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            1. 奧氏體不銹鋼管的焊接特點及焊接工藝

              在現階段的不銹鋼管中,奧氏體不銹鋼管不論是在耐腐蝕性能上還是在耐熱性以及塑性上都比其他的不銹鋼管效果更好,并且奧氏體不銹鋼管的本身焊接性能十分優異,其本身在常溫下的狀態為純奧氏體,但是現實中也有一少部分的奧氏體添加了一些鐵元素,鐵元素的添加能夠更大程度的防止熱裂紋的產生。奧氏體由于其自身具備超強的焊接性,所以應用范圍十分廣泛。

              本篇文章主要針對奧氏體本身不銹鋼管的焊接特性進行分析,指出其在焊接過程過程中,極容易出現的問題,進而制定出相對合理的工藝,進而保證奧氏體不銹鋼管整體的焊接質量。

              1概述

              不銹鋼管就是指含有Cr含量超出12%的鋼。Cr在鋼中主要的作用就是可以在鋼的表層形成一層十分堅固的薄膜,可以隔離剛本體與其他介質的接觸,進而避免出現腐蝕的現象;诖,將一定量的W、Nb等元素加入鋼中,就會形成具備各種特性的不銹鋼鋼種,例如抗高溫、抗腐蝕等特性。在顯微鏡下,不銹鋼管的組織可以分為五大類,即馬氏體、奧氏體、奧氏體+鐵、鐵素體和沉淀硬化體;谝陨衔宕箢,奧氏體由于自身可焊性強的優勢,被廣泛應用于各大行業之中。

              2奧氏體不銹鋼管的焊接特點

              奧氏體不銹鋼管本身具備超強的可焊性,但是在進行焊接的過程中,若出現焊接材料有問題和焊接工藝失誤時,就會出現很多缺陷,即:

              2.1晶體腐蝕

              2.1.1晶體腐蝕產生的原因

              晶體腐蝕主要發生的位置就是在晶粒的邊界,因此名為晶間腐蝕。此種破壞方式在奧氏體不銹鋼管中是一種最為危險的方式,并且由于其本身的特點,腐蝕會順著晶界面進一步走到金屬的深層部位,進而影響金屬的機械性能,同時奧氏體不銹鋼管的耐腐蝕性能也會大大降低。

              通常情況下,奧氏體不銹鋼管會在450~850攝氏度的范圍內停留一段時間,并且在晶界處會有析出,其中,鉻的主要來源方向就是晶粒的表層,而其本身內部的鉻又無法達到及時補充的要求,所以在晶界粒的表層就會出現貧鉻區,又由于強腐蝕介質本身進一步的作用下,在晶界貧鉻區就會受到大面積服飾,進而形成真正的晶間腐蝕。

              不銹鋼管在受到晶間腐蝕之后,其本身的表面并不會有十分明顯的變化,但是在受力過程中或者是之后,就會沿著晶界面進一步斷裂,并且其本身的強度幾乎全部喪失。

              2.1.2防止晶間腐蝕的措施

              1)首先在選擇不銹鋼焊條時就要多加注意,要選擇碳元素含量不超過0.03%、添加鈮成分與鈦成分等穩定元素于一身的焊條。

              2)要選取小規范,其主要的目的就是為了使危險溫度停留的時間可以進一步縮短,在此同時,在進行焊縫的過程中可以通過強制冷卻的方式,使焊接接頭的冷卻速度進一步加快,基于此,使其本身的熱影響區降低。在進行多層焊的過程中,要對層間的溫度進行合理的把控,并且保證在上一道焊縫冷卻到六十攝氏度以下時,才可以進行下一步。

              3)在不銹鋼管接觸介質的那一面焊縫中,要最后對其進行焊接處理。

              4)焊接后進行固溶處理。將整個工件加熱到1050~1150℃這一區間,之后進行淬火處理,使晶界面上的整體融入到晶粒的內部,進而形成十分均勻的奧氏體組織。

              2.2熱裂紋

              2.2.1熱裂紋產生的主要原因

              1)在不銹鋼管中,其本身的固液相線距離過大,并且在凝固的過程中,整體的溫度范圍也十分大,所以導致低熔點的雜質偏析十分嚴重,并且主要的集中位置就是在晶界處。

              2)膨脹系數過大,導致其進行冷卻收縮時產生的應力也相應變大。

              2.2.2控制熱裂紋產生的措施

              1)將焊縫金屬的組織進行控制,要保證焊縫的金屬盡量的呈現雙相組織,其整體的鐵素體含量要保持在3%~5%這個區間一下。這么做的主要原因就是因為鐵素體的本身可以大量的溶解有害雜質。

