究方法对铁素体不锈钢焊接接头的研究,需要采用多种分析方法和技术手段。
其中,金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等光学显微学方法可以用来对焊接接头的微观组织和结构进行分析和观测,以确定焊接接头的宏观形态、晶界结构和晶体取向等各项指标。
除此之外,还需要借助力学性能测试、耐蚀性测试、断口形貌分析等方法来评价焊接接头的质量和性能,以找出焊接接头中存在的问题和不足。
四、焊接接头的优化为了提高铁素体不锈钢焊接接头的质量和稳定性,需要进一步优化焊接接头的制作工艺和施工方法。
测定双相不锈钢焊缝铁素体含量的方法
测定双相不锈钢焊缝铁素体含量的方法一、引言在不锈钢焊接领域,铁素体含量的测定是非常重要的,因为它能够直接影响焊缝的性能和耐腐蚀能力。
铁素体是不锈钢中的一种组织结构,对于焊接性能和力学性能具有重要影响。
本文将介绍几种常见的测定双相不锈钢焊缝铁素体含量的方法,并对其优劣进行评估。
二、金相显微镜法金相显微镜法是一种常用的测定铁素体含量的方法。
它通过观察样品的金相组织结构,利用显微镜对铁素体和奥氏体进行标记和计数。
该方法需要对样品进行金相腐蚀、切割和抛光等预处理工艺,并利用金相显微镜进行观察和分析。
根据铁素体和奥氏体的数量和面积比例,计算出铁素体含量。
这种方法准确度较高,但对操作人员要求较高,不适合大规模应用。
三、X射线衍射法X射线衍射法是通过测定不锈钢焊缝样品中的晶体衍射图样,进行铁素体含量测定的一种常用方法。
该方法需要将焊缝样品粉末化处理,然后进行X射线衍射分析。
由于铁素体和奥氏体具有不同的晶体结构,它们会产生不同的衍射峰。
通过测量和分析衍射峰的位置和强度,可以计算出铁素体的含量。
这种方法准确度较高,但设备成本较高,需要专门的实验条件和操作技术。
四、电磁能谱法电磁能谱法是一种利用电磁波与物质相互作用的方法,用于测定物质中的成分和含量。
在测定双相不锈钢焊缝铁素体含量时,可以利用电磁能谱仪对焊缝样品进行分析。
该方法基于不同物质对电磁波的吸收、散射和发射特性,通过测量电磁辐射的能谱分布,可以得到铁素体和奥氏体的含量信息。
相比于前两种方法,电磁能谱法操作简单,分析速度快,适合大规模应用,但准确度相对较低。
五、综合评估综合以上几种方法的优缺点,对于测定双相不锈钢焊缝铁素体含量,可以根据具体需求选择合适的方法。
金相显微镜法准确度高,但操作较为繁琐;X射线衍射法准确度高,但设备成本高;电磁能谱法操作简单,但准确度较低。
可以根据实际情况选择适合的方法进行测定,并在相应的实验条件下进行操作。
六、观点和理解从实际应用角度来看,目前常用的方法主要是金相显微镜法和X射线衍射法。
铁素体不锈钢的焊接
(3) 475℃脆化
高Cr铁素体钢的室温韧性
Cr>15%的铁素体不锈钢,在430~480℃温度区间 长时间加热并缓慢冷却,导致在常温时或负温时出现 475℃脆化现象。
造成475℃脆化的主要原因是在Fe-Cr系中共析反应沉 淀析出富Cr的a’相(体心立方结构)所致。
杂质(S、P、O、N、H)也会促进475℃脆化。
铁素体钢焊接工艺要点
1)无相变,HAZ晶粒急剧长大, 引起脆化(σ相、470℃脆化),产生裂纹
防止措施:低温预热(T<150℃ )
2)有晶间腐蚀倾向,防止措施与A钢相同; 3)限制C、N等杂质,防止脆化; 4)减小焊接热输入,窄焊道,控制层间温度; 5)焊后回火处理(实际是空冷的退火处理)
采用A焊材时,不预热,不焊后热处理。
马氏体钢有脆硬倾向,含碳量越高,脆硬倾向越大。 马氏体钢焊接遇到的问题是C含量较高的马氏体钢淬
硬性导致的冷裂纹问题和HAZ脆化问题。
(1)焊接接头冷裂纹 C越高,淬硬性大,热应力大,易冷裂
(2)焊接接头区硬化 淬硬性大,形成M,HAZ硬化
Ni>4%超低碳M钢淬火后
形成低碳M,回火加热发生 M→γ′的“逆转变”,为超
冷却速度较大时,HAZ会产生硬化现象,形成粗大的 马氏体。 这些粗大的组织都使马氏体不锈钢HAZ塑韧性降低并导 致脆化。 马氏体不锈钢还具有一定的回火脆性,因此焊接马氏体 不锈钢时,要严格控制冷却速度。
3) 焊后热处理
① 固溶处理 加热到1050~1150℃,使Cr23C6重新 溶入奥氏体中,通过水淬快冷,使之来不及析出,从 而达到一次稳定状态;
② 稳定化处理 加热到850℃,保温2h,然后空冷, 使Cr23C6充分析出,奥氏体中Cr扩散均匀,达到二次 稳定状态,消除晶间腐蚀;
奥氏体不锈钢焊管焊缝铁素体含量及其测定_何德孚
试验与研究奥氏体不锈钢焊管焊缝铁素体含量及其测定何德孚1,曹志樑2,周志江3,蔡新强2,徐阿敏2(1.久立焊管研究所,上海200233;2.久立不锈钢管有限公司,浙江湖州313012;3.久立集团股份有限公司,浙江湖州313012)摘 要:奥氏体不锈钢焊缝通常含有少量铁素体,它对奥氏体不锈钢焊管的强韧性、耐腐蚀性、焊接性都可能有优化或劣化影响,简要评述了这些影响及铁素体含量的测定方法。
关键词:奥氏体不锈钢焊管;焊缝;铁素体含量;磁测法;金相法;化学分析-图谱法中图分类号:TG115.2 文献标志码:B 文章编号:1001-3938(2007)05-0030-060 前 言浙江久立不锈钢管有限公司销售给江苏常熟某日资企业一批奥氏体不锈钢焊管,客户对其中一根钢管材质提出了质疑,依据是他们可以用磁铁吸住这根钢管,因此认为其材质不是奥氏体不锈 钢 而是 铁 。
虽经销售员多方解释说明,该客户仍坚持要委托第三方做仲裁检验。
后经上海材料研究所检测中心证明,这根钢管不仅材质,而且晶间腐蚀试验均符合订货合同所依据的GB /T 12771 2000标准的规定。
这种现象反映出来的问题实质是奥氏体不锈钢及其焊缝金属中铁素体的含量和铁素体含量测定方法以及对不锈钢可能产生的有害影响,这个问题国外在1960~1980年曾经讨论过。
我国目前正处于不锈钢及不锈钢焊管生产及工业应用的快速发展时期,2005年不锈钢年产量已达316 104,t 仅次于日本,2006年有可能会超过日本而成为全球不锈钢第一生产大国。
正确认识这些问题对广大用户及不锈钢管制造商都十分有意义。
笔者对上述问题进行分析,以供广大业内人士讨论和参考。
1 奥氏体不锈钢焊管焊缝铁素体含量稍高是常见现象常温下奥氏体(面心立方晶格)不锈钢是无磁性的,而铁素体(体心立方晶格)不锈钢是有磁性的,因此人们常用磁铁能否吸引来区分它们。
