第一篇:不锈钢焊接施工方案
不锈钢焊接施工方案
字体: 小 中 大 | 打印 发表于: 2008-2-19 16:06作者: 麦蒂来源: 中国焊接之家社区
1.总则
1.1工程概况
本工程为某设计研究院研发基地办公楼工程,工程地下一层、地上十一层。本工程安装的给水系统,全部采用不锈钢管道。管径DN15---DN100,该工程不锈钢管道总工程量约350m。不锈钢管道壁厚从δ=2.2---3.2mm,管径DN≥50采用焊接,管径DN≤50采用丝接。
1.2适用范围
不锈钢管道应用已经非常广泛,如自来水、热水、直饮水、供暖和工业管等系统。运用的范围涉及医院、宾馆、军队、学校、电视台、商业大厦、居民住宅、大型办公楼等系统。
1.3编制依据的标准及规范
1.3.1建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-200
21.3.2薄壁不锈钢水管(GB/T1922.8-2003)
1.3.3现场设备工业管道焊接工程施工验收规范GB50236-98
2.施工准备
2.1技术准备
2.1.1开工前,施工员必须仔细审阅图纸,编制施工方案,并向班组作全面技术交底,以保证安装质量。
2.1.2管道工必须经过技术培训,经考核合格后,取得相应上岗证,方可上岗操作。
2.1.3不锈钢氩弧焊工必须持证上岗,上岗前应进行专业知识的培训。
2.2材料准备
不锈钢管道及管件必须符合设计要求,并具有检验报告,生产合格证。不符和要求的材料坚决不允许使用。
2.3主要设备
①氩弧焊机一台。②管道切割机。③氩气瓶。④氩气表。⑤套丝机。
2.4施工作业条件
土建墙体砌筑及粉刷完毕后室内卫生间就可具备给水管道安装条件。
2.5人员准备
2.5.1技术负责(工长)1人 编制预决算、施工方案、设备材料计划。抓好施工进度、质量检查、安全生产、竣工验收等工作。
2.5.2施工班长 1人对现场工人进行分工并协助技术负责(工长)抓好施工进度、质量检查、安全生产、竣工验收等工作。
2.5.3管道工4人 负责管道的切割、下料及材料安装。
2.5.4氩弧焊工1人
2.5.5质量安全员1人抓好质量检查并对整个施工现场、设备、材料、人员监督检查安全无事故。
2.6施工部署
由于本工程不锈钢管道连接,焊接工程量占总工程量的90%,所以应
重视焊工工艺的安排为确保焊接质量提高工效需要配备以下专业人员: 管道工,要求熟悉施工图纸,会操作切割管机械,能够精确的掌握下料尺寸,懂管道施工工艺质量要求和规范要求;电焊工,受专业培训,熟悉全自动焊机性能、操作要领,熟悉普通焊材的化学成分,常用电流调节。
3.施工工艺
3.1工艺流程:
安装准备→预制加工→干管安装→立管安装→支管安装→管道试压→管道冲洗→管道保温
3.2 操作要点:
3.2.1不锈钢管道的焊接:
3.2.1.1焊件的切割和坡口加工宜采用机械方法,也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法,在采用热加工方法加工坡口后,必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量表面的表面层,并应将凹凸不平处打磨平整。
3.2.1.2焊件组对前应将坡口及其内外侧表面不小于10 mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净,切不得有裂纹、夹层等缺陷。
3.2.1.3管子或管件对接焊缝组对时,内壁应其平,内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%,且不应大于2mm。
3.2.1.4不锈钢焊件坡口两侧各100mm范围内,在施焊前应采取防止焊接飞溅物沾污焊件表面的措施。
3.2.1.5焊条、焊剂在使用前应按规定进行烘干,并应在使用过成中保持干燥。焊丝使用前应清除其表面的油污、锈蚀等。
3.2.1.6焊条、焊丝的选用,应按照母材的化学成分、力学性能、焊接接头的抗裂性、焊前预热、焊后热处理、使用条件及施工条件等因素综合确定。
3.2.1.7严禁在坡口之外的母材表面引弧和试验电流,并应防止电弧擦伤母材。
3.2.1.8薄壁不锈钢管切用管道专用管道切割机进行下料,确保端口质量符合全自动焊接所要求的标准。通常薄壁不锈钢管对口间隙必须在0.5mm之内。
3.2.1.9对厚度为3mm的不锈钢管为保证焊透,对口间隙稍大一点,此时要适当填充焊丝,焊丝直径1mm。
3.2.1.10为保证焊缝的内部质量,管子内部进行充氩保护。
