不銹鋼焊接范文
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篇1
【關(guān)鍵詞】不銹鋼;焊接技術(shù);性能特點(diǎn)
不銹鋼是一種新型工業(yè)材料,工業(yè)當(dāng)中以組織狀態(tài)作為劃分標(biāo)準(zhǔn)將不銹鋼劃分為馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼以及沉淀硬化不銹鋼;而以成分作為劃分標(biāo)準(zhǔn)又可將不銹鋼分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼以及鉻錳氮不銹鋼等一些種類。正是由于不銹鋼具有特殊的化學(xué)元素結(jié)構(gòu),所以它據(jù)喲強(qiáng)烈的抗腐蝕性,這也是它逐漸取代了傳統(tǒng)普通鋼材的重要原因。不銹鋼焊接技術(shù)是伴隨不銹鋼在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)運(yùn)而生的。按照不同的劃分標(biāo)準(zhǔn),焊接技術(shù)也分為很多種,目前,國內(nèi)普遍使用的焊接技術(shù)是手工焊接、MIG/MAG焊接(一種自動氣體保護(hù)電弧焊接的方法,在使用MIG/MAG焊接技術(shù)時,電弧在保護(hù)氣體的屏蔽下,在電流載體金屬絲和工件之間進(jìn)行燒接,機(jī)器送入的金屬絲作為焊條,在自身電弧下進(jìn)行融化。)和TIG焊接(又稱為惰性氣體鎢極保護(hù)焊,它是厚度在0.5~4.0mm之間的不銹鋼進(jìn)行焊接時最常用的焊接技術(shù)。)不銹鋼焊接具有自身的一些特點(diǎn)、性能,而在不銹鋼的焊接過程中也會存在一些常見的問題。
一、不銹鋼焊接的性能特點(diǎn)
不同種類的不銹鋼在焊接時的性能特點(diǎn)也不同,前面以不同的標(biāo)準(zhǔn)將不銹鋼進(jìn)行了分類,下面就以奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼來研究分析不銹鋼焊接的性能特點(diǎn)。
(一)奧氏體不銹鋼。當(dāng)奧氏體不銹鋼當(dāng)中含金屬鉻量在18%左右,金屬鎳含量810%時,便會形成穩(wěn)定的奧氏體組織,這樣的組織結(jié)構(gòu)最有利于形成焊接的最佳條件。因而奧氏體不銹鋼焊接性良好。此外奧氏體不銹鋼也具有良好的地塑性和高溫性能和耐腐蝕性能。
(二)馬氏體不銹鋼。由于馬氏體不銹鋼含碳量較高的原因,因而馬氏體不銹鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性較高,但耐蝕性、塑性和可焊性較差。
(三)鐵素體不銹鋼。鐵素體不銹鋼的含鉻量在12%~30%之間。因而其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高,耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼。鐵素體不銹鋼因?yàn)楹t量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機(jī)械性能與工藝性能較差,多用于受力不大的耐酸結(jié)構(gòu)及作抗氧化鋼使用。
二、不銹鋼焊接的方法
不銹鋼常見的有手工焊接、MIG/MAG焊接和TIG焊接,下面就以手工焊接和MIG/MAG焊接做一個分析說明。
(一)手工焊接。在不銹鋼焊接技術(shù)當(dāng)中,手工焊接是使用最簡單和最普遍的焊接方法,絕大部分的材料都可以可以用手工進(jìn)行焊接。它的操作原理是通過手工來調(diào)節(jié)電弧的長度,也是通過手工來控制于電焊條和工件之間縫隙的間隔大小。手工焊接的方法十分簡單,特別是很多對于室外作業(yè),它有很強(qiáng)的適用性,即使在特殊的工作環(huán)境下也能使用。具體的焊接步驟有以下幾個方面:第一,焊接前準(zhǔn)備。在準(zhǔn)備的時候,首先要清潔被焊接元器件的灰塵和油污等不干凈物質(zhì),然后將被焊元器件周圍的元器件左右活動活動,這樣做的目的是讓電烙鐵頭可以接觸到被焊元器件的焊錫處,從而避免烙鐵頭伸向焊接處時不慎對其他的元?dú)庠斐蓳p害。第二,焊接時加熱。將沾有少許焊錫和松香的電烙鐵頭接觸被焊元器件約幾秒鐘的時間。如果需要對印刷板上面的元器件進(jìn)行拆卸,則要等到烙鐵頭加熱后,用手或者鑷子輕輕拉動元器件,試看能否將元器件順利取下。第三,焊接面清理。若所焊部位焊錫過多,可將烙鐵頭上的焊錫甩掉(這個過程要注意安全),用光烙錫頭“沾”一些些多余的焊錫出來。若焊點(diǎn)焊錫過少、看起來不圓滑時,可以用電烙鐵頭蘸些焊錫對焊點(diǎn)進(jìn)行二次焊接。第四,焊接后檢查。檢查主要是看看焊點(diǎn)是否光亮、圓潤、牢固,是否有連焊的現(xiàn)象,如果存在問題要及時解決。
(二)MIG/MAG焊接。第一,焊前準(zhǔn)備。在焊接前,要對噴嘴,導(dǎo)電嘴進(jìn)行清理。同時調(diào)整氣體流量的大小,使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),另外要打底層的表面進(jìn)行清理。另外要特別注意,由于填充、蓋面層用氣體保護(hù)焊,焊絲伸出長度的長短對焊接過程的穩(wěn)定性影響較大。焊絲伸出長度和焊絲電阻成正比關(guān)系,也即焊絲伸出長度越長,焊絲電阻值增大,焊絲過熱而成段熔化,結(jié)果焊接過程不穩(wěn)定,金屬飛濺嚴(yán)重,焊縫成形不良,不利于不熔池的保護(hù);反之,焊絲伸出長度過短,則焊接電流增大,噴嘴與工件的距離縮短,同時若焊絲伸出長度過短,還會使噴嘴過熱,造成飛濺物粘住或堵塞噴嘴,從而影響氣體流量。第二,焊接。在焊接時,焊槍的角度要跟管子軸線垂直,因?yàn)楣茏邮菆A的,所以焊槍角度要隨時變化,這樣才能保證焊縫質(zhì)量,避免焊縫產(chǎn)生氣孔、夾渣等不良現(xiàn)象。焊接時采用小月牙形擺動,兩側(cè)稍作停留穩(wěn)弧,中間速度稍快,這樣可以避免焊出的焊縫凸起、不平整;上下接頭都要越過中心線5到10mm,后半圈填充、蓋面仰焊接頭時,可以把前半圈引弧焊接位置磨一個緩坡,使后半圈接頭時不致于產(chǎn)生缺陷;填充時,要防止坡口邊緣不要被電弧擦傷。蓋面時,需要在坡口邊緣稍作停頓,以保證熔池與坡口更好地熔合,焊接過程中,焊槍的擺動幅度和頻率要相協(xié)調(diào),從而保證蓋面層焊縫表面尺寸和邊緣整齊的熔合。
三、不銹鋼焊接的常見問題
(一)焊縫不合格。焊縫不合格是因焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng),或操作技術(shù)不熟練,導(dǎo)致焊縫高低寬窄不一,焊縫成形不良,背面焊縫下凹。造成焊縫減弱過多,使焊縫強(qiáng)度不夠。
(二)未焊透或被燒穿。未焊透是主要有以下原因,一是電流過小,二是操作技術(shù)不熟練,焊接速度太快,對接間隙小,三是電弧過長或電弧未對準(zhǔn)焊縫等,如果導(dǎo)致焊絲與基體金屬未熔合在一起或焊接金屬中局部未熔合的時候,該部位應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)焊。燒穿的原因是因焊接電流過大,熔池溫度過高,焊絲加入不及時,帶鋼對接間隙過大,焊接速度過慢等,導(dǎo)致焊縫上出現(xiàn)單個或連續(xù)的穿孔。使焊縫強(qiáng)度減弱,從而被燒穿。
(三)裂紋和氣孔。裂紋的出現(xiàn)頻率很高,一般裂紋分為熱裂紋和冷裂紋兩種。由于液體金屬在凝固過程中或略低于固相線溫度下,產(chǎn)生沿晶間邊界的、斷口上就會形成具有氧化色的熱裂紋。在固態(tài)時發(fā)生相變,或有擴(kuò)散氫存在,以及冷卻時在過大的焊接收縮應(yīng)力作用下,就會生成的具有穿晶性質(zhì)的、斷口發(fā)亮、沒有氧化色的冷裂紋。如果在使用焊絲時不合乎標(biāo)準(zhǔn),焊接時高溫停留時間過長,造成氧化、過熱和晶粒度過度長大,材料本身雜質(zhì)較多,或材料本身易淬硬時均易產(chǎn)生裂紋。而在焊件、焊絲表面有油污、氧化皮、鐵銹等情況,或在潮濕環(huán)境中進(jìn)行焊接,或者氬氣純度低,或氬氣保護(hù)氣不佳以及熔池高溫氧化、飛濺等情況下都容易產(chǎn)生氣孔。
結(jié)束語
不銹鋼焊接技術(shù)對于不銹鋼的使用具有重要作用和意義。它的實(shí)際操作性要求操作人員要詳細(xì)了解不同種類的不銹鋼的特性,此外,也要熟練掌握不銹鋼焊接技術(shù)的具體方法,從而科學(xué)安全高效的完成焊接任務(wù)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]孫勃,時炎,方總濤.平臺工藝管線用TP316L不銹鋼焊接工藝研究[J].金屬加工(熱加工),2010(12).