但是这种简单的方法有时可能会造成误判,原因是:(1)奥氏体是奥氏体不锈钢冶炼、轧制后期的相变产物,其前期即不锈钢熔炼到铸锭冷却结晶的过程中会出现铁素体及铁素体相变为奥氏体的过程,由于种种原因,奥氏体不锈钢会包含少量铁素体且分布不均匀。
不锈钢焊缝铁素体含量的评判标准
不锈钢焊缝铁素体含量的评判标准不锈钢焊缝铁素体含量的评判标准1. 引言不锈钢焊缝铁素体含量是评判不锈钢焊接质量的重要指标之一。
在不锈钢焊接过程中,铁素体含量的合理控制可以有效避免焊接件出现脆性断裂、晶间腐蚀等问题,保证焊接件的高质量。
2. 不锈钢焊缝铁素体含量的影响因素不锈钢焊缝铁素体含量受到多种因素的影响,主要包括焊接工艺、焊接材料、焊接设备等。
其中,焊接工艺的选择和控制对不锈钢焊缝铁素体含量具有直接的影响。
3. 评判标准的确立对于不锈钢焊缝铁素体含量的评判标准,国际上目前尚未有统一的标准,不同国家和地区的标准也存在一定差异。
然而,通过对现有标准和规范的比较和综合分析,可以确定一套适合自身需求的评判标准。
4. 主题文字:铁素体的含量在不锈钢焊缝的铁素体含量评判标准中,铁素体的含量是一个至关重要的指标。
在焊接过程中,铁素体的过多或过少都会对焊接件的性能产生不利影响。
4.1 铁素体含量偏高的影响若不锈钢焊缝中铁素体含量偏高,会导致焊接件的塑性和抗拉强度降低,使得焊接件易于出现开裂和变形等问题,影响其使用寿命和安全性。
4.2 铁素体含量偏低的影响相反,如果铁素体含量偏低,焊接件的耐蚀性和耐磨性会大大降低,容易受到腐蚀和磨损的影响,从而降低了焊接件的整体质量和可靠性。
5. 个人观点和理解我认为,评判不锈钢焊缝铁素体含量需要考虑到不同的焊接材料和工艺,以及具体的应用环境和要求。
在实际生产中,我们应该根据具体情况,结合国际标准和国内规范,制定适合自身企业的评判标准,以确保焊接件的质量和性能。
6. 总结不锈钢焊缝铁素体含量的评判标准是保证焊接件质量的重要手段之一,合理控制铁素体含量可以有效提高焊接件的整体性能和稳定性。
我们应该通过综合分析和比较,制定适合自身企业的评判标准,并在生产实践中不断总结经验,不断完善和提升。
通过以上文章的撰写,我们可以全面、深刻和灵活地理解不锈钢焊缝铁素体含量的评判标准,以及其在不锈钢焊接过程中的重要性。
S32205焊接工艺评定方案
双相不锈钢2205的焊接工艺性能的研究摘要:奥氏体-铁素体双相不锈钢简称双相不锈钢,具有优良的力学性能和耐腐蚀性能,2205双相不锈钢在石油及天然气工业,化学工业等行业具有广泛的应用。
双相不锈钢优良的性能是靠适当比例的两相组织来保证,焊接工艺参数对焊接接头的组织与性能有很大的影响,线能量对平衡铁素体和奥氏体两相组织在焊缝金属和热影响区中的比例,保证焊接接头的性能,是双相不锈钢焊接的基本要求。
根据双相不锈钢的焊接冶金特点,采用含镍、氮高的焊接材料,控制焊接线能量,是满足双相不锈钢焊接要求的关键,钨极氩弧焊和焊条电弧焊是适宜的焊接方法。
通过对焊接接头的组织,力学性能、腐蚀性能的分析,最终确定焊接工艺参数,分析线能量,焊接工艺方法对焊接接头组织与力学性能和腐蚀性能的影响。
关键词:焊接性焊接线能量焊接工艺性能试验及评定1、材料特性第二代双相不锈钢一般称为标准双相不锈钢,成分特点是超低碳、含氮,其典型成分为22%Cr+5%Ni +3%Mo0.17%N(见表1,机械性能见表2)。
与第一代双相不锈钢相比,2205进一步提高氮含量,增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。
氮是强烈的奥氏体形成元素,加入到双相不锈钢中,既提高钢的强度且不显著损伤钢的塑韧性,又能抑制碳化物析出和延缓a相形成。
表1 双相不锈钢2205D的化学成分表2双相不锈钢2205的机械性能。
2、组织特点双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁索体约各占半数(双相不锈钢2205铁素体含量应为30%~50%,典型值是45%左右,当铁素体含量低于30%时,双相不锈钢会发生脆化,力学性能下降。
),兼有两相组织特征,双相不锈钢保留了铁索体不锈钢导热系数大、线膨胀系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点;又具有奥氏体不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点。
3 、焊接特点的研究对于2205双相不锈钢来说,理论上具有良好的焊接性,如果采用合理的焊接工艺,几乎所有的焊接方法都可以用,与奥氏体不锈钢的焊接相比,2205双相不锈钢对污染更敏感、特别是湿气、水分。
430铁素体不锈钢A-TIG焊接
430铁素体不锈钢A-TIG焊接胡绳荪;王勇慧;申俊琦;陈昌亮;许海刚【摘要】针对铁素体不锈钢,选用常见的氧化物和卤化物进行单组分A-TIG实验,结果表明氧化物活性剂增加焊缝熔深的效果更为显著.以B2O3、Cr2O3、SiO2分别作为基础组元进行多组分活性剂实验,得到最优配比的活性剂可使焊缝熔深达到传统TIG焊的2.46倍.组织和力学性能测试显示:与TIG焊缝相比,使用活性剂后焊缝中的铁素体晶粒尺寸略有减小,但硬度和拉伸强度变化不大.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2013(046)009【总页数】5页(P831-835)【关键词】铁素体不锈钢;A-TIG;焊缝熔深;微观组织;力学性能【作者】胡绳荪;王勇慧;申俊琦;陈昌亮;许海刚【作者单位】天津大学材料科学与工程学院天津300072;天津市现代连接技术重点实验室,天津300072;天津大学材料科学与工程学院天津300072;天津市现代连接技术重点实验室,天津300072;天津大学材料科学与工程学院天津300072;天津市现代连接技术重点实验室,天津300072;天津大学材料科学与工程学院天津300072;天津市现代连接技术重点实验室,天津300072;宝山钢铁股份有限公司研究院,上海200431【正文语种】中文【中图分类】TG444奥氏体不锈钢以其出色的耐腐蚀、高温、氧化性能,在全世界范围内获得广泛的应用.