3.2.1.11焊完的焊缝也应该进行本能洗、钝化,是焊缝得到与母材具有类似的光泽,同时,产生钝化膜后,使焊缝处有了抗氧化的能力。
3.2.2不锈钢管道的丝接:
3.2.2.1切断:使用手锯、高速砂轮切断或先用管子切割器切割至1/3钢管薄壁处,在用手锯将管锯断。不能用管子切割器一次将管子切断。
3.2.2.2加工螺纹:使用套丝机、车床或手动管子铰钣加工管断螺纹,螺纹长度为国际规定长度。
3.2.2.3去毛刺:用专用工具去掉管端毛刺和修整端口。
3.2.2.4连接:连接方法与普通自来水管完全相同。
3.2.3不锈钢管道的安装:
3.2.3.1、立管安装采用吊线方法检查,先支架后管道,水平干管安装要控制好两端水准点。
3.2.3.2、楼层高度≤5 m,立管支架每层安装一个,安装高度距地面1.8米。
3.2.3.3、支架安装应位置正确、预埋牢固。支架加工严禁氧气割焊,必须用切割机切割,打眼使用电钻。支架突出部分角钢立面需打角、打磨,光滑无毛刺,与管道接触应紧密。
3.2.3.4、管道水平安装的支、吊架间距不应大于下表的规定:
管道支吊架的最大间距
工程直径(mm)15 20 25 32 40 50 70 80 100 125 150 200 250 300
支架的最大间距(m)保温管 2 2.5 2.5 2.5 3 3 4 4 4.5 6 7 7 8 8.5不保温管 2.5 3 3.5 4 3.5 5 6 6 6.5 7 8 9.5 11 1
23.2.3.5给水立管距墙的距离:DN∠30mm、管道外皮距墙20~35mm;32≤DN≤50mm、管道外皮距墙30~50mm;75≤DN≤100mm、管道外皮距墙50mm。
3.2.3.6给水干管应有3‰的坡度坡向泄水方向。
3.2.4管道试压:给水管道做好单项水压试验。管道系统安装完后进行综合水压试验。水压试验时放净空气,充满水后进行加压,生活给水系统加压至0.9MPa时停止加压,进行检查,如各接口和阀门均无渗漏,持续10min,观察其压力下降不大于0.02MPa,然后降至0.6Mpa 应不渗
不漏。
3.2.5管道冲洗:管道在试压完成后即可做冲洗和消毒,冲洗应用自来水连续进行,应保证有充足的流量。管道冲洗和消毒后流出的水质应清亮无杂质,且符合卫生标准。
4、质量要求
4.1主控项目:
4.1.1焊缝要求:达到国家标准GB50236—98<<现场设备工业管道焊接工程施工验收规范>>
4.1.2焊材要求:所有焊接材料必须有出厂合格证,严禁使用不合格品。
4.1.3表面凹陷不得大于0.1=δ
4.1.4咬边应≤0.05δ且≤0.05mm,咬边总长不超过10%的焊缝周长。余高≤1+0.10b,且最大为3mm。
4.1.5为确保收弧处的焊接质量,在熄弧后仍必需进行持续送气保护,送气时间为5~7秒。
4.2一般项目:
4.2.1、不锈钢管的螺纹加工精度应符合国际《管螺纹》规定,螺纹清洁规整,无断丝或缺丝,连接牢固,管螺纹根部有外露螺纹2-3扣。
4.2.2、不锈钢管,焊接钢管的法兰连接应对接平行、紧密,与管子中心线垂直。螺杆露出螺母长度一致,且不大于螺杆直径的二分之一,螺母在同侧,衬垫材质符合设计要求和施工规范规定。
4.2.3给水管道安装的允许偏差见下表:
给水管道安装的允许偏差
每米
水平管道纵横方向弯曲 焊管、不锈钢管 1mm
全长25m以上 ≯25mm
每米
立管垂直度 焊管、不锈钢管
5米以上 3mm ≯8mm
成排管段和成排阀门 焊管、不锈钢管 在同一平面上间距 3mm
5.成品保护
给水分项工程施工完毕后,应通知后续工种施工人员避免在施工过程中撞击给水管道,以免管道破损或倾斜。
6.应注意的质量问题
6.1 严格控制给水立管的垂直度。
6.2 严格控制支管的坡度,禁止出现倒坡现象。
6.3 不锈钢管道的焊接质量必须符合施工现场规范的规定。
6.4 管道焊接或丝接时应清理关口的毛刺以防堵塞管道。质量记录
7.1 管道安装焊口检查记录
7.2 管道安装质量检验批记录
7.3 管道水压试验记录
7.4 管道冲洗、消毒试验记录安全措施
8.1安全措施
8.1.1 建设安全保证体系,明确安全员的职、责、权。
8.1.2 搭设安全可靠的脚手架。
8.1.3 吊管时必须注意,以免碰伤管材或伤及他人。
8.1.4 作业人员必须戴好安全帽。
8.1.5 管道焊接是防止火灾发生,应在焊接现场放置手提式灭火器。
8.1.6使用砂轮切割机时就注意安全,防止人身伤害。
8.2环保措施
8.2.1 对于需要裁割的管子应有封闭措施,要做好防尘、放火措施。
不锈钢管道氩弧焊缝试压使用后产生裂纹原因??