[2]馮兆龍,楊澍.00Cr21Ni14Mo2Mn5N不銹鋼仰焊焊接接頭組織與性能研究[J].金屬加工(熱加工),2010(22).
篇2
關(guān)鍵詞:焊接工藝;不銹鋼;焊接變形
引言
隨著時代的進(jìn)步發(fā)展,在人們的生活中所用到的不銹鋼材料越來越多,而且在企業(yè)或重工業(yè)中用到的不銹鋼材料更加多。由于不銹鋼具有非常強(qiáng)的耐腐蝕性,所以被廣泛分應(yīng)用到工業(yè)發(fā)展之中,一般的機(jī)械設(shè)備多是用于不銹鋼進(jìn)行生產(chǎn)加工,而其中焊接是制造機(jī)械設(shè)備的最佳手段,然而我國畢竟是發(fā)展中國家,在焊接技術(shù)和設(shè)備商都不如國外先進(jìn)。因此,在對不銹鋼進(jìn)行焊接的時候,經(jīng)常會出現(xiàn)焊接變形的問題,而要避免這種情況,就必須加大措施,促進(jìn)焊接工藝的技術(shù)創(chuàng)新和變革,提高焊接質(zhì)量。
1 焊接工藝對不銹鋼焊接變形的影響分析
不銹鋼不僅制作成本較低,而且還具有很強(qiáng)大的耐腐蝕,因此擁有廣闊的市場,在諸多重工業(yè)中,不銹鋼被廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)過程之中,而由于我國的焊接技術(shù)還沒有達(dá)到最先進(jìn)的水平,因此,在進(jìn)行焊接不銹鋼的過程中,常常會出現(xiàn)焊接變形的問題,這對不銹鋼焊接有很大的影響,其主要原因有三點(diǎn),分別是焊接方法、焊接順序和焊接參數(shù)。
1.1 焊接方法對不銹鋼焊接變形的影響
一般而言,在重工業(yè)和人民生活中,常用到的焊接方法只有那么幾種,分別是焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊等,另外還有一些特殊的焊接方法,多數(shù)在比較大的重工企業(yè)里會用到。由于焊接工藝技術(shù)多種多樣,在對不銹鋼進(jìn)行焊接操作的時候,對不銹鋼焊接變形的影響也會不一樣。在諸多焊接工藝施工中,大部分焊接操作會使不銹鋼焊接部位出現(xiàn)高溫情況,而當(dāng)焊接部位的溫度降下來之后,就會使不銹鋼焊接部位出現(xiàn)變形,比如使用電弧焊進(jìn)行不銹鋼焊接的操作時,冷卻后的不銹鋼的焊接部位就會產(chǎn)生一個橫向的收縮過程。因此,在使用電弧焊進(jìn)行不銹鋼焊接操作時,就需要根據(jù)其中的不銹鋼材料的整體功能和需求進(jìn)行操作,以更加科學(xué)合理的方式進(jìn)行焊接操作。除此之外,在對不同的不銹鋼材料進(jìn)行焊接的時候,也需要根據(jù)其不同的制造需求,針對性的選擇焊接工藝,必須要以焊接材料作為基礎(chǔ),否則很容易就會在焊接操作過程中使不銹鋼材料焊接變形。由此可見,使用焊接工藝對不銹鋼實(shí)施焊接操作時,必須以不銹鋼材料的特點(diǎn)作為基本條件,這樣在焊接的過程中才不會使不銹鋼發(fā)生變形的現(xiàn)象[1]。
1.2 焊接順序?qū)Σ讳P鋼焊接變形的影響
在對不銹鋼進(jìn)行焊接操作的過程中,一定要注意焊接操作的順序,一旦焊接操作的順序不當(dāng),會在很大的程度上影響其焊接變形,在日常對于焊接工藝的使用之中,大量的實(shí)例已經(jīng)充分證明了焊接順序的重要性,就不銹鋼焊接變形的影響來說,造成不銹鋼焊接變形的主要因素不是焊接方法,而是焊接操作時對不銹鋼焊接的順序。隨著焊接順序的變化和前后操作的顛倒,在很大程度上會對不銹鋼構(gòu)件產(chǎn)生影響,改變其實(shí)際應(yīng)力和分布的狀態(tài),從而產(chǎn)生焊接變形現(xiàn)象,一旦焊接順序缺乏科學(xué)合理的依據(jù),那么針對不銹鋼焊接時,也會使得不銹鋼焊接變形大大提高。因此,在進(jìn)行不銹鋼焊接的具體操作過程中,必須要對其功能和需求有著充分的了解,對其中極易產(chǎn)生較大焊接變形的部位進(jìn)行優(yōu)先焊接操作,對于不銹鋼構(gòu)件出現(xiàn)的焊接縫隙,應(yīng)該及時進(jìn)行焊接操作。若是發(fā)現(xiàn)不銹鋼構(gòu)件待焊接的部位出現(xiàn)大面積或者長縫隙的地方,必須要放在首要順序部分,采用分段焊接的操作流程展開焊接操作,如此確定了應(yīng)對不銹鋼構(gòu)件的焊接順序,才能有效的控制焊接變形。然而大部分不銹鋼構(gòu)件的焊接操作并非一起進(jìn)行的,尤其是對于一些超大型的不銹鋼構(gòu)件,在進(jìn)行焊接操作的時候,會有相當(dāng)大的困難,一般的焊接順序很難適應(yīng)于這種超大型不銹鋼的焊接工作,這個時候就需要先考慮焊接變形情況,將可能會出現(xiàn)的焊接變形提前考慮到,之后才能夠確定焊接操作順序[2]。
1.3 焊接參數(shù)對不銹鋼焊接變形的影響
焊接參數(shù)指的是焊接電流和電弧電壓等方面的數(shù)值,這些對不銹鋼都會產(chǎn)生焊接變形,簡單來說,在進(jìn)行對不銹鋼焊接操作的時候,焊接方式和焊接順序都是可以隨時改變的,而焊接參數(shù)也是可以隨時進(jìn)行調(diào)節(jié)的,基于此點(diǎn)可知焊接實(shí)際電流對焊接溫度會產(chǎn)生影響,2500-1300℃時為極區(qū)溫度,中間弧柱溫度可達(dá)5000℃,而在焊縫中心也會產(chǎn)生2500℃的高溫。但是在具體操作過程中,焊接參數(shù)是有一個標(biāo)準(zhǔn)值的,這個焊接參數(shù)主要目的就是為了保證焊接過程中不會對不銹鋼造成焊接變形,焊接電流過大,為使焊件受熱均衡,因此要嚴(yán)格控制焊接電流,焊接電流過小會影響焊接質(zhì)量,一旦對這個參數(shù)的數(shù)值控制不當(dāng),在焊接不銹鋼時,將會很容易產(chǎn)生變形現(xiàn)象。
2 預(yù)防不銹鋼焊接變形的焊接工藝優(yōu)化措施
2.1 焊接前的控制
根據(jù)不同的不銹鋼構(gòu)件的功能和需求,在進(jìn)行針對性焊接操作過程中,需要分析不銹鋼構(gòu)件的具體功能需求,選擇最有利的施工方式,再考慮焊接過程中可能會出現(xiàn)的一些焊接變形問題,從而制定一個有效的焊接順序,并能夠隨時對這個焊接順序做好應(yīng)變程序,這就是在實(shí)際進(jìn)行不銹鋼焊接之前的工作。除此之外,在針對不銹鋼焊接變形方面,還需要一些具體措施,可以根據(jù)不同的不銹鋼構(gòu)件,對其進(jìn)行固定裝法,嚴(yán)格控制住可能會出現(xiàn)變形的地方,如此,在焊接不銹鋼之前,就已經(jīng)做好了焊接方法、順序、參數(shù)以及控制措施,這樣在實(shí)際進(jìn)行不銹鋼焊接的時候,就能有效降低焊接變形現(xiàn)象的發(fā)生。
2.2 焊接過程的控制