但随着国际镍价飙升,以镍作为主要合金元素的奥氏体不锈钢价格居高不下,人们开始转向其他替代钢种的研发推广,其中铁素体不锈钢具有很大发展潜力.430(1Cr17)是铁素体不锈钢的代表钢种,基体不含镍,价格相对较低,并具有导热系数大、线膨胀系数较小、耐氯化物应力腐蚀性好等优点[1].这类钢通常采用手工焊或TIG 焊工艺进行焊接.传统的 TIG 焊能获得优良的焊缝,但存在焊缝熔深小的问题,中厚板需要开坡口进行多道焊或者加大焊接热输入,这样焊接效率低,而且焊后组织粗化严重,使用性能急剧下降.A-TIG 是在待焊工件表面涂覆活性剂后进行TIG 焊的一种高效的焊接方法,活性剂的使用可以明显增加熔深.目前国内外碳钢、铝合金、钛合金、奥氏体不锈钢等相关的 A-TIG 研究较多[2-6],针对铁素体不锈钢的研究鲜见报道.笔者针对 430 铁素体不锈钢进行了单组份和多组分的 A-TIG 焊实验,分别研究了活性剂对焊缝熔深、微观组织和力学性能的影响规律.1 实验条件实验用 430 铁素体不锈钢板规格为:300,mm×150,mm×3.2,mm,其化学成分如表 1 所示.所使用的焊接设备包括 Fronius 公司生产的 Magic Wave 4000型数字化TIG 焊机、自动焊接工作台、按压式夹具等.实验时工件固定在夹具上,焊枪随着小车作匀速直线运动,这样可使焊接过程中弧长和焊接速度保持稳定.为了减少焊接缺陷,提高焊缝质量,焊前应对焊板进行表面处理,具体方法为用240#砂纸对钢板表面进行打磨,然后用无水乙醇进行清洗,以去除表面杂质和氧化膜,待其干燥后可以进行活性剂的涂覆.表1 430铁素体不锈钢化学成分Tab.1 Chemical composition of 430 ferriticstainless steel %ωC ωCr ωSi ωMn ωP ωS ωNi ωMo≤0.1216.00~18.00 ≤0.75 ≤1.00 ≤0.04 ≤0.03 ≤0.60 2.00~3.002 单组分活性剂对焊缝熔深的影响研究单一组分活性剂对焊缝熔深的影响规律,是进行多组分活性剂实验的基础.在查阅文献[2,4-5,7]的基础上,选用了氧化物和卤化物2 种类型的活性剂,包括B2,O3、Cr2O3、SiO2、TiO2、MnO2、MgO、CaO、KCl、CaF2、NaF,经电子天平精确称量后,加入适量无水乙醇调和成糊状,用扁平毛刷均匀涂覆到待焊工件表面,涂覆宽度为20~30,mm,厚度为0.5,mm左右.首先测量每种活性剂对应的临界熔透电流值,以初步了解每种组分对于焊接熔深影响的大小及对应的成形状况,焊接规范见表 2.焊接电流从 90,A 开始,每次增加 5,A,直至找到临界熔透电流值.每焊完一道后,均要重磨钨极并重新调整钨极高度,以保证焊接条件的一致性.表2 A-TIG焊接规范Tab.2 Welding parameters of A-TIG弧长/mm焊接速度/(mm·s-1)钨极直径/mm焊枪倾角/(°)保护气流量/(L·min-1)2 4 2.4 90 10实验结果如图1 所示,可见所用活性剂均能使焊接临界熔透电流值减小,即涂覆活性剂后可以在较小的热输入条件下使 3.2,mm 钢板熔透.氧化物类活性剂对减小焊接临界电流的作用比较明显,B2O3、Cr2O3、SiO2、TiO2、MnO2、CaO都能使临界熔透电流降低80,A 以上,效果最好的B2O3 甚至能将临界熔透电流降为空板焊接时的 42.3%;卤化物 KCl、CaF2、NaF 效果均不明显.对于活性剂增加焊缝熔深的作用机理,国内外存在多种理论解释,其中最有代表性的是“电弧收缩理论” 及“表面张力温度梯度改变理论” [7-9].活性剂中的F、Cl、O 都具有较强的电子亲和能力,能够引起电弧收缩效应,但同时 O 还能有效改变熔池表面张力梯度,增大焊缝熔深,因而氧化物的综合效果要普遍优于卤化物.选用氧化物类活性剂用表2 的规范在90,A 电流下进行焊接,焊后横向切割焊缝制备金相试样,腐蚀后在低倍光学显微镜下观察焊缝熔深,得到各组分活性剂对焊缝熔深的影响如图2 所示(D 为不同活性剂对应的熔深,D0 为无活性剂区的熔深).从结果来看,所选活性剂均能不同程度增加焊缝熔深.其中增加效果较为明显的有 B2O3、SiO2、Cr2O3、TiO2.图1 单组分活性剂临界熔透电流Fig.1 Penetration currents of single component activating flux图2 单组分活性剂对焊接熔深的影响Fig.2 Effect of single component activating flux on weld penetration3 多组分活性剂对焊缝熔深的影响在单组分活性剂实验的基础上,选定 B2O3、Cr2O3、SiO2、TiO2 进行混合组分活性剂实验.(1) 进行任意2 个单组分活性剂等量混合实验,用表2 所示焊接规范,分别在110,A、120,A 的电流下进行焊接,观察焊缝熔透情况.(2) 进行多组分活性剂定量配比实验,用表2 所示焊接规范,分别在 105,A、110,A 的电流下进行焊接,观察焊缝熔透情况.等量混合单组分活性剂实验的结果如表3 所示,从表 3 中 2~5 组结果可以看出,Cr2,O3 和 TiO2 含量较大时,活性剂作用效果变差,因而在混合组分中含量不应太多.从表 3 中 2、3 和 4、5 两组对比可以看出,Cr2,O3的作用优于 TiO2.根据胡礼木等[10-11]的研究结果,多组元活性剂中的Cr2,O3 或有改善焊接接头“贫铬”,提高腐蚀性能的作用.结合实验结果,本实验最终确定活性剂配方的主要成分为:B2,O3(40%~80%),SiO2(10%~20%),Cr2,O3(10%~20%),其配比如表 4所示.表3 等量混合单组分活性剂实验结果Tab.3 Results of the expriment with 1∶1single component activating flux序号活性剂焊缝情况1 B2,O3+SiO2 110,A 时有小段熔透120,A 时完全熔透2 B2O3+Cr2O3 110,A 时没有熔透的迹象120,A 时有小段熔透3 B2O3+TiO2 110,A 时没有熔透的迹象120,A 时有局部点状熔透4 SiO2+Cr2O3 110,A 时没有熔透的迹象120,A 时有小段熔透5 SiO2+TiO2 110,A 时没有熔透的迹象120,A 时只有局部点状熔透6 Cr2O3+TiO2 110,A 时没有熔透的迹象120,A 时只有局部点状熔透其中A 组在105,A,下全部熔透;B 组仅在110,A下有小段熔透;D 组在 110,A下大半段熔透,在105,A 下只有局部点状熔透;G 组在 110,A 下大半段熔透,在105,A 下只有局部点状熔透;H 组在 110,A下全部熔透,在 105,A 下只有部分熔透;剩下的 C、E、F 3 组在110,A 电流下均未熔透.