字体: 小 中 大 | 打印 发表于: 2010-1-13 12:39作者: 旅行者来源: 中国焊接之家社区
SUS304不锈钢管道氩弧焊(未充氩保护),壁厚3--4mm,焊接完成后水压试验0.6MPa合格无降压无渗漏,临时水使用约两个月时间(压力约0.3MPa),现在系统调试工作压力为0.4MPa,大量焊缝产生渗漏,经化学成分分析,母材化学成分合格,由于原使用的焊丝现在没有了,对焊缝取样进行化学成分分析结果为---C=0.07,Si=0.38,Mn=11.74,P=0.03,S=0.001,Cr=13.05,Ni=2.64。请问此化验结果可以说明焊丝材质有问题吗?并请高手分析焊缝渗漏原因?谢谢!
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龙xchl(2010-1-18 23:00:21)
这事焊后延迟裂纹。焊接时不通氩气保护且坡口清理不干净就容易造成氢的聚集,时间长了就容易形成延迟裂纹。另外,焊缝中的Mn含量太高,Mn含量太高容易造成焊缝组织韧性下降,脆。综合这些原因就造成了你的裂纹。 龙xchl(2010-1-18 23:08:41)
你这是明显的延迟裂纹。首先,你焊接时没通氩气保护。这样很容易造成焊缝中氢的大量聚集,当焊前坡口清理不干净时更加加剧了这种情况,时间长了就形成了延迟裂纹。还有,你焊缝中Mn的含量太高,含量太高容易过量强化,使焊缝韧性降低。综合这两点就造成了你的裂纹。
第二篇:SS316不锈钢管道焊接方案
SS316不锈钢管道焊接施工方案
目录
1.工程概况
2.焊接材料
3.主要技术规范参数
4.施工程序和施工方法(焊接工艺)
5.执行的技术规范、标准及主要技术要求
6.质量安全保证措施
7.主要材料、机具计划
8.探伤要求
1.工程概况
××化工厂的六万吨离子膜烧碱工程,其工艺管道的材质种类很多,其中有不锈钢管道(SS316),有八百五十米左右,为了保证这部分管道,焊接施工的质量和安全特编制此方案。
2.焊接材料
SS316管材是日本钢材的牌号,相当于国内的超低C奥氏体不锈钢00Cr18Ni12Mo2Ti。我们焊接时可选用 钛钙型焊条A022、A212或低氢型A207。在这里我们主要采用A022这种焊条。焊丝采用HOOCr19Ni12Mo2焊剂为HJ260,铬镍焊条需要在100-200度下进行焙烘30-60min。
3.主要技术规范参数
不锈钢手工钨极氩弧焊规范,见下表。
4.施工方法和施工程序(焊接工艺)
我们采用手工钨极氩弧焊的焊接方法,手工钨极氩弧焊进行任何空间位置的钨极氩弧焊,构件形状也不 受限制。不锈钢的热膨胀系数较高,导热系数和熔点较低,这就加了焊接变形和填充金属的熔敷速度。我们采用直流正接和非接触式高频引弧,在允许的场合,则严禁在碳块和焊件上引弧。
施工程序:清洗
第三篇:焊接施工方案
兴大丽景天成4#钢筋焊接施工方案
1、工程概况
本工程为一栋地下一层,地上二十二层的建筑物,建筑高度82.75米,结构型式为框架—抗震墙结构抗震等级为框架二级,抗震墙二级。
2、编制依据
2.1根据成华宇建筑设计有限公司设计图纸。
2.2混凝土结构工程施工质量验收规范。
2.3《钢筋焊接及验收规程》JGJ18、建筑施工技术。
3、钢筋焊接
3.1、柱:柱筋的焊接全部采用电渣压力焊接接长,焊接范围按00G101图集。
3.2、墙:直径d≥16的钢筋采用电渣压力焊;直径d≤14采用搭接;14.950标高以下及暗柱纵筋均采用电渣压力焊,焊接范围按00G101。
3.3、框架梁:
3.3.1 上部钢筋采用窄间隙焊,闪光对焊、搭接焊。搭接焊,搭15d,焊10d。焊接范围,上部筋在跨中1/3范围内。
3.3.2下部筋在柱、墙内锚固和接长。
4、焊工必须有焊工考试合格证,并在规定的范围内进行焊接操作。
5、钢筋焊接前,必须根据工作件进行试焊,合格后方可施焊。