對不銹鋼進(jìn)行焊接操作,在這一過程中是唯一能夠使不銹鋼焊接變形的主要因素,在保證焊接前的控制因素之后,進(jìn)行實(shí)際焊接操作的過程中,能夠有效降低焊接變形的發(fā)生。但是在實(shí)際焊接過程中,還需要進(jìn)行嚴(yán)格控制,可把跟蹤激冷、隨焊兩側(cè)加熱碾壓等方式進(jìn)行焊接過程,如此可有效控制不銹鋼焊接變形,發(fā)現(xiàn)與實(shí)際不符合的情況,必須要及時補(bǔ)救,確保焊接操作能有序進(jìn)行。除此之外,對于工作人員也要嚴(yán)格注意,建立好監(jiān)督機(jī)制,避免工作人員不按要求進(jìn)行,如此,才能夠有效避免焊接過程中對不銹鋼焊接不會影響其產(chǎn)生變形現(xiàn)象[3]。
2.3 焊接后的矯正
針對不銹鋼焊接操作完工之后,若是發(fā)現(xiàn)焊接部位發(fā)生嚴(yán)重的焊接變形現(xiàn)象,必須要進(jìn)行矯正工作,對于某些因局部高溫變形的區(qū)域,可以使用壓縮性變形的變化來抵消其變形的現(xiàn)象,具體矯正的方法一般是使用高溫加熱,這也是最簡便的方法,能夠有效的矯正不銹鋼變形部位。
3 結(jié)束語
焊接工藝對不銹鋼焊接變形的影響,是焊接工藝中普遍存在的現(xiàn)象,是現(xiàn)代焊接工藝不可避免的技術(shù)性問題,因此在進(jìn)行不銹鋼焊接時,必須采取優(yōu)化焊接工藝,只有在焊接過程中注意掌控焊接方法、焊接順序和焊接參數(shù),在進(jìn)行對不銹鋼實(shí)際焊接過程中,能夠有效的控制住焊接變形。
參考文獻(xiàn)
[1]王步美,陳挺,徐濤,等.焊接工藝對奧氏體不銹鋼焊接接頭應(yīng)變強(qiáng)化性能的影響[J].機(jī)械工程材料,2013(2).
篇3
關(guān)鍵詞:管道支架、管道及其配件、焊接、酸洗、壓力試驗(yàn)、沖洗及吹掃
1 工程概況
廣西金桂漿紙業(yè)有限公司一期工程包括火力發(fā)電廠、備木車間、1#化機(jī)漿車間、2?;瘷C(jī)漿車間、半干漿車間、造紙車間、物料車間、污水處理廠、機(jī)修車間、儀修車間等多個車間及配套輔助項(xiàng)目。1?;瘷C(jī)漿車間、2?;瘷C(jī)漿車間生產(chǎn)出來的漿液輸送至各車間中濃儲漿塔后,各由兩臺漿泵輸送至900噸半干漿車間進(jìn)行干燥處理。
900噸半干漿車間的管道系統(tǒng)包括漿系統(tǒng)、濾液系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、排空透氣系統(tǒng)、清水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的約3500米管道及其附件。各系統(tǒng)均采用304(OCr18Ni9)不銹鋼焊接鋼管,氬弧焊焊接。本文主要介紹304不銹鋼管道的安裝施工過程。
2 管道支吊架制作安裝
2.1支架間距
鋼管水平安裝的支、吊架間距不得大于表1的規(guī)定
表1 鋼管水平安裝的支、吊架最大間距
2.2管道安裝時,須及時固定和調(diào)整支吊架。支吊架位置須準(zhǔn)確,安裝平整牢固,與管子接觸緊密。支吊架不得有漏焊、欠焊和焊接裂紋等缺陷。
2.3大口徑管道上的閥門,須設(shè)置專用支架,不得以管道承重;管道的重量不得由設(shè)備承受,所有設(shè)備的進(jìn)口管道均采用支架固定方式。
2.4為防止不銹鋼管與管夾間的直接接觸發(fā)生電好學(xué)腐蝕,不銹鋼管道與支吊架間須墊氯離子含量不大于50×10-6(50ppm)的非金屬墊片,如圖1所示。(在整個安裝、調(diào)試、使用過程中均應(yīng)避免不銹鋼與碳鋼直接接觸,不得使用鐵錘敲擊)
3 管道及其配件安裝
3.1管道預(yù)制
3.1.1管道預(yù)制按單線圖(ISO圖)規(guī)定的數(shù)量、規(guī)格、材質(zhì)選配管道組成件、并按單線圖標(biāo)明管道系統(tǒng)號和按預(yù)制順序標(biāo)明各組成件的順序號。
3.1.2 自由管段(在管道預(yù)制加工前,按照單線圖選擇確定的可以先行加工的管段)和封閉管段(在管道預(yù)制加工前,按照單線圖選擇確定的、經(jīng)實(shí)測安裝尺寸后再行加工的管段)的選擇應(yīng)合理,封閉管段應(yīng)按現(xiàn)場實(shí)測后的安裝長度加工。
自由管段和封閉管段的加工尺寸允許偏差應(yīng)符合表2的規(guī)定。
表2 自由管段和封閉管段加工尺寸允許偏差(mm)
3.1.3管子切口表面平整,無裂紋、重皮、毛刺、凸凹、縮口、熔渣、氧化物、鐵屑等。切口端面傾斜偏差不大于管子外徑的1%,且不超過3mm。
3.2管道安裝
3.2.1為保證焊接質(zhì)量,管道焊接須由技術(shù)過硬的持證焊工進(jìn)行。采用氬弧焊焊接,焊絲H00Cr21Ni10;氬弧焊焊接的風(fēng)速不得超過2m/s,否則需采取防風(fēng)措施;焊接電弧1m范圍內(nèi)的相對濕度不得大90%;氬氣純度不得低于99.96%。
3.2.2直管段上兩對接焊口中心面間的距離,當(dāng)公稱直徑大于或等于150mm時,不應(yīng)小于150mm;當(dāng)公稱直徑小于l50mm時,不應(yīng)小于管子外徑。
3.2.3焊縫距離彎管起彎點(diǎn)不得小于100mm,且不得小于管子外徑。
3.2.4環(huán)焊縫距支、吊架凈距不應(yīng)小于50mm;需熱處理的焊縫距支、吊架不得小于焊縫寬度的5倍,且不得小于100mm。
3.2.5坡口加工采用坡口機(jī)、手握砂輪機(jī)等方式進(jìn)行,管壁厚度≤3mm的開“I”形坡口(不開坡口),管壁厚度大于 3~12mm 的開單面 60°~70°“V”形坡口,鈍邊厚度 1~1.5mm,加工后的坡口斜面及鈍邊端面的不平度不大于 0.5mm。
3.2.6管道連接時,不得用強(qiáng)力對口、加熱管子或多層墊片等方法來消除接口端面的空隙、偏差、錯口或不同心等缺陷。
3.2.7連接的管子應(yīng)平直(應(yīng)檢查組對的平直度,允許偏差 1mm/m,但全長允許偏差最大不宜超過 10mm),標(biāo)高、坐標(biāo)、坡度、坡向應(yīng)符合設(shè)計要求。其標(biāo)高、坡度、坡向可用支座下金屬墊板或吊架升降桿來調(diào)整。漿管的順流向坡降為:1~3%。
3.2.8穿墻及過樓板的管道,應(yīng)加套管,管道焊縫不宜置于套管內(nèi)。穿墻套管長度不得小于墻厚。穿樓板套管應(yīng)高出樓面50mm。管道與套管之間的空隙應(yīng)采用不燃材料填塞。
3.2.9管道吊裝應(yīng)由起重工統(tǒng)一指揮,繩扣要捆扎牢固,嚴(yán)禁超負(fù)荷吊裝。不得用鋼絲繩直接捆扎(須用尼龍吊帶),避免把管表面劃痕,不得與碳鋼管混吊。
3.2.10管道焊接完畢,用不銹鋼酸洗鈍化膏對焊口氧化物進(jìn)行清洗,并用清水完全清除焊口處。對管道局部生銹,也可同理處理。
3.3法蘭安裝