通常认为:SiO2、Cr2O3、CaF2 等活性剂会在阳极表面形成导电性较差的熔融层,使得电弧导电通道变长而导致电弧等离子体发生收缩;B2O3、TiO2 等活性剂则能强烈改变熔池表面张力,使表面张力温度梯度由负变正,熔池金属流动方向从周边流向中心,从而使焊缝熔深增加.多组分活性剂综合了电弧收缩作用和表面张力温度梯度改变作用,因而比单组分活性剂的效果更为明显[12-13].表4 多组分活性剂配比Tab.4 Proportioning of multi-component activating flux编号组分百分数/%A B2O3 80 SiO2 10 Cr2O3 10 B B2O3 70 SiO2 20 Cr2O3 10 C B2O3 70 SiO2 10 Cr2O3 20 D B2O3 60 SiO2 30 E Cr2O3 10 B2O3 60 SiO2 20 F Cr2O3 20 B2O3 50 SiO2 40 G Cr2,O3 10 B2,O350 SiO2 30 H Cr2,O3 20 B2,O3 40 SiO2 40 Cr2,O3 204 活性剂对焊缝组织性能的影响利用表2 所示焊接规范,在105,A 电流下对涂覆A 组活性剂和不适用活性剂的430 铁素体钢板进行焊接,焊后对焊缝区取样进行观察.如图 3 所示,在相同焊接条件下,不使用活性剂焊接钢板时,得到的熔深只有1.3,mm,是宽而浅的碗状熔深;使用活性剂后熔深可达 3.2,mm,是前者的2.46 倍,同时熔宽明显减少,呈现深而窄的杯状熔深.不使用活性剂的焊缝组织如图 4(a)和 4(c)所示,可见在焊接热循环的作用下铁素体组织较为粗大,并出现少量马氏体和析出相;使用活性剂的焊缝组织如图 4(b)和 4(d)所示,从图 4 中可以看出,使用活性剂后焊缝区铁素体的晶粒尺寸有所减小,这与活性剂中 Cr、B、Si 等合金元素引起的晶粒细化作用有关[14].图3 焊缝宏观形貌(25×)Fig.3 Macroscopic morphology of the welds(25×)图4 焊缝微观组织Fig.4 Microstructure of welds利用表2 所示焊接规范,在105,A 电流下对使用A 组活性剂和不使用活性剂的430 铁素体钢板进行焊接,焊后进行拉伸实验并测量焊缝中心处显微硬度值,拉伸试样尺寸为150,mm×30,mm×3.2,mm,显微硬度测试中施加载荷为 1.96,N,载荷保持时间为10,s,实验结果见表 5.铁素体不锈钢由于焊后出现马氏体和析出相,因而显微硬度值与母材相比有明显提高.实验结果表明,与传统 TIG 焊相比,使用活性剂后焊缝抗拉强度和硬度变化不大.表5 室温下焊缝力学性能测试结果Tab.5 Results of the mechanical performances of the welds at room tempreture拉伸实验取样位置抗拉强度/MPa 断裂位置显微硬度Hv1.96母材 405.4 — 132 TIG 焊缝 411.6 母材226 A-TIG 焊缝 422.0 母材 2235 结论(1) 在铁素体不锈钢 TIG 焊中,所用活性剂均能降低其临界熔透电流并增加焊缝熔深.氧化物类活性剂的效果优于卤化物类活性剂,其中效果最好的B2O3 在焊接电流为 90,A 时能使临界熔透电流降低57.7%,焊缝熔深增加1.46 倍.(2) 多组分活性剂的作用比单组分活性剂更佳.使用 B2O3 单组分活性剂需要110,A 以上的电流才能使 3.2,mm 铁素体不锈钢板完全焊透,而同样条件下使用最佳配比的多组分活性剂时只需要 105,A的电流就可完全焊透.(3) 在本实验条件下,活性剂的使用可以大幅增加焊缝熔深,同时焊缝区铁素体的晶粒尺寸略有减小,焊缝力学性能则基本保持不变.参考文献:【相关文献】[1]孟威. 400 系铁素体不锈钢热轧板材力学性能及焊接性能的研究[D]. 兰州:兰州理工大学材料科学与工程学院,2009.Meng Wei,The Research of Mechanical and Weld Properties of 400 Series Hot Rolled Ferritic Stainless Steel Plates [D]. Lanzhou:School of Materials Science and Engineering,Lanzhou University of Technology,2009 (in Chinese).[2]Huang Yong,Fan Ding. Experimental study on activating welding for aluminum alloy [J]. China Welding,2005,14(2):130-134.[3]Niaqai J. Use of A-TIG method for welding of titanium,nickel,their alloys and austenitic steels[J]. Welding International,2006,20(7):516-520.[4]Leconte S,Paillard P,Chapelle P,et al. Effect of oxide fluxes on activation mechanisms of tungsten inert gas process [J]. Science and Technology of Welding and Joining,2006,11(4):389-397.[5]Liu L M,Zhang Z D,Song G,et al. Mechanism and microstructure of oxide fluxes for gas tungsten arc welding of magnesium alloy [J]. Metallurgical and Materials Transaction A,2007,38(3):649-658.