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6、闪光对焊
6.1对焊工艺,根据钢筋品种,直径和所用焊机功率大小采用连续闪光焊或预热闪光焊。
6.1.1Ⅰ级钢Φ10—Φ
18、Ⅱ、Ⅲ级钢Φ10—Φ14用连续闪光焊。
6.1.2Ⅰ 级钢Φ20—Φ
36、Ⅱ、Ⅲ级钢Φ16—Φ32用预热闪光焊。
6.2对焊参数,对焊必须选择恰当的焊接参数,即伸长度、闪光速度,顶锻留量,顶锻压力及变压器级次,对焊参数操作人员应根据钢材品种特性,气温高低,实际电压,焊机性能等具体情况进行修正。
6.3注意事项
6.3.1对焊前应清除钢筋端约150mm范围内的铁锈、污泥,以免在夹具和钢筋间因接触不良引起“打火”。端头弯曲调直或切除。
6.3.2不同直径的钢筋对焊时,其两截面积之比,不宜大于1.5倍。
6.3.3焊接完毕后,应待接头处由白红色变为黑红色才能松开夹具,平稳地取出钢筋,以免引起接头弯曲。
6.3.4焊接场地应有防风、防雨措施,以免接头区骤冷却,发生脆裂。
6.3.5当调换焊工或更换焊接钢筋的规格和品种时,应先制作对焊试件进行试验,合格后方能成批焊接。
6.4质量检验
6.4.1 外观检查
6.4.1.1 外观具有适当的墩和均匀的金属毛刺;
6.4.1.2 钢筋表面没有裂纹和明显的烧伤;
6.4.1.3 接头弯折角度不得大于40;
6.4.1.4 接头轴线偏移距离不得大于0.1d,同时不得大于2mm。外观检查不合格的接头,切除热影响区重焊后再验收检查。
6.5 机械性能试验
按同类钢种、直径分批,每300个为一批,当同一台班内焊接的接头数量较少,可在一周内累计计算;累计仍不足300个接头时,应按一批计算,每批切取6个试件,进行抗拉和抗弯试验,试件必须符合强度要。
7、电弧焊
7.1 电弧焊焊条
7.1.1 搭接焊Ⅰ级钢用E4303焊条,Ⅱ级钢用E5003焊条。窄间隙焊Ⅰ级钢用E4316、E4315、Ⅱ级钢用E5016、E5015,焊条应有产品合格证。
7.2电弧焊工艺
7.2.1 搭接焊
7.2.1.1 钢筋的预弯和安装,应保证两钢筋的轴线在一直线上;
7.2.1.2 搭接焊先用两焊点定位加以固定;
7.2.1.3 焊接完毕,弧坑应填满,多层施工时,第一层焊缝的焊接电流可稍大,以增加熔化深度;每焊完一层之后,应仔细地进行清
查工作。主焊缝与定位焊缝应很好的结合;焊缝金属表面应平顺,没有明显的气孔,咬边和夹渣和裂缝出现。搭铁线与筋应有良好的接触,以免烧伤主筋。
7.2.1.4 Ⅱ级钢搭接焊为双面焊时,焊缝长度≥5d,单面焊时,焊缝长度≥10d。焊缝高度h≥0.3d并不小于4mm,焊缝宽度d≥0.7d并不小于10mm。不同直径的钢筋焊接应按大直径计算,不同级别的钢筋焊接时,焊条按高级别钢筋选用。
7.3 窄间隙焊
7.3.1 焊前,将接头清除 干净,焊缝宽度9-12mm,用弧形垫板定位。
7.3.2 施焊时,从根部引弧后连续进行焊接,左右来回运弧,在钢筋端面处电弧应少许停留并使熔合。
7.3.3当焊至端面间隙的4/5高度后,焊缝逐渐扩宽,当熔池过大时,应改连续焊为断续焊,避免过热。
7.3.4焊缝余高不得大于3mm,且应平缓过度至钢筋表面。
7.4 质量检验
7.4.1 钢筋电弧焊接头施焊前,应预先用相同的材料,焊接条件及参数,制作两个抗拉试件;试件试验结果大于该类别钢筋的抗拉强度时,才允许正式施焊。
7.4.2 外观检查,钢筋电弧焊接头焊缝表面平顺,不得有裂纹,没有明显的咬边,凹陷、焊瘤、夹渣及气孔,用小锤敲击焊缝时应发出与基本金属同样的清脆声。
7.4.3 电弧焊钢筋接头尺寸和缺陷的允许偏差。
7.4.3.1 接头处钢筋轴线的曲折4度。
7.4.3.2 接头处钢筋轴线的偏移0.1d(3mm)
7.4.3.3 焊缝高度-0.05d
7.4.3.4 焊缝宽度-0.1d
7.4.3.5 焊缝长度-0.05d