              2)將相應的化學成分控制好,在焊縫金屬中,應該降低鎳與碳的含量,與此同時硫與磷的含量也要相應的減少,鉻、硅以及錳元素要相應的增加,基于此,可以很大程度的降低熱裂紋的出現。

              3)焊條藥皮的類型要進行適當的選擇。在選擇焊條藥皮時,要選擇低氫型的藥皮作為焊條,其不但可以使焊縫中的晶粒進一步細化,還能使雜質偏析的狀況從根本上降低,使不銹鋼管本身的抗裂性增強。

              4)在進行焊接時,要選用想應該的規范以及冷卻速度。仍是采用小規范的方式,進而使偏析的狀況降低,提高抗裂性。在進行多層焊時,要將層間溫度控制好,保證在上一焊道冷卻到六十攝氏度以下時,才可以進行下一步。

              2.3應力腐蝕開裂

              2.3.1應力腐蝕開裂的主要產生原因

              應力腐蝕開裂的形成原因主要是基于特定的腐蝕環境,由于受到拉伸應力進一步的作用,最終出現了延遲開裂的情況。在奧氏體不銹鋼管中,其焊接接頭處的應力腐蝕開裂主要是由于焊接的接頭處出現了十分嚴重的失效形式,其主要的表現形式就是無塑性的變形,進而出現脆性破壞。

              2.3.2應力腐蝕開裂防止措施

              1)在形成加工以及組裝工藝上要進行科學合理的制定,將冷卻變形度盡可能的降低,在進行組裝的過程中,不可出現強制的現象,若進行強制組裝,在此過程中會產生很多的傷痕。

              2)在焊材的選擇上要具備一定的合理性。在進行焊接過程中,焊縫與母材要做到相應的匹配,并且不會出現任何的不良組織。

              3)選用適當的焊接工藝。首先在焊接時要保證焊縫的成型相對良好,不會出現由于任何應力聚集或者點蝕的缺陷,比如咬邊等情況;為使焊接的殘余應力進一步降低,在焊接的順序上還要保證合理性。

              4)消除應力處理。在焊接過后進行熱處理工作,例如在焊接過后進行完全退火處理;在部分情況下,會出現難以實施熱處理的狀況,可以采用噴丸等方式進行處理。

              3奧氏體不銹鋼管的焊接工藝

              1)焊前準備。在進行焊接之前,必須要將可能導致焊縫金屬處的各種污染因素進行清除處理。在焊接的坡口處位置和焊接區域,在焊接之前要用酒精進行去水除油處理。同時,不可以使用碳鋼的鋼絲進行清理。在清渣和除銹步驟中,要采用砂輪或者是不銹鋼的鋼絲刷。

              2)焊條務必要置于干凈的庫房之中。在使用的過程中要將焊條置于焊條筒之中,不可以直接用手碰焊條藥皮。

              3)對于薄板以及約束度相對較小的焊件,焊條的選取相對重要,要選取氧化鈦型的藥皮焊條,由于此焊條本身具備電弧穩定的特性,使焊縫的成型具備一定的美觀性。

              4)選用窄焊道技術。在焊接的過程中不要擺動焊條,并且基于良好融合的狀態,盡可能的提高焊接速度。

              5)針對立焊以及仰焊的位置,要選取氧化鈣型的耀皮焊條。因其本身的熔渣凝固特別快,所以針對熔化后的焊縫金屬可以起到一定的支托作用。

              6)在進行氣體保護焊的過程中,在焊絲的選取上要選擇鉻錳含量特別高的,主要的目的就是在焊接的過程中補償合金元素的燒損。

              7)在進行焊接時,要將焊件整體均保持在一個相對較低的層間溫度,保證其不超過150攝氏度。對不銹鋼的厚板進行焊接時,為了使其冷卻效果可以加快,可以采取從焊縫的背面進行噴水的方式進行處理,但是在此過程中,要特別注意層間,對其進行徹底清理,以防止出現壓縮空氣的現象,污染到整個焊接區域。

              8)在進行手工電焊時,要根據說明書中具體規定的電流區間進一步選擇焊接的電流。

              4結束語

              總而言之,為了使奧氏體的整體焊接質量得到保證,就要對奧氏體不銹鋼管的整體焊接性能達到了如指掌的程度,在焊接的過程中做好預防措施,基于此,才會得到更加優質的不銹鋼管。

              文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|不銹鋼換熱管

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