[6]Loureiro A R,Costa B F O,Batista A C,et al. Effect of activating flux and shielding gas on microstructure of TIG welds in austenitic stainless steel [J]. Science and Technology of Welding and Joining,2009,14(4):315-320.[7]Leconte1 S,Paillard P,Saindrenan J. Effect of fluxes containing oxides on tungsten inert gas welding process[J]. Science and Technology of Welding and Joining,2006,11(1):43-47.[8]张兆栋. 镁合金活性焊接研究[D]. 大连:大连理工大学材料科学与工程学院,2007.Zhang Zhaodong. The Study of Activating Flux Welding for Magnesium Alloy[D]. Dalian:School of Materials Science and Engineering,Dalian University of Technology,2007(in Chinese). [9]Modenesi P J,Apolinario E R,Pereira I M. TIG welding with single component-fluxes[J]. Journal of Materi-als Processing Technology , 2000,99(1/2/3):260-265.[10]胡礼木,胡波,郭从盛,等. 奥氏体不锈钢 TIG 用活性剂的研制[J]. 焊接学报,2006,27(6):53-55.Hu Limu,Hu Bo,Guo Congsheng,et al. Active flux for austenitic stainless steel tungsten inert-gas welding[J]. Transactions of the China Welding Institution,2006,27(6):53-55(in Chinese).[11]胡礼木,胡波,张永宏,等. 不锈钢 A-TIG 焊接头的抗腐蚀性能分析[J]. 焊接学报,2006,27(7):34-36.Hu Limu,Hu Bo,Zhang Yonghong,et al. Analysis of corrosion resistanceof A-TIG welded joint for austenitic stainless steel[J]. Transactions of the China Welding Institution,2006,27(7):34-36(in Chinese).[12]宋天革,张岸. 多组元活性剂对 TIG 焊焊缝熔深的影响[J]. 兵工学报,2009,30(12):1718-1721.Song Tiange,Zhang An. Effect of multi-component active fluxes on penetration in TIG welding[J]. Acta Armamentarii,2009,30(12):1718-1721 (in Chinese). [13]孙亚非. 活性剂等离子弧焊接的研究[D]. 大连:大连交通大学材料科学与工程学院,2004.Sun Yafei. Investigation on A-PAW[D]. Dalian:School of Materials Science and Engineering,Dalian Jiaotong University,2004(in Chinese).[14]韩宝军,徐洲. 钢铁晶粒超细化方法及其研究进展[J]. 材料导报,2010,24(1):94-103.Han Baojun,Xu Zhou. Grain ultra-refinement and its development in steels[J]. Materials Review,2010,24(1):94-103(in Chinese).。
奥氏体-铁素体双相不锈钢的焊接
奥氏体—铁素体双相不锈钢的焊接双相不锈钢是在固溶体中铁素体相和奥氏体相各约占一半,一般较少相的含量至少也需要达到30%的不锈钢.这类钢综合了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点,具有良好的韧性、强度及优良的耐抓化物应力腐蚀性能。
奥氏体一铁素体双相不锈钢的类型1.低台金型双相不锈钢00Cr23Ni4N钢是瑞典级先开发的一种低合金型的双相不锈钢,不含钼、铬和镍的含量也较低.由于钢中Cr含量23%,有很好的耐孔蚀、缝隙腐蚀和均匀腐蚀的性能,可代替308L和316L等常用奥氏体不锈钢.2.中合金型双相不锈钢典型的中合命型不锈钢有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti。
这两种钢是为了节镍,分别代替0Cr18Ni9Ti和1Cr18Ni9Ti而设计的,但比后者具有更好的力学性能,尤其是强度更高。
00Cr18Ni5Mo3Si2、00Cr18Ni5Mo3Si2Nb双相不锈钢是目前合金元素含量最低、焊接性良好的耐应力腐蚀钢种,它在抓化物介质中的耐孔蚀性能同317L相当,耐中性氯化物应力腐蚀性能显著优于普通18—8型奥氏休不锈钢,具有较好的强度-韧性综合性能、冷加工工艺性能及焊接性能,适用作结构材料。
OOCr22Ni5Mo3N 属于第二代双相不锈钢,钢中加人适量的氮不仅改善了钢的耐孔蚀和耐SCC性能,而且由于奥氏体数量的提高有利于两相组织的稳定,在高温加热或焊接HAZ能确保一定数里的奥氏体存在,从而提高了焊接HAZ的耐蚀和力学性能。
这种钢焊接性良好,是目前应用最普遍的双相不锈钢材料。
3。
高合金双相不锈钢这类双相不锈钢铬的质量分数高达25%,在双相不锈钢系列中出现最早。
20世纪70年代以后发展了两相比例更加适宜的超低碳含氮双相不锈钢,除钳以外,有的牌号还加人了铜、钨等进一步提高耐腐蚀性的元素。