3.3.1本工程的法蘭有突面板式平焊法蘭和對焊法蘭。安裝前主要檢查密封面有無影響密封的缺陷存在,測量法蘭接口是否與管子的口徑(壁厚)相符合。
3.3.2安裝時,平焊法蘭套入管端為法蘭厚度的 2/3,對焊法蘭與管子組對后內(nèi)壁平齊。法蘭面與管中心線須垂直。
3.3.3安裝后的法蘭,接口嚴(yán)密,緊固螺栓能在自由狀態(tài)下全部垂直通過螺栓孔,螺栓緊固力矩一致,力度適宜。緊固螺栓時應(yīng)對稱反復(fù)進(jìn)行,初次緊固力矩不宜過大(按螺栓最終緊固力矩的30%),緊固完第一次后,增加緊固力矩重復(fù)緊固,每次緊固的力矩逐步增加,直至達(dá)到緊固力矩要求。
3.3.4使用的非金屬墊片,其氯離子含量不得超過 50PPm。
3.4閥門安裝
3.4.1安裝閥門前應(yīng)核對閥門的材質(zhì)、規(guī)格、類型及壓力等級是否符合設(shè)計要求,并應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)合格。 如漿系統(tǒng)的閥門應(yīng)從每批中抽查10%,且不少于一個,進(jìn)行殼體壓力試驗(yàn)和密封試驗(yàn)。當(dāng)不合格時,應(yīng)加倍抽查,仍不合格時,這批閥門不得使用。
3.4.2法蘭或螺紋閥門,應(yīng)在關(guān)閉狀態(tài)下安裝,焊接閥門應(yīng)在開啟狀態(tài)下安裝。
3.4.3對有方向性的閥門,應(yīng)按照閥門的流體流向要求安裝,切勿倒裝。
3.4.4閥門安裝應(yīng)緊固、嚴(yán)密,與管道中心線應(yīng)垂直,操作機(jī)構(gòu)應(yīng)靈活、準(zhǔn)確。
3.4.5閥門安裝標(biāo)高除圖中注明者外,垂直管道上閥門的安裝高度離地面或樓板的距離一般不超過1.2米,手動閥門安裝應(yīng)盡量考慮操作的方便。
3.4.5不銹鋼螺栓安裝前,螺栓、螺母應(yīng)涂以二硫化鉬油脂,以免損傷螺栓和利于今后拆卸。
3.5電磁流量管的安裝
3.5.1電磁流量管內(nèi)壁構(gòu)造精細(xì),不能有損傷,因此在管道沖洗前,先安裝替代法蘭短管,待沖洗、吹掃完畢后再更換電磁流量管。
3.5.2電磁流量管的安裝位置要求:為保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,電磁流量管距介質(zhì)流入端(對電磁流量管而言)的最近管件距離須大于10倍管道直徑,距另一端的最近管件距離須大于5倍管道直徑。
3.6連接設(shè)備的管道安裝
3.6.1連接設(shè)備的管道,其固定焊口應(yīng)盡量遠(yuǎn)離設(shè)備。
3.6.2 管道與設(shè)備連接前,應(yīng)在自由狀態(tài)下,檢驗(yàn)法蘭的平行度和同軸度,允許偏差應(yīng)符合表3的規(guī)定。
3.6.3管道系統(tǒng)與設(shè)備最終連接時,應(yīng)在聯(lián)軸節(jié)上架設(shè)百分表測量設(shè)備位移。當(dāng)轉(zhuǎn)速大于6000r/min時,其位移值應(yīng)小于0.02mm;當(dāng)轉(zhuǎn)速小于或等于6000r/min時.其移值應(yīng)小于0.05mm。
3.6.4 管道安裝合格后,不得承受設(shè)計以外的附加載荷。
3.6.5 管道經(jīng)試壓、吹掃合格后,對該管道與設(shè)備的接口進(jìn)行復(fù)位檢驗(yàn),其偏差值應(yīng)符合表3的規(guī)定。
3.7 其它儀表的安裝
管道試壓、沖洗前,對須在管道上開孔安裝的溫度計、壓力表等,必須全部安裝完成。
4 管道壓力試驗(yàn)
4.1管道系統(tǒng)壓力試驗(yàn)及吹掃要求
管道系統(tǒng)壓力試驗(yàn)及吹掃應(yīng)按系統(tǒng)進(jìn)行,或視管道布置的情況分段進(jìn)行。試驗(yàn)、吹掃前應(yīng)將系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備隔離或盲堵,防止雜物進(jìn)入設(shè)備內(nèi)。 管道系統(tǒng)試驗(yàn)采用水壓試驗(yàn),清水清洗,不銹鋼管道試驗(yàn)或清洗用的水中氯離子含量不得超過25×10-6(25ppm)。
4.2水壓試驗(yàn)
緩慢升壓至1.5倍設(shè)計壓力(見表4)后,穩(wěn)壓十分鐘,將壓力降至設(shè)計壓力,穩(wěn)壓三十分鐘,以壓力不降,無滲漏為合格。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)滲漏時,不得帶壓處理。消除缺陷后,須重新進(jìn)行壓力試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后,須及時拆除盲板、膨脹節(jié)等限位設(shè)施,排盡積液。排液時須防止形成負(fù)壓,并不得隨地排放。
5 管道沖洗及吹掃
5.1沖洗管道應(yīng)使用潔凈水,沖洗的順序應(yīng)按主管、支管、疏排管依次進(jìn)行,吹洗出的贓物不得進(jìn)入已合格的管道。
5.2沖洗時,宜采用最大流量,流速不得低于1.5m/s。
5.3排放水應(yīng)引入可靠的排水井或溝中,排放管的截面積不得小于被沖洗管的截面積的60%,排水時不得形成負(fù)壓。
5.4水沖洗應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,以排出口的水色和透明度與入口目測一致為合格。
5.5當(dāng)管道經(jīng)水沖洗合格后暫不運(yùn)行時,應(yīng)將水排凈,并應(yīng)及時吹干。
6 成品保護(hù)
6.1不銹鋼管道安裝后不得腳踏攀蹬,更不能借搭腳手架和吊掛起重用具。
6.2管道安裝前須清除里面的雜物,安裝完畢須及時封堵,避免雜物進(jìn)入管道內(nèi)。
6.3不得在鄰近作業(yè)時將碳鋼物件停放在不銹鋼管道上。
篇4
關(guān)鍵詞:不銹鋼復(fù)合板;坡口;焊接;技術(shù)工藝
中圖分類號: TG4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
0 前言
在石油、化工及電力建設(shè)行業(yè)中,復(fù)合鋼板越來越多地應(yīng)用在耐磨、抗腐蝕較高的設(shè)備上。使用復(fù)合鋼板可節(jié)省大量的不銹鋼或非鐵等貴金屬材料,可以降低工程成本,具有很大的經(jīng)濟(jì)價值。復(fù)合層一般只有復(fù)合板總厚度的10%~20%,可節(jié)約成本80%以上。
本公司承接了某電廠2×360MW工程雙曲線原煤斗的制作及安裝任務(wù)。該工程共有8座不銹鋼復(fù)合板雙曲線原煤斗,總質(zhì)量為320噸;雙曲線原煤斗斗壁鋼材采用Q345B+1Cr13/10+2不銹鋼復(fù)合板,其余附件為Q235B鋼材。
1 不銹鋼復(fù)合板焊性能分析