7.4.3.6 焊缝深度-0.05d(1mm)
7.4.3.7 焊缝表面上气孔和夹渣
7.4.3.7.1 在两个d长度打上不得多于2个。
7.4.3.7.2直径不得大于3毫米。
8、电渣压力焊
8.1 焊接设备
当焊接直径22mm及22mm以下的钢筋时,采用20KVA交流焊机;当焊接直径22mm以上的钢筋时,采用40KVA弧焊机或两台20KVA弧焊机并联使用。
焊接夹具由上下两钳口,加压机构和焊剂盒等组成。
8.2 焊接工艺
采用铅丝球引然法、焊接,用22号铅丝绕成直径为10—15mm的紧密小球放入两钢筋端面之间,而后装满焊剂。
施焊前。先将钢筋端部120mm范围的铁锈,杂质刷净,把钢筋安装于夹具钳口内予以夹紧,使钢筋的轴线在一直线上;关闭焊剂盒,装满所需的焊剂。
8.3 电渣压力焊接参数表
注:
1、不同直径钢筋焊接时,焊接参数应按小直径钢筋选择,并响应增加10~20%;
2、本表参数适用于Ⅰ~Ⅱ级钢筋。
8.4 质量检验
8.4.1 外观检查,接头四周铁浆饱满均匀,高度不得小4mm没有裂缝、弯折、烧伤,上下钢筋的轴线应一致,其最大偏差不超过0.1d,同时不大于2mm。
8.4.2 抗拉试验:按焊接批量标准,应在不超过二楼层中300个同牌号钢筋接头为一批,每批切取3个试件,试验结果如有一个试件的抗拉强度低于母材的抗拉强度,则切取两倍数量的试件进行复查,每个试件须试验合格,否则该批接头不合格。
第四篇:奥氏体不锈钢的焊接总结
一、γ-SS的焊接 接头耐蚀性
1.晶间腐蚀
18-8钢焊接接头有三个部位能出现晶间腐蚀,如图4-3所示。在同一个接头并不能同时看到这三种晶间腐蚀的出现,这取决于钢和焊缝的成分。出现敏化区腐蚀就不会有熔合区腐蚀。焊缝区的腐蚀主要决定于焊接材料。正常情况下,现代技术水平可保证焊缝区不会产生晶间腐蚀。
⑴晶间腐蚀——接头不同位置晶间腐蚀——“贫Cr”现象
焊缝区: 通过焊接材料,使焊缝金属或者成为超低碳情况,或者含有足够的稳定化元素Nb(因Ti不易过渡到焊缝中而不采用Ti),一般希望wNb≥8wC或wNb≈1%。
调整焊缝成分以获得一定数量的铁素体δ相。
HAZ敏化区: HAZ敏化区晶间腐蚀是指焊接热影响区中加热峰值温度处于敏化加热区间的部位(故称敏化区)所发生的晶间腐蚀。
只有18-8钢才会有敏化区存在,含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb,以及超低碳18-8钢不易有敏化区出现。
对于wC=0.05%和0Cr18Ni9不锈钢来说,Cr23C6的析出温度为600~850℃,TiC的则高达1100℃,快冷可避免。
熔合区(刀状):在熔合区产生的晶间腐蚀,有如刀削切口形式,故称为“刀状腐蚀”,简称刀蚀。腐蚀区宽度初期不超过3~5个晶粒,逐步扩展到1.0~1.5mm。
只有含Nb或Ti的钢的熔合区才会产生晶间腐蚀。
原因:“贫Cr”现象
2.应力腐蚀SCC
(1)腐蚀介质的影响:应力腐蚀的最大特点之一是腐蚀介质与材料组合上的选择性,在此特定组合之外不会产生应力腐蚀。如在Cl-的环境中,18-8不锈钢的应力腐蚀不仅与溶液中Cl-离子有关,而且还与其溶液中氧含量有关。Cl-离子浓度很高、氧含量较少或Cl-离子浓度较低、氧含量较高时,均不会引起应力腐蚀。
(2)焊接应力的作用:应力腐蚀开裂的拉应力,来源于焊接残余应力的超过30%。焊接拉应力越大,越易发生应力腐蚀开裂。在含氯化物介质中,引起奥氏体钢SCC的临界拉应力σth≈σs。在高温高压水中,引起奥氏体钢SCC的σth< < σs;而在H2SχO6介质中,由于晶间腐蚀领先,应力则起到了加速作用,此时可认为σth≈0。(防SCC根本上是退火消应力,T,t)
(3)合金元素的作用应力腐蚀开裂大多发生在合金中,在晶界上的合金元素偏析引起合金晶间开裂是应力腐蚀的主要因素之一。对于焊缝金属,选择焊接材料具有重要意义。