4.超级双相不锈钢这种类型的双相不锈钢是指PREN。
大于40,铬的质量分数为25%和钼含量高、氮含量高的钢.双相不锈钢的耐蚀性1.耐应力腐浊性能与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢具有强度高,对晶间腐蚀不敏感和较好的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀的能力,其中优良的耐应力腐蚀是开发这种钢的主要目的。
铁素体不锈钢使用的调查分析报告
铁素体不锈钢使用的调查分析报告大家都知道铁素体不锈钢在洗衣机滚筒排气系统等领域应用广泛,且非常成功,通过调查分析,铁素体不锈钢将会具有在无数领域中更加广泛的应用潜力。
目前我司生产的欧三系列消声器大多采用铁素体不锈钢,铁素体不锈钢市场的开发程度在日本为最好。
不锈钢的不锈,是由于所含的铬使其具有了显著的耐蚀性,铁素体不锈钢也不例外,有的钢种含(如Mo\Ti\Nb)。
在消声器的生产过程中,与太钢和一些钢管厂家及部分使用铁素体不锈钢的用户进行过沟通,同时咨询了一些不锈钢行业的专家,获得了许多相关知识和心得,与大家分享。
一、用户对铁素体不锈钢的认识通过与和太钢有联系的一些企业及不锈钢行业专家了解,德国慕尼黑西门子的产品中,部分出于对功能性需求部分出于对美观要求,铁素体不锈钢的比例已将近50%。
意大利惠而浦有限公司作为家用电器商,在冰箱洗衣机上,并计划在炊具和洗碗机上应用推广。
成本优势让用户感到扩大铁素体不锈钢的使用量。
法国SEB集团每年约使用15000吨不锈钢,其中40%为铁素体不锈钢。
铁素体不锈钢的耐蚀性深冲性和抛光都比较理想。
但在一些国家还存在排斥铁素体不锈钢的偏见.但是铁素体仍是一种正确的选择.实际上,铁素体不锈钢的磁性是制造电磁炉用不锈钢的基本条件。
由于对镍的用量减少,使之具备了很优势的价格竞争能力。
铁素体系列比较利于回收利用,有利于节省地球资源。
本田贸易公司2010年去太钢公司考察,对铁素体不锈钢的使用性能非常满意,并与太钢达成了协议,并且在产品设计中明确提出使用太钢不锈的铁素体不锈钢材料。
二.铁素体不锈钢的发展史在寻找已有的铁素体不锈钢方面资料,虽然铁素体不锈钢的使用已有100年历史,但专门对铁素体不锈钢的资料却很少。
由于镍价的波动性,造成对不锈钢用户影响非常大。
1999年至2007年,铝铜锌和镍等价格一路攀升,高的镍价及其频繁波动使不锈钢企业和用户受很大影响。
镍是常规奥氏体不锈钢300系列的重要组成元素。
430铁素体不锈钢A-TIG焊接
摘
要 :针对铁素体 不锈钢 ,选用常见 的氧 化物和 卤化物进行 单组分 A. T I G 实验 ,结果表 明氧化物 活性剂增加焊缝
熔深的效果更 为显著.以 B 2 O3 、C r 2 0 3 、S i O2 分 别 作 为 基 础 组元 进 行 多组 分 活 性 剂 实验 ,得 到 最 优 配 比 的 活性 剂 可
Ab s t r a c t :S t u d y o f t h e e f f e c t s o f c o m mo n o x i d e s a n d h a l i d e s i n s i n g l e c o mp o n e n t A- TI G e x p e r i me n t s i n d i c a t e s t h a t
A— TI G We l d i n g o f 4 3 0 Fe r r i t i c S t a i n l e s s S t e e l
Hu S h e n g s u n I - ,Wa n g Y o n g h u i ,S h e n J u n q i , - , Ch e n C h a n g l i a n g ’ 。 , Xu Ha i g a n g
2 . T i a n j i n K e y L a b o r a t o r y o f A d v a n c e d J o i n i n g T e c h n o l o g y ,T i a n j i n 3 0 0 0 7 2 ,C h i n a ; 3 . R e s e a r c h I n s t i t u t e ,Ba o s h a n I r o n a n d S t e e l C o mp a n y L i mi t e d ,S h a n g h a i 2 0 0 4 3 1 ,C h i n a )
浅析TSZ410铁素体不锈钢焊接性能及工艺
浅析TSZ410铁素体不锈钢焊接性能及工艺唐家佳【摘要】通过对TSZ410铁素体不锈钢材料的主要成分、力学性能及加工特性分析,选择出合适的焊接材料及焊接设备,制定出适合TSZ410铁素体不锈钢的焊接工艺,评定出合理的加工过程,对于提高钢结构件中TSZ410铁素体不锈钢材料的焊接质量和焊接效率具有重要意义.【期刊名称】《陕西煤炭》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】5页(P52-56)【关键词】不锈钢;铁素体;焊接性能;焊接工艺【作者】唐家佳【作者单位】神华神东煤炭集团公司皮带机公司,内蒙古伊金霍洛旗017200【正文语种】中文【中图分类】TG457.110 引言带式输送机具有输送能力大、运输距离远、结构简单、易于维护、能方便地实现程序化控制和自动化操作、适合在恶劣环境下作业等特点,已广泛应用于煤炭行业。
为增强矿用带式输送机结构件的耐腐蚀能力,提高结构件的使用寿命,减轻工人安装及搬运的劳动强度,选用一种新型的TSZ410铁素体不锈钢材料代替原先的碳钢加工带式输送机机身。
主要围绕带式输送机标准段的槽辊支架、H架所用TSZ410铁素体不锈钢材料的焊接展开分析,通过对母材的分析,选择合适的焊接方法、焊接设备,制定新的加工工艺,从而确保该不锈钢的焊接质量,提高焊接效率。
为TSZ410铁素体不锈钢材料在结构件实际生产过程中提供一定的参考依据。
1 各类不锈钢的特性不锈钢是指在大气、水、酸、碱和盐溶液或其他腐蚀介质中具有高度化学稳定性的合金钢的总称。
这种钢材中Cr含量>10.5%;由于Cr的作用,钢材表面生成一层致密的不溶解于某些介质的坚固的富Cr氧化薄膜(钝化膜),使金属与外界介质隔离而不发生化学作用。
但是不锈只是“相对的”。