不銹鋼復(fù)合板是由碳素鋼或合金鋼為基層,不銹鋼為復(fù)層,以軋制等方法制成的雙金屬復(fù)合板。不銹鋼復(fù)合板的基層主要滿足焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的強(qiáng)度和剛度要求,而復(fù)層則滿足耐腐蝕性、耐磨性等特殊性能的要求。由于基層與復(fù)層在化學(xué)成分、金相組織、物理性能等方面差別很大,這些差異大大增加了焊接難度,其中不銹鋼的線膨脹系數(shù)比碳鋼大50%左右,但不銹鋼的導(dǎo)熱率僅為碳鋼的1/2,因此,焊接時應(yīng)對基層和復(fù)層分別進(jìn)行焊接。碳鋼的焊接性非常優(yōu)良,只是在焊接熱輸入過大時,才會在熱影響區(qū)出現(xiàn)晶粒粗大,降低沖擊韌性;不銹鋼的焊接也較為容易,但由于線膨脹系數(shù)大而熱導(dǎo)率小,使其焊接接頭內(nèi)存在較大的焊接殘余應(yīng)力。而最為關(guān)鍵的是過渡層的焊接,其屬于異種鋼的焊接,焊接時要兼顧基層和復(fù)層兩種鋼材的性能。不銹鋼復(fù)合板在焊接過程中可能存在以下幾個方面的問題:
(1)由于Cr元素在焊接過程中部分被燒損,使焊縫中的Cr含量降低,影響復(fù)層的耐蝕性。
(2)由于基層焊縫對復(fù)層焊縫的稀釋作用,將降低復(fù)層焊縫中的鉻含量,增加復(fù)層焊縫的含碳量,易導(dǎo)致復(fù)層焊縫中產(chǎn)生馬氏體組織,從而降低焊接接頭的塑性和韌性,并影響復(fù)層焊縫的耐蝕性。
(3)基層焊接時可能熔化不銹鋼復(fù)合層,使得合金元素?fù)饺攵鴮?dǎo)致碳鋼基層焊縫金屬嚴(yán)重硬化和脆化,其過渡層硬化帶的厚度可達(dá)2.5mm,該硬化帶對冷裂紋極為敏感,容易產(chǎn)生裂紋。
2 焊接工藝措施
由于存在上述問題,一般在焊接不銹鋼復(fù)合板時在基層和復(fù)層間加一道過渡層。即對于不銹鋼復(fù)合板的焊接分三部分考慮:基層的焊接,過渡層的焊接及復(fù)層的焊接。
2.1坡口形式確定
根據(jù)圖紙及工藝要求,該工程雙曲線原煤斗縱縫、拼接縫的坡口采用V形的坡口形式,如圖a所示;環(huán)縫的坡口采用UV形的坡口形式,如圖b所示。
采用這兩種坡口形式的優(yōu)點(diǎn)為:
(1)縱縫、拼接縫采用V形的坡口,可以提高焊接功效,保證焊接質(zhì)量?;鶎雍缚p焊完后,在焊復(fù)層時,首先利用角向磨光機(jī)對復(fù)層焊道進(jìn)行淸根、打磨處理,然后再進(jìn)行焊接。從而減少對復(fù)層的焊接熱影響,降低過渡層硬化帶的厚度,防止焊接裂紋的產(chǎn)生;而環(huán)縫采用UV形的坡口,有利于每節(jié)筒體的組對及拼裝,降低不銹鋼復(fù)合板的錯邊量,同時減少過渡層與復(fù)層的填充金屬量,以提高焊接功效,也減少復(fù)層焊縫的多次受熱,避免熔合線附近產(chǎn)生晶間腐蝕。
(2)焊接過渡層時熔合比小,可降低焊縫金屬的稀釋率,以保證過渡層焊縫的性能。
(3)能避免基層焊縫金屬焊到復(fù)層上,以保證復(fù)層的耐蝕性。
2.2焊接材料的選擇
焊接材料選擇時應(yīng)根據(jù)母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能和焊接接頭的抗裂性、碳含量、焊前預(yù)熱、焊后熱處理以及使用條件等綜合考慮。為了保證焊縫質(zhì)量,焊接時應(yīng)嚴(yán)格控制焊縫中有害雜質(zhì)元素S、P的含量和焊縫金屬的碳含量,限制焊接熱輸入及高溫停留時間。雙曲線原煤斗不銹鋼復(fù)合板的焊接材料選用情況見表1。
表1不銹鋼復(fù)合板的焊接材料選用
2.3 焊接技術(shù)要求
2.3.1焊接參數(shù)
雙曲線原煤斗不銹鋼復(fù)合板的焊接參數(shù)具體見表2。焊接基層時的消氫溫度控制在300~350℃/2h為宜。
表2不銹鋼復(fù)合板的焊接參數(shù)
2.3.2焊接工藝要求
不銹鋼復(fù)合板焊接時,大部分都采用手工電弧焊。對于直徑大、厚度大的不銹鋼復(fù)合板產(chǎn)品,基層也可以采用埋弧焊等機(jī)械化焊接。基層采用機(jī)械化焊接的優(yōu)越性是多方面的:主要表現(xiàn)生產(chǎn)效率高、焊縫質(zhì)量優(yōu)、表面成形美觀等。而過渡層和復(fù)層的焊接,最常用的方法是手工電弧焊。
(1)基層的焊接
基層一般采用普通碳鋼或低合金鋼,屬于同種材料焊接,焊接性能較好,焊接工藝比較成熟,焊接質(zhì)量可靠,在此不再多述。
(2)過渡層的焊接
過渡層的焊接屬于異種材料的焊接,它是保證不銹鋼復(fù)合板焊接質(zhì)量的關(guān)鍵,也是不銹鋼復(fù)合板焊接難度較大的區(qū)域。焊接工作者作了大量的研究,認(rèn)為主要應(yīng)從以下幾個方面來解決。
①選擇鉻鎳含量高的雙相鉻鎳不銹鋼焊條,這樣即使過渡層受到基層稀釋,也可以避免在熔敷金屬中產(chǎn)生馬氏體組織。
②為減少基層對過渡層的稀釋,應(yīng)盡量采用較小的焊接電流,較大的焊接速度。
③在過渡層焊接前及焊接中,應(yīng)用角磨機(jī)將焊縫周圍藥皮清理干凈,露出金屬光澤,這樣可以有效地防止氫熔入焊縫,從而防止冷裂紋的產(chǎn)生。
④焊接前將焊條在烘干箱內(nèi)350℃條件下烘干2小時,然后保溫。焊接時應(yīng)使用保溫桶裝焊條,隨用隨取。
⑤過渡層焊接應(yīng)選用多人分段對稱焊接,從而減少應(yīng)力的產(chǎn)生。
⑥采用短弧操作,焊條在坡口兩側(cè)稍作停留,以保證焊縫與母材金屬充分熔合。
⑦進(jìn)行多層多道焊接時,層間溫度嚴(yán)格控制在350℃左右直至焊接結(jié)束。嚴(yán)格控制層間溫度的目的是為了防止裂紋的產(chǎn)生。
⑧收弧時應(yīng)讓熔化的鐵水填滿弧坑,否則易出現(xiàn)裂紋。
為了保證不銹鋼復(fù)合板的焊接性能,對于過渡層覆蓋范圍以及過渡層的厚度是有一定要求的。過渡層應(yīng)盡可能地覆蓋基層碳鋼部分,從而避免復(fù)層與基層的相互溶解和稀釋。過渡層的厚度為1.5-2.5mm,在復(fù)層側(cè)的厚度應(yīng)大于1.2mm。
(3)復(fù)層的焊接
復(fù)層焊接可以認(rèn)為是在過渡層上堆焊,過渡層的成分及組織性能一般與復(fù)層較接近,因此復(fù)層焊接基本上可以認(rèn)為是同種材料焊接。由于復(fù)層材料是不銹鋼,因此焊接的主要問題是焊接接頭易于出現(xiàn)焊縫晶間腐蝕、熱影響區(qū)的晶間腐蝕、焊接接頭的應(yīng)力腐蝕和裂紋等。
產(chǎn)生以上晶間腐蝕的主要原因是在晶界上析出鉻的碳化物,形成貧鉻的晶粒邊界;影響應(yīng)力腐蝕的因素,有焊接區(qū)的殘余拉應(yīng)力、焊縫鑄造組織以及接頭區(qū)的碳化物析出;熱裂紋的形成主要原因是導(dǎo)熱系數(shù)小,線膨脹系數(shù)小,焊縫柱狀晶間存在低熔點(diǎn)夾層膜等。
對復(fù)層不銹鋼焊接過程中存在的上述問題一般采用以下幾種解決措施:
①合理選擇焊接材料,盡量使焊縫組織為雙相組織。
②采用小電流,較大的焊接速度,小線能量施焊。
③采用反極性,多層多道焊。
④嚴(yán)格控制層間溫度,層間溫度應(yīng)小于60度。
⑤復(fù)層焊縫應(yīng)在最后焊接,以免其抗晶間腐蝕的性能受重復(fù)加熱的影響。
⑥允許在前后焊道施工間隙時冷卻接頭。
(4)焊接檢驗(yàn)
在基層焊接完畢之后、過渡層與復(fù)層焊接之前,對基層一般應(yīng)進(jìn)行無損探傷檢查。發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷,立即進(jìn)行返修。返修完畢再次經(jīng)超聲波或射線探傷檢查合格后,將復(fù)層側(cè)的基層焊縫表面打磨平整、光滑,方可進(jìn)行過渡層和復(fù)層焊接。
2.3.2焊縫的返修要求
(1)表面缺陷的返修
缺陷經(jīng)修磨清除后,修磨處理的厚度不應(yīng)小于設(shè)計厚度,磨除厚度應(yīng)小于斗壁名義厚度的2%且不大于1mm,超出時應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊。缺陷清除后,應(yīng)進(jìn)行外觀檢查,要求外表面光滑平整,曲線過渡順暢,返修處表面需作無損檢測。
(2)內(nèi)部缺陷的返修
在焊縫缺陷返修前應(yīng)對返修周圍進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度為100~150℃,并應(yīng)用超聲波檢測儀測定缺陷范圍、深度,根據(jù)缺陷深度,確定在那一側(cè)返修。清除缺陷時,應(yīng)使用砂輪磨光機(jī)清除裂紋(不宜用碳弧氣刨,以減少坡口邊緣的淬硬傾向),同時采用著色探傷檢查,以確保裂紋全部清除。然后立即進(jìn)行補(bǔ)焊,補(bǔ)焊時應(yīng)采用多層多道焊,不需要擺動焊。焊后立即對基層進(jìn)行300~350℃的消氫處理1~2h,保溫緩冷。對過渡層的返修應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱100~150℃,然后按照焊接工藝要求進(jìn)行過渡層和復(fù)層的焊接。
3 防止復(fù)層損傷的措施
(1)為了防止復(fù)合層的損失,在不銹鋼復(fù)合板出廠前應(yīng)對復(fù)層用粘膠布進(jìn)行保護(hù);卷板時,對卷板機(jī)滾筒用麻繩或包不銹鋼皮進(jìn)行保護(hù)。
(2)起吊時用專用工裝卡具進(jìn)行起吊。
(3)焊工在筒體內(nèi)進(jìn)行焊接時,必須穿布鞋或膠底鞋,嚴(yán)禁用電焊榔頭在復(fù)層表面進(jìn)行敲擊。
4 結(jié)論
不銹鋼復(fù)合板的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景,其焊接技術(shù)的難點(diǎn)是過渡層的焊接,而控制熔合比,特別是基層材料的熔合比是過渡層焊接的關(guān)鍵;雙相組織具有優(yōu)良的抗腐蝕性能和抗裂紋性能,在不銹鋼焊接過程中采取的大多數(shù)措施都是圍繞減小熔合比,以及使焊縫獲得雙相組織而制定的。只要合理的選擇焊接材料,制定合理的焊接工藝規(guī)范,各種不銹鋼復(fù)合板焊接結(jié)構(gòu)中遇到的焊接問題是不難解決的。在本工程雙曲線原煤斗不銹鋼復(fù)合板的焊接過程中嚴(yán)格按照以上焊接工藝技術(shù),保證了工程焊接質(zhì)量,取得了良好的焊接效果。
參考文獻(xiàn):
[1] 嚴(yán)華,顧芝敏14Cr1MoR與321復(fù)合鋼板的焊接技術(shù)[J]焊接技術(shù) 2011,9:53-55
篇5
焊接是不銹鋼管道施工中的必要環(huán)節(jié),焊接工藝質(zhì)量與管道整體質(zhì)量、使用壽命、安全性等息息相關(guān)。文章結(jié)合不銹鋼管道焊接過程中影響質(zhì)量問題展開分析,結(jié)合2000米Φ10×2的06cr19ni10不繡鋼管焊接,施工要求100%一級片,100%通球項(xiàng)目為例展開焊接過程的焊接質(zhì)量控制分析,并就其成因及應(yīng)對策略展開研究,為后續(xù)不銹鋼管道焊接質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:
不銹鋼;管道;焊接;質(zhì)量
不銹鋼是一種鐵合金,其性能穩(wěn)定,耐腐蝕,表面光亮美觀,強(qiáng)度高,可滿足多種需求,當(dāng)前已經(jīng)被運(yùn)用到多個行業(yè)中。管道運(yùn)輸過程中會受到較為惡劣環(huán)境影響,且會受到多種物理應(yīng)力作用,因此要求管道具有較強(qiáng)耐腐蝕性和強(qiáng)度,基于此可選用不銹鋼管道作為施工材料。不銹鋼材在焊接中較為復(fù)雜,焊接難度大,質(zhì)量控制存在一定困難,基于此需要對焊接過程中存在的質(zhì)量問題展開研究,針對性消除焊接質(zhì)量隱患。
1不銹鋼管道焊接過程中質(zhì)量控制的主要內(nèi)容
1.1技術(shù)控制
不銹鋼管道焊接技術(shù)控制執(zhí)行方主要是管理層,即對施工中存在的各種技術(shù)問題及時發(fā)現(xiàn)、及時更改、及時消除,保證焊接技術(shù)規(guī)范性和技術(shù)操作標(biāo)準(zhǔn)性。技術(shù)控制主要內(nèi)容有焊接過程中是否按照設(shè)計圖紙進(jìn)行施工,施工過程中是否按照標(biāo)準(zhǔn)工藝流程及標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范展開作業(yè),檢驗(yàn)過程中是否按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)核對施工部位,施工后是否對施工處進(jìn)行維護(hù)等。不銹鋼焊接過程技術(shù)控制不僅是保證不銹鋼焊接質(zhì)量的前提,也是對焊接過程進(jìn)行資源優(yōu)化的根本保障。
1.2焊接過程質(zhì)量控制
焊接過程質(zhì)量控制主要有焊接前質(zhì)量控制、焊接過程質(zhì)量控制、焊接完成后質(zhì)量控制幾個方面。焊接前質(zhì)量控制主要指在焊接前對設(shè)計方案及工藝流程進(jìn)行分析,研究是否存在影響質(zhì)量問題的因素;焊接過程質(zhì)量控制即在焊接過程中對整個作業(yè)過程進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測;焊接完成后質(zhì)量控制主要指施工完成后對施工產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量品定及抽樣檢驗(yàn)。
2不銹鋼管道焊接過程存在的質(zhì)量問題