综上所述,引起应力腐蚀开裂须具备三个条件:首先是金属在该环境中具有应力腐蚀开裂的倾向;其次是由这种材质组成的结构接触或处于选择性的腐蚀介质中;最后是有高于一定水平的拉应力。
3.点蚀
奥氏体钢焊接接头有点蚀倾向,其实即使耐点蚀性优异的双相钢有时也会有点蚀产生。点蚀
指数PI(PI=WCr+3.3WMo+(13~16)WN)越小,点蚀倾向越大。
最容易产生点蚀的部位是焊缝中的不完全混合区,其化学成分与母材相同,但却经历了熔化与凝固过程,应属焊缝的一部分。焊接材料选择不当时,焊缝中心部位也会有点蚀产生,其主要原因应归结为耐点蚀成分Cr与Mo的偏析。
例如,奥氏体钢Cr22Ni25Mo中Mo的质量分数为3%~12%,在钨极氩弧焊(TIG)时,枝晶晶界Mo量与其晶轴Mo量之比(即偏析度)达1.6,Cr偏析度达1.25。因而晶轴负偏析部位易于产生点蚀。总之,TIG自熔焊接所形成的焊缝均易形成点蚀,甚至填送同质焊丝时也是如此,仍不如母材。为提高耐点蚀性能,一方面须减少Cr、Mo的偏析;一方面采用较母材更高Cr、Mo含量的所谓“超合金化”焊接材料。提高Ni含量,晶轴中Cr、Mo的负偏析显著减少,因此采用高Ni焊丝应该有利。
由此可以得出结论:
1.为提高耐点蚀性能而不能进行自熔焊接;
2.焊接材料与母材必须“超合金化”匹配;
3.必须考虑母材的稀释作用,以保证足够的合金含量;
4.提高Ni量有利于减少微观偏析,必要时可考虑采用Ni基合金焊丝
二. 热裂
1.奥氏体钢焊接时,在焊缝及近缝区都有产生裂纹的可能性,主要是热裂纹。最常见的是焊缝结晶裂纹。HAZ近缝区的热裂纹大多是所谓液化裂纹。在大厚度焊件中也有时见到焊道下裂纹
奥氏体钢焊接热裂纹的原因:
(1)奥氏体钢的热导率小和线膨胀系数大,在焊接局部加热和冷却条件下,接头在冷却过程中可形成较大的拉应力。焊缝金属凝固期间存在较大拉应力是产生热裂纹的必要条件。
(2)奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织,有利于有害杂质偏析,而促使形成晶间液膜,显然易于促使产生凝固裂纹。
(3)奥氏体钢及焊缝的合金组成较复杂,不仅S、P、Sn、Sb之类杂质可形成易溶液膜,一些合金元素因溶解度有限(如Si、Nb),也能形成易溶共晶,如硅化物共晶、铌化物共晶。这样,焊缝及近缝区都可能产生热裂纹。
2.凝固模式对热裂纹的影响
凝固裂纹最易产生于单相奥氏体(γ)组织的焊缝中,如果为γ+δ双相组织,则不易于产生凝固裂纹。通常用室温下焊缝中δ相数量来判断热裂倾向。如图4-13所示,室温δ铁素体数量由0%增至100%,热裂倾向与脆性温度区间(BTR)大小完全对应。这说明用室温δ相数量做判据是可以说明问题的。
凝固裂纹产生于真实固相线之上的凝固过程后期,必须联系凝固模式来进行考虑。图4-14为Fe-Cr-Ni三元合金一个70%Fe的伪二元相图。图中标出的虚线①合金,其室温平衡组织为单相γ,实际冷却得到的室温组织可能含5%~10%δ相。但凝固开始到结束都是单相δ相组织,只是在继续冷却时,由于发生δ→γ相变,δ数量越来越少,在平衡条件下直至为零。
晶粒润湿理论指出,偏析液膜能够润湿γ-γ、δ-δ界面,不能润湿γ-δ异相界面。以FA模式形成的δ铁素体呈蠕虫状,防碍γ枝晶支脉发展,构成理想的γ-δ界面,因而不会有
热裂倾向。凝固裂纹与凝固模式有直接关系。单纯F或A模式凝固时,只有γ-γ或δ-δ界面,所以会有热裂倾向。以AF模式凝固时,由于是通过包晶/共晶反应面形成γ+δ,这种共晶δ不足以构成理想的γ-δ界面,所以仍然可以呈现液膜润湿现象,以至还会有一定的热裂倾向。
3.化学成分对热裂纹的影响
任何钢种都是一个复杂的合金系统,某一元素单独作用和其他元素共存时发生的作用,往往不尽相同,甚至可能相反。
1)Mn:在单相奥氏体钢中Mn的作用有利,但若同时存在Cu时,Mn与Cu可以相互促进偏析,晶界易于出现偏析液膜而增大热裂倾向。