1.1 马氏体型马氏体不锈钢一般含有13%~18%的Cr及较高含量的碳(0.1%~1.0%)。
这类不锈钢的特点是具有较高的硬度、强度、耐磨性、抗疲劳性及一定的耐腐蚀性。
T4003铁素体不锈钢T形接头MAG焊工艺研究
T4003铁素体不锈钢T形接头MAG焊工艺研究T4003铁素体不锈钢是一种低碳铁素体不锈钢,具有良好的耐腐蚀性能、焊接性能和机械性能,广泛应用于化工、石化、制药、食品等领域。
本文主要研究T4003铁素体不锈钢T形接头的MAG焊接工艺。
一、研究材料及其性能1.材料成分及物理性能T4003铁素体不锈钢的化学成分为:C≤0.03,Si≤1.00,Mn≤1.00,P≤0.035,S≤0.030,Cr为11.5~14.5,Ni为0.50~1.50,其余为铁和杂质。
其密度为7.9g/cm3,线膨胀系数为(0~100℃)14.7×10-6/K,导热系数为15.2W/(m·K),电阻率为0.73Ω·mm2/m。
2.性能测试及评价采用电子万能试验机测试焊接接头的拉伸强度和延伸率,采用金相显微镜观察焊缝的组织结构,并采用扫描电镜分析其裂纹形貌和金属间化合物的形态和分布。
二、MAG焊接工艺参数设计1.设备选择推荐采用普及型MAG焊接设备,具有稳定的电弧、优良的焊缝外观和高效率的焊接效果。
2.焊接枪选型选择CO2/MAG焊接枪,有较好的适应性、大电压调整范围、电流输出稳定性高等优点。
3.气体保护选择Ar+CO2混合气体进行保护,比例为80%Ar+20%CO2,Ar气体用于保护焊接区域,CO2气体可提高弧稳定性和焊缝外观。
4.焊接电流根据板厚大小和焊接要求选择合适的焊接电流,一般在100~200A之间。
同时,焊缝厚度较大时可采用多道焊接,焊道之间需做好间隔控制。
5.焊接速度焊接速度过快会导致焊缝韧性降低,过慢则会影响焊接效率。
根据板厚和焊缝尺寸选择适当的焊接速度,一般在15~30cm/min之间。
三、焊接试验及评价进行了一系列的MAG焊接试验,通过金相显微镜观察焊缝的组织结构,拉伸试验和扫描电镜分析焊接接头的开裂原因,评价MAG焊接工艺的可行性和焊接接头的性能。
1.试验结果通过试验发现,MAG焊接工艺可以得到良好的焊接接头,焊缝牢固,外观美观。
双相不锈钢S焊接工艺评定报告
双相不锈钢S焊接工艺评定报告一、引言二、实验方法1.实验材料使用双相不锈钢板材作为实验材料,板厚为3mm,规格为300mm×200mm。
2.焊接参数采用TIG氩弧焊工艺,焊丝直径为1.6mm,焊接电流为100A,焊接速度为20mm/min。
3.实验步骤首先进行表面处理,将双相不锈钢板材进行清洗和抛光,以确保焊接区域的干净和光滑。
然后将焊接样品固定在焊接平台上,进行焊接工艺评定。
焊接完成后,对焊缝进行断面金相组织观察和宏观观察,并进行力学性能测试。
三、实验结果1.焊接外观经过焊接后,双相不锈钢的焊缝外观整齐、美观,无焊接缺陷和明显的裂纹。
2.焊缝金相组织焊缝金相组织为铁素体和奥氏体的共存结构,奥氏体以网状分布在铁素体基质中。
焊缝边缘区域存在一定的过渡区,金相组织呈现出从铁素体向奥氏体逐渐增多的趋势。
3.力学性能测试焊接样品的拉伸强度达到了XXXMPa,屈服强度为XXXMPa,延伸率为XX%。
测试结果表明,焊接后的双相不锈钢具有较高的强度和良好的延伸性能。
四、分析与讨论双相不锈钢在焊接时,由于其铁素体和奥氏体的共存结构,使得其具有良好的焊接性能。
焊缝金相组织的观察结果与理论预期相符,说明焊接工艺参数的选择合理。
通过力学性能测试,焊接样品的强度和延伸性能满足了工艺评定的要求。
五、结论本次实验对双相不锈钢S焊接工艺进行了评定,实验结果表明该工艺具有较好的焊接性能。
通过焊缝金相组织观察和力学性能测试,证明焊接后的双相不锈钢焊缝具有良好的强度和延伸性能。
在实际工程应用中,可根据具体要求优化焊接参数,进一步提高焊缝质量。
不锈钢管对接焊接工艺评定报告
备注
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金相检查(角焊缝):
根部: (焊透、未焊透) ------ 焊缝: (熔合、未熔合) ------ 焊缝、热影响区: (有裂纹、
无裂纹) ------
根部:(焊透、未焊透) ------ 焊缝:(熔合、未熔合) ------ 焊缝、热影响区:(有裂纹、
焊接措施:
GTAW(手工钨极氩弧焊)
焊接措施: GTAW(手工钨极氩弧焊)
接头简图:
焊接工艺指导书编号: 机械化程度: 机械化程度:
WPS-01 手工 手工
母材: 材料原则: 钢号: 类、组别号:
GB4237 0Cr18Ni9 Ⅶ-1 与类、组别号:
Ⅶ-1 相
焊后热处理: 热处理温度(℃): 保温时间(h): 保温时间(h):
----------------------------------------------
试验温度 (℃) ----------------------------------------------
冲击吸取功 (J) ----------------------------------------------
焊接位置:
对接焊缝位置: 平位 方向(向上、向下)
角焊缝位置: -------- 方向(向上、向 技术措施:
下)
焊接速度(cm/min):
8~10
摆动或不摆动:
稍摆动
摆动参数:
----------
预热:
多道焊或单道焊(每面): 多道焊
预热温度(℃):
--------
多丝焊或单丝焊:
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铁素体不锈钢焊接性评定试验报告
一、铁素体不锈钢的焊接特点:
1、要求低温预热
高铬铁素体不锈钢在室温时韧性较低,焊接时焊接接头易形成高温脆化,在一定条件下可能产生裂纹。
通过预热,使焊接接头处于富有韧性的状态下施焊,能有效地防止裂纹的产生;但是焊接时的热循环又会使焊接接头近缝区的晶粒急剧长大粗化,而引起脆化。
为此,预热温度的选择要慎重,一般控制在100-200℃,随着母材金属中含铬量的提高,预热温度可相应提高。
但预热温度过高,也会使焊接接头过热而脆化。
2、475℃脆性的防止
475℃脆性是高铬铁素体不锈钢焊接时的主要问题之一。
杂质对475℃脆性有促进作用,因此,需提高母材金属和熔敷金属的纯度,缩短铁素体不锈钢焊接接头在这个温度区间的停留时间,以防止475℃脆性的产生。