2.1焊接人員資格檢驗(yàn)不嚴(yán)密
焊接人員需要對焊接過程原理及影響質(zhì)量的因素有所了解,且需要焊接人員具有較強(qiáng)專業(yè)水平。若焊接人員技術(shù)水平不過關(guān)則會導(dǎo)致焊接部位易出現(xiàn)夾渣、氣孔、未熔合等不良情況,甚至出現(xiàn)接頭性能問題,因此在進(jìn)行管道焊接過程中尤其是壓力管道、鍋爐等要求較為嚴(yán)格的管道焊接過程中需要由專業(yè)認(rèn)證人員,進(jìn)行施工。
2.2焊接標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng)問題
不銹鋼管道焊接過程中存在不按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行焊接標(biāo)準(zhǔn)情況,且工作環(huán)境不符合實(shí)際施工需求,標(biāo)準(zhǔn)制定也存在一定問題,這些問題會導(dǎo)致不銹鋼管道焊接過程出現(xiàn)較為嚴(yán)重的質(zhì)量問題。
2.3焊接電流控制不力問題
不銹鋼焊接過程中,焊接人員由于意識欠缺等導(dǎo)致其認(rèn)為在焊接過程中可通過提高焊接電流從而節(jié)省工作時間,提升工作效率,由此導(dǎo)致施工人員在施工中并未按照工藝標(biāo)準(zhǔn)展開焊接工作,在工作中擅自加大焊機(jī)的使用電流。
2.4焊后焊縫外觀檢查存在的問題
不銹鋼管道焊接施工完成后需對其進(jìn)行外觀檢查,當(dāng)前一些焊接人員覺得焊縫從外形上看其寬度和高度越大越好,則其焊接質(zhì)量越好。該種想法具有一定片面性,當(dāng)焊縫寬度、高度等過大時均會出現(xiàn)焊接缺陷,該類缺陷會導(dǎo)致焊接處疲勞強(qiáng)度降低,且會導(dǎo)致應(yīng)力集中于局部地區(qū),易對結(jié)構(gòu)造成損傷。其次焊縫寬度過大會浪費(fèi)焊接材料,延長施工周期,降低焊接效率。
3不銹鋼管道焊接質(zhì)量控制策略
3.1檢驗(yàn)焊接人員資格
首先需檢驗(yàn)焊接人員資格證有效期。一般而言從焊接人員通過考試后算起其有效期不可超出3年。其次若焊接人員中斷焊接工作超過半年以上則需要求其重新進(jìn)行資格考試,只有確認(rèn)其資格證仍舊處于有效期內(nèi)方可擔(dān)當(dāng)焊接工作。其次焊接人員考試項(xiàng)目需與其焊接項(xiàng)目一致。焊接人員具備的焊接能力會在資格證中做出標(biāo)示,因此在工作前需檢驗(yàn)其考試項(xiàng)目與焊接產(chǎn)品一致性。焊接人員資格證中焊接項(xiàng)目代號由焊接方法、焊接材料、母材鋼號、證件類別幾個部分組成,確定以上幾個部分滿足工作需求后還需保證其證件在有效期內(nèi)。例如在進(jìn)行2000米Φ10x2不銹鋼管道焊接過程中,首先需檢驗(yàn)施工人員是否具備政府及相關(guān)部門頒布的焊接合格證件,并由業(yè)主及監(jiān)理人員進(jìn)行復(fù)核,現(xiàn)場讓焊工操作相關(guān)焊接作業(yè),證明其能力可勝任奧氏體不銹鋼管道焊接工作,確保其焊接技術(shù)符合焊接要求,證件在有效期內(nèi)。
3.2貫徹執(zhí)行焊接標(biāo)準(zhǔn)
不銹鋼管道焊接過程中應(yīng)該建立完善的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)規(guī)范,并將其作為焊接人員工作標(biāo)準(zhǔn)貫徹執(zhí)行,在實(shí)際焊接工程中不可違背標(biāo)準(zhǔn)。例如在進(jìn)行2000米Φ10×2口不銹鋼管道焊接過程中,管道薄壁,采用手工氬弧焊焊接,氬弧焊所用氬氣純度不低于99.95%。按照氬弧焊標(biāo)準(zhǔn)管徑小于60mm或壁厚小于6mm的管道采用全氬弧焊焊接;管徑大于60mm或壁厚大于6mm的管道采用氬弧焊打底,手工電弧焊蓋面的焊接工藝。氬弧焊打底時最好采用搖擺滾動法工藝,確保根層及蓋面層的質(zhì)量。承插焊或角焊采用手工電弧焊焊接。因此在進(jìn)行2000米Φ10×2口不銹鋼管道焊接時采用全氬弧焊焊接。其標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程見圖1。
3.3焊接電流控制策略
焊接電流的大小對不銹鋼管材的焊縫質(zhì)量、焊接頭性能、焊條融化速度及焊接效率等有一定影響。若焊接電流過大則會導(dǎo)致表皮過熱,因此在焊接過程中無法有效保護(hù)焊條,易產(chǎn)生夾渣和氣孔等缺陷。此外電流過大易導(dǎo)致母材金屬坡口一側(cè)出現(xiàn)咬邊及燒口等問題。因此需加強(qiáng)對電流強(qiáng)度控制,在焊接過程中嚴(yán)格按照焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)值貫徹執(zhí)行,管理人員應(yīng)該將其作為工作檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),對擅自更改工藝條件人員給予一定懲罰。例如在進(jìn)行2000米Φ10×2鋼管焊接時電流標(biāo)準(zhǔn)值見表1。
3.4焊后焊縫外觀檢查問題應(yīng)對策略
針對焊后焊縫外觀問題應(yīng)該根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),控制焊縫余高不可超出標(biāo)準(zhǔn)高度2mm,焊縫寬度應(yīng)控制在比坡邊緣寬度的0.5-2.5mm之間。在此基礎(chǔ)上根據(jù)施工實(shí)際需求制定施工工藝標(biāo)準(zhǔn),并在施工中積極宣傳,讓施工人員按照施工標(biāo)準(zhǔn)展開施工,管理人員應(yīng)該將其作為工作檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),對擅自更改工藝條件的人員給予一定懲罰。
4結(jié)束語
隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,我國不銹鋼管道已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)中,由于其性能優(yōu)良且可在多種復(fù)雜環(huán)境中發(fā)揮作用,因此成為眾多管道施工首選。不銹鋼管道施工焊接過程中必須控制焊接質(zhì)量,對當(dāng)前存在問題的部分展開研究,針對性給出改善策略并貫徹執(zhí)行,確定焊接施工質(zhì)量,為社會發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]劉新剛.芻議壓力管道焊接過程的質(zhì)量控制[J].山東工業(yè)技術(shù),2016,14:28.