2)S、P: S、P在焊接奥氏体钢时极易形成低熔点化合物,增加焊接接头的热裂倾向。在焊缝中,硫对热裂的敏感性比磷弱,这是因为在焊缝中硫形成MnS,熔点比Ni3P2高,且离散地分布在焊缝中。在HAZ中,硫比磷对裂纹敏感性更强,这是因为硫比磷的扩散速度快,更容易在晶界偏析。焊缝中硫、磷的最高质量分数应限制在0.015%以内。
3)Si:Si是铁素体形成元素,焊缝中wSi>4%之后,碳的活动能力增加,形成碳化物或碳氮化合物,为防晶间腐蚀,应使焊缝中C%≤0.02%。
Si在18-8钢中有利于促使产生δ相,可提高抗裂性,可不必过分限制;但在25-20钢中,Si的偏析强烈,易引起热裂。
4)Nb:铌可与磷、铬及锰一起形成低熔点磷化物,而与硅、铬和锰则可形成低熔点硫化物-氧化物杂质。铌在晶粒边界富集,可形成富铌、镍的低熔点相,其结晶温度甚至低于1160℃。含铌的低熔点相在铁素体和奥氏体中的溶解度不同,从而对热裂影响不同。
5)Ti钛也可以形成低熔点相,如在1340℃时,焊缝中就可以形成钛碳氮化物的低熔点相。含钛低熔点相的形成对抗裂性的影响不如铌的明显,因为钛与氧有强的结和力,因此钛通常不用于焊缝金属的稳定化,而是用于钢的稳定化。钛主要是对母材及热影响区的液化裂纹的形成有影响。
6)C碳对于热裂敏感性的影响仅在一次结晶为奥氏体的单相奥氏体化的焊缝金属中,碳对热裂敏感性的影响很复杂,还取决于合金成分。
7)B:硼是对抗热裂性影响最坏的元素。高温时硼在在奥氏体中的溶解度非常低,只有0.005%,硼与铁、镍都能形成低熔点共晶。因此,要限制焊缝中的硼含量。
总之,凡是溶解度小而能偏析形成易熔共晶的成分,都可能引起热裂纹的产生。凡可无限固溶的成分(如Cu在Ni中)或溶解度大的成分(如Mo、W、V),都不会引起热裂。奥氏体钢焊缝,提高Ni含量时,热裂倾向会增大;而提高Cr含量,对热裂不发生明显影响。在含Ni量低的奥氏体钢加Cu时,焊缝热裂倾向也会增大。凡促使出现A或AF凝固模式的元素,该元素必会增大焊缝的热裂倾向。
4.焊接工艺的影响
在合金成分一定的条件下,焊接工艺对是否会产生热裂纹也有一定影响。
为避免焊缝枝晶粗大和过热区晶粒粗化,以致增大偏析程度,应尽量采用小焊接热输入快速焊工艺,而且不应预热,并降低层间温度。不过,为了减小焊接热输入,不应过分增大焊接速度,而应适当降低焊接电流。增大焊接电流,焊接热裂纹的产生倾向也随之增大。过分提高焊接速度,焊接时反而更易产生热裂纹。这是因为随着焊接速度增大,冷却速度也
要增大,于是增大了凝固过程的不平衡性,凝固模式将逐次变化为FA→AF→A,相当于图4-14 中A点向右移动,因此热裂倾向增大。
三、析出现象
在SS中,σ相通常只有在铬的质量分数大于16%时才会析出,由于铬有很高的扩散性,σ相在铁素体中的析出比奥氏体中的快。δ→σ的转变速度与δ相的合金化程度有关,而不单是δ相的数量。凡铁素体化元素均加强δ→σ转变,即被Cr、Mo等浓化了的δ相易于转变析出σ相。σ相是指一种脆硬而无磁性的金属间化合物相,具有变成分和复杂的晶体结构。σ相的析出使材料的韧性降低,硬度增加。有时还增加了材料的腐蚀敏感性。σ相的产生,是δ→σ或是γ→σ。
四、低温脆化
为了满足低温韧性要求,有时采用18-8钢,焊缝组织希望是单一γ相,成为完全面心立方结构,尽量避免出现δ相。δ相的存在,总是恶化低温韧性。虽然单相γ焊缝低温韧性比较好,但仍不如固溶处理后的1Cr18Ni9Ti钢母材,例如aku(-196℃)≈230J/cm2,aku(20℃)≈280 J/cm2。“铸态”焊缝中的δ相因形貌不同,可以具有相异的韧性水平。
奥氏体不锈钢的焊接工艺特点
焊接材料选择
不锈钢及耐热钢用焊接材料主要有:药皮焊条、埋弧焊丝和焊剂、TIG和MIG实芯焊丝以及药芯焊丝。焊接材料的选择首先决定于具体焊接方法的选择。在选择具体焊接材料时,至少应注意以下几个问题:
1)应坚持“适用性原则”。根据不锈钢材质、具体用途和使用条件(工作温度、接触介质),以及对焊缝金属的技术要求选用焊接材料,原则是使焊缝金属的成分与母材相同或相近。
2)根据所选各焊接材料的具体成分来确定是否适用,并应通过工艺评定试验加以验收,绝不能只根据商品牌号或标准的名义成分就决定取舍。
3)考虑具体应用的焊接方法和工艺参数可能造成的熔合比大小,即应考虑母材的稀释作用,否则将难以保证焊缝金属的合金化程度。
4)根据技术条件规定的全面焊接性要求来确定合金化程度,即是采用同质焊接材料,还是超合金化焊接材料。
5)不仅要重视焊缝金属合金系统,而且要注意具体合金成分在该合金系统中的作用;综合考虑使用性能和工艺焊接性要求。
焊接工艺要点
(1)合理选择焊接方法 : 不锈钢多采用药芯焊丝电弧焊:效率高,成分可调,热输入小。
(2)控制焊接参数:避免接头产生过热现象,奥氏钢热导率小,热量不易散失,一般焊接所需的热输入比碳钢低20%~30%。
(3)接头设计的合理性:仅以坡口角度为例,采用奥氏体钢同质焊接材料时,坡口角度取60°是可行的;但如采用Ni基合金作为焊接材料,由于熔融金属流动更为粘滞,坡口角度取60°
很容易发生熔合不良现象。Ni基合金的坡口角度一般均要增大到80°左右。
(4)控制焊接工艺稳定:保证焊缝金属成分稳定,必须保证熔合比稳定。
(5)控制焊缝成形: 表面成形是否光整,是否有易产生应力集中。
(6)防止焊件工作表面的污染 : 奥氏体不锈钢焊缝受到污染,其耐蚀性会变差。焊前除油去污,洁净干燥。
第五篇:不锈钢焊接要点及注意事项
不锈钢焊接要点及注意事项
1.采用垂直外特性的电源,直流时采用正极性(焊丝接负极)
2.一般适合于6mm以下薄板的焊接,具有焊缝成型美观,焊接变形量小的特点
3.保护气体为氩气,纯度为99.99%。当焊接电流为50~150A时,氩气流量为8~10L/min,当电流为150~250A时,氩气流量为12~15L/min。
4.钨极从气体喷嘴突出的长度,以4~5mm为佳,在角焊等遮蔽性差的地方是2~3mm,在开槽深的地方是5~6mm,喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。
5.为防止焊接气孔之出现,焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。
6.焊接电弧长度,焊接普通钢时,以2~4mm为佳,而焊接不锈钢时,以1~3mm为佳,过长则保护效果不好。
7.对接打底时,为防止底层焊道的背面被氧化,背面也需要实施气体保护。
8.为使氩气很好地保护焊接熔池,和便于施焊操作,钨极中心线与焊接处工件一般应保持80~85°角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小,一般为10°左右。
9.防风与换气。有风的地方,务请采取挡网的措施,而在室内则应采取适当的换气措施。
不锈钢MIG焊要点及注意事项
1.采用平特性焊接电源,直流时采用反极性(焊丝接正极)
2.一般采用纯氩气(纯度为99.99%)或Ar+2%O2,流量以20~25L/min为宜。
3.电弧长度,不锈钢的MIG焊接,一般都在喷射过渡的条件下来施焊,电压要调整到弧长在4~6mm的程度。
4.防风。MIG焊接容易受到风的影响,有时微风而产生气孔,所以风速在0.5m/sec以上的地方,都应当采取防风措施。
不锈钢药芯焊丝焊接要点及注意事项
1.采用平特性焊接电源,直流焊接时采用反极性。使用一般的CO2焊机就可以施焊,但送丝轮的压力请稍调松。
2.保护气体一般为二氧化碳气体,气体流量以20~25L/min较适宜。
3.焊嘴与工件间的距离以15~25mm为宜。
4.干伸长度,一般的焊接电流为250A以下时约15mm,250A以上时约20~25mm较为合适。