一旦出现475℃脆性,可以在600℃以上温度短时间加热,再以较快的速度冷却,给予消除。
3、焊接材料的选择
对于可以焊前预热或焊后进行热处理的焊接构件,可选用与母材金属相同化学成分的焊接材料;对于不允许预热或焊后不能进行热处理的焊接构件,应选用奥氏体不锈钢焊接材料,以保证焊缝具有良好的塑性和韧性。
铁素体不锈钢的焊接方法通常采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊和埋弧焊等。
当采用同质的焊接材料时,焊缝金属呈粗大的铁素体组织,韧性很差。
通过焊后热处理,焊接接头的塑性可以得到改善,韧性略有提高。
用同质焊材焊成的焊缝其优点是:焊缝与母材有一样的颜色和形貌,相同的线膨胀系数和大体相似的耐蚀性,但抗裂性不高。
用异质奥氏体焊材所焊成的焊缝具有很好的塑性,应用较多,但要控制好母材金属对奥氏体焊缝的稀释。
用异质焊条施焊,通过“5、操作要点”可减少高温脆化和475℃脆化,防止裂纹的形成。
鉴于多方面的适应性,本次评定试验拟采用奥氏体不锈钢焊接材料,且考虑到铁素体不锈钢母材(高Cr无Ni)对焊接接头的稀释作用,决定选择较高Ni含量的ER308L焊丝。
4、焊后热处理
对于同质材料焊成的铁素体不锈钢焊接接头,热处理的目的是使焊接接头组织均匀化,从而提高其塑性及耐蚀性。
焊后热处理温度为750-800℃,空冷。
用奥氏体焊材所焊成的焊缝可免去焊前预热、焊后热处理。
5、操作要点
焊接过程中,尽量减少焊接接头在高温的停留时间,有助于焊接接头的热影响区铁素体组织的晶粒不致很快长大,从而提高焊接接头塑性。
可采取焊后强制的冷却方式来减少高温脆化和475℃脆化,防止裂纹的形成。
具体措施如下。
1)无论采用何种焊接方法,都应采用小的热输入的焊接参数,选用小直径的焊接材料。
2)采用窄焊缝技术和快的焊接速度进行多层多道焊。
焊接时,焊接材料不允许进行摆动施焊。
3)多层焊时,要严格控制层间温度在150℃左右,不易连续施焊。
4)采用强制冷却焊缝的方法,以减少焊接接头的高温脆化和475℃脆性,同时还可以减少焊接接头的热影响区过热。
其方法是通氩冷却或通水冷却、铜垫板等。
二、焊前准备
基于以上的种种考虑,所采取的焊接设备、焊接评定用材料、试板坡口形式等如下:
1、焊接设备
设备选用日本产(OTC)P—300交直流氩弧焊机,焊接电源为直流陡降外特性,由两只流量计来控制正面和背面的保护气体。
2、焊接评定用材料
对厚度为4毫米的B410-5板进行焊接工艺试验。
其化学成份和机械性能列于表1;填充金属用ER309L的焊丝,其化学成份见表2;焊接用保护气体分析见表3:
表1 B410-5化学成份(%)和机械性能
表2 ER308L的化学成份(%)和机械性能
3、试板坡口形式
由于焊接层数的增多,在焊接过程中会产生较大的变形和焊后收缩。
因此,坡口尺寸的制定原则为尽量减少焊接层数和焊缝金属填充量。
具体坡口形式见图3:
坡口两侧各20mm范围内应打磨呈现金属光泽,以上范围内及坡口表面上的水、锈和油污等有害物质应清理干净;焊丝表面应清除油锈。
四、焊接工艺评定试板试验
对焊接工艺规范参数进行认真选择,是保证B410-5板焊接质量的前提。
影响因素主要有保护条件和焊接规范。
1、焊接保护效果
1.1 喷嘴流量选择
由于喷嘴的气流直接对焊接熔池进行保护。
因此它的保护效果是影响焊缝质量的重要因素。
在焊枪结构固定以后,涉及保护效果的主要有喷嘴距工件距离和喷嘴流量。
由于喷嘴距工件的距离增大会使空气侵入熔池的可能性增加,因此在不影响焊接可见度和方便填充焊丝的情况下,这个距离应尽量小,图4为焊丝与焊接熔池的相对位置。
1.2 喷嘴及背面保护气流的匹配
当正面焊第一道时,背面氩气如果很大,会对正面的保护有影响。
因此喷嘴、背面保护气流要有很好地匹配,背面的气流不能太大。
2、焊接规范参数选择
手工钨极氩弧焊焊接铁素体不锈钢板,焊接规范参数主要考虑焊接电流和焊接速度。
电流太小熔深浅,焊工操作疲劳。
电流太大,高温停留时间长,焊缝晶粒粗大,热影响区保护变差;由于焊接时既要顾及板材背面的保护效果,还要填充焊丝,因此焊速不能太快。
3、工艺评定试板的焊接
通过大量的工艺试验,确定了如下焊接工艺规范参数(表4),并进行了工艺评定试板的焊接。
工艺评定试板焊接区颜色亮白,证明(氩气)保护效果良好。
图4 焊丝与焊接熔池的相对位置
五、焊接质量检验
按照相关标准,进行了以下项目的焊接接头工艺评定。
1、工艺评定试板焊接接头的无损检测
工艺评定试板焊接接头按JB4730/T-2005《承压设备无损检测》第二篇JB4730.2-2005《承压设备无损检测:射线检测》的要求进行了RT(射线检测)100%检测,检测设备为X 光射线仪XXQ2515(管电压250KV,管电流15mA)。
评片结果为Ⅰ级(对接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷)。
2、焊接接头机械性能
依据JB4708-2000《钢制压力容器工艺评定》要求,分别进行了拉伸及弯曲试验。
2.1 焊接接头拉伸试验
2.1.1 取样和加工要求
试样的焊缝余高应以机械方法去除,使之与母材齐平,采用全厚度试样进行试验。
2.1.2 试样形式
紧凑型板接头带肩板形试样(见图5)
2.1.3 试验方法
拉伸试验按GB/T228-1987《金属材料室温拉伸试验方法》规定的试验方法在电液伺服万能试验机上测定焊接接头的抗拉强度。
2.1.4 合格指标
每个试样的抗拉强度应不低于母材钢号标准规定。
2.2 焊接接头弯曲试验
2.2.1 试样加工要求
试样的焊缝余高应采用机械方法去除,面弯、背弯试样的拉伸表面应齐平。
2.2.2 试样形式
面弯和背弯试样见图6
2.2.3 试验方法
弯曲试验按GB/T232-1999《金属材料弯曲试验方法》和表5规定的试验方法在液压万能试验机上测定焊接接头的完好性和塑性。
表5 弯曲试验尺寸规定
六结论
本报告结合铁素体不锈钢B410-5的焊接特点,进行了手工钨极氩弧焊评定性试验,试验结果表明,在选定的工艺规范参数条件下,焊接接头(母材、焊缝、热影响区)力学性不能满足要求。
铁素体不锈钢B410-5焊接性评定试验报告
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