篇6
【關(guān)鍵詞】 不銹鋼/碳鋼層狀金屬材料 焊接技術(shù) 工藝
現(xiàn)階段我國科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,使得既具有基層金屬材料剛度和強(qiáng)度,又具有復(fù)層金屬材料耐腐蝕性、耐熱性、耐磨損性能的層狀金屬材料得到了較大范圍的應(yīng)用。和純不銹鋼板材料相比,不銹鋼復(fù)合板能夠降低成本、節(jié)約珍貴稀有的材料,所以這種不銹鋼復(fù)合板在當(dāng)今時代具有很大的市場優(yōu)勢和價格優(yōu)勢,已經(jīng)大量的應(yīng)用在船舶、電力、機(jī)械、化工等領(lǐng)域。但若想進(jìn)一步促進(jìn)這種不銹鋼復(fù)合板的廣泛應(yīng)用,焊接技術(shù)就成為了最重要的一種連接工藝,也愈發(fā)受到社會各方面的重視。
一、焊接過程中的難點(diǎn)和應(yīng)關(guān)注的問題
不銹鋼或者碳鋼在物理性能上的差別是焊接復(fù)合板時最應(yīng)該考慮的因素,其次也要關(guān)注這兩種材料的焊接性能。在表1中可以清楚的看到,碳鋼的線膨脹系數(shù)大約為不銹鋼的一半,但是熱導(dǎo)率卻大約是碳鋼的3倍。在所有鋼材中,碳鋼是焊接性能最優(yōu)秀的一種焊接材料,通常來說不銹鋼也非常容易進(jìn)行焊接,然而由于不銹鋼自身的特點(diǎn),在焊接接頭非常容易產(chǎn)生大量的殘余應(yīng)力。在不銹鋼進(jìn)行熔焊的過程中,因?yàn)槠渲羞^熱碳化物的溶解,在焊接的接頭會產(chǎn)生熱裂紋。
在不銹鋼復(fù)合板的焊接^程中應(yīng)該注意下面這些問題:一是對基層材料進(jìn)行焊接時,應(yīng)避免由Cr、Ni等合金含量的升高所導(dǎo)致的基層焊接縫隙中發(fā)生裂紋進(jìn)而影響焊接之后的強(qiáng)度的現(xiàn)象;二是對復(fù)層材料進(jìn)行焊接時,要避免發(fā)生增碳現(xiàn)象,防止其耐腐蝕性能受到影響,所以應(yīng)該采取特殊的焊接方式;三是過渡層的焊接,也是最重要的焊接工藝。
二、目前不銹鋼/碳鋼層狀金屬在焊接技術(shù)上的現(xiàn)狀
1、選擇合適的焊接方式。針對手工電弧焊具有的局限性,部分學(xué)者采用了埋弧焊對基層進(jìn)行焊接,對復(fù)層和過渡層均采取藥芯焊絲融化級氣體保護(hù)焊,并通過實(shí)踐證明,這種焊接方式達(dá)到了使用的要求。而基于雙相復(fù)合板焊接過程中面臨的工藝參數(shù)問題,相關(guān)人員對不同焊接工藝的參數(shù)進(jìn)行了分析比較,并通過完整的數(shù)學(xué)模型及復(fù)制技術(shù)對其進(jìn)行了多元回歸法發(fā)展,最終得到了滿足的參數(shù)??偠灾槍?fù)合板的復(fù)層及過渡層焊接過程中容易發(fā)生的冷熱裂紋、淬硬傾向、耐腐蝕性降低等現(xiàn)象,在焊接的方式和材料處著手,利用合理、科學(xué)的焊接工藝,才能夠獲得優(yōu)秀的焊接的效果。
2、焊接之后的工藝研究。部分學(xué)者根據(jù)焊接之后產(chǎn)生的裂紋、氫含量過高、殘余應(yīng)力過大、耐腐蝕性降低等現(xiàn)象,對焊后的工藝處理進(jìn)行了研究。首先針對焊后生成冷裂紋的現(xiàn)象,采取了焊前預(yù)熱和焊后熱處理等工藝。焊前預(yù)熱能夠顯著降低淬硬程度,但是溫度要適宜,在焊接過程中還需要對層間溫度進(jìn)行控制;而焊后的熱處理工藝是為了降低氫含量,同時降低殘余應(yīng)力,進(jìn)而保證焊后材料優(yōu)異的性能和組織。而為了進(jìn)一步提升耐腐蝕性,相關(guān)學(xué)者對焊接縫隙復(fù)層表面采取酸洗鈍化的工藝進(jìn)行改善,但是由于這種工藝有殘留和滲氫的負(fù)面影響,為了避免這種影響,提出了運(yùn)用拋珠的方式來改善層狀金屬的耐腐蝕性,并取得了良好的效果。
3、研究焊接過渡層。過渡層的焊接是不銹鋼復(fù)合板焊接過程的難點(diǎn),在此過程中,需要盡可能的讓過渡層變薄,降低基層和復(fù)層的擴(kuò)散速度。通過實(shí)驗(yàn)分析得出,可以采用以下措施解決過渡層的問題:一是利用階梯V形坡口;二是嚴(yán)格遵守焊接工藝,采用小電流快速焊對過渡層進(jìn)行焊接,對復(fù)層同樣采取小輸入;三是選擇富含Cr、Ni的焊接材料進(jìn)行焊接,以期控制過渡層的焊接質(zhì)量,保證焊后強(qiáng)度。
4、研究焊接后的耐腐蝕性。復(fù)合板焊接之后在確保接頭強(qiáng)度的前提下,還要保證復(fù)合板的使用性能,即耐腐蝕性。通關(guān)研究發(fā)現(xiàn),焊縫區(qū)在不同的溶液中均具備很好的耐點(diǎn)腐蝕性能,并通過對其化學(xué)成分和組織的分析得出,在焊接接頭處,合金元素的分布不均勻,稀釋率比較大,在滲碳作用的影響下,焊接接頭的晶間腐蝕敏感性會增加,組織分布不均勻,晶粒粗大,很容易加速基體的腐蝕速度。
結(jié)論:通過上文的分析可以清楚的看到:第一對不銹鋼/碳鋼層狀金屬進(jìn)行焊接時,基層焊接方式一般采用氬弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、埋弧焊、焊條電弧焊等焊接方式,而復(fù)層和過渡層的焊接方式則大多采用焊條電弧焊或者氬弧焊,一減小融合比;第二在焊接材料的選擇上,基層材料通常依據(jù)等強(qiáng)原則進(jìn)行選擇,復(fù)層材料通常按性能選擇,過渡層材料通常選用Cr、Ni含量高的焊材。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]華學(xué)明,蔡艷,吳毅雄,王歡,石少堅,唐永生.大型LNG船圍護(hù)系統(tǒng)低溫金屬材料焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].電焊機(jī),2015,05:28-35.
篇7
關(guān)鍵詞:不銹鋼焊接接頭;晶間腐蝕;檢驗(yàn)方法;抗晶間腐蝕能力;腐蝕裂紋 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
中圖分類號:TF764 文章編號:1009-2374(2016)33-0046-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.33.024
不銹鋼材料是當(dāng)前我們生產(chǎn)、生活中經(jīng)常見到的一種材料,它具有很多優(yōu)點(diǎn),但這種不銹鋼材料用于冷加工成形與進(jìn)行焊接作業(yè)時,時常會對其實(shí)際抗腐蝕性能造成影響,若其抗腐蝕性能不強(qiáng),很容易被腐蝕,影響到構(gòu)建的穩(wěn)定性,因此在成形與焊接不銹鋼產(chǎn)品后,在焊后不進(jìn)行熱處理的情況下,要求母材與焊接頭的抗腐蝕性能必須足夠強(qiáng),特別是抗晶間腐蝕性能。為此必須掌握不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕的檢驗(yàn)方法,了解造成焊接接頭晶間腐蝕的原因,并采取相關(guān)策略努力提高不銹鋼焊件抗晶間腐蝕能力。
1 不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕檢驗(yàn)
在氧化與弱氧化環(huán)境中晶間腐蝕經(jīng)常會出現(xiàn)在奧氏體不銹鋼中,一旦不銹鋼件出現(xiàn)這種腐蝕,腐蝕會從不銹鋼表面沿晶界深入內(nèi)部,對不銹鋼材料的實(shí)際機(jī)械強(qiáng)度會造成嚴(yán)重影響,出現(xiàn)晶間腐蝕的材料,稍受外力斷裂現(xiàn)象就有可能沿晶界線發(fā)生,只觀看材料表面很難判斷出晶間腐蝕,晶間腐蝕有高危性的特點(diǎn)。這就要求在用不銹鋼材料制作設(shè)備時,母料與焊接接頭的實(shí)際抗晶間腐蝕性能必須足夠強(qiáng)。為使焊接構(gòu)件足夠牢固,必須檢查焊接接頭的晶間腐蝕性。
在測定不銹鋼對晶間腐蝕的敏感情況時,一般采用的是加速法。這種方法主要是采用適當(dāng)腐蝕劑,在一定條件下,加速選擇性腐蝕晶間,找一個萬能材料試驗(yàn)機(jī),把試樣放置于上面,彎曲材料然后再評定,我們用與介質(zhì)接觸的面作為檢驗(yàn)面,借助高倍放大鏡對彎曲試樣處的表面進(jìn)行觀察,看有無晶間腐蝕引發(fā)的裂紋。
2 判別晶間腐蝕裂紋
位于試樣彎曲部位棱角處的裂紋以及無裂紋的滑移線、皺紋等以上情況不一定都是由于晶間腐蝕引發(fā)的裂紋,發(fā)生晶間腐蝕的試驗(yàn),在實(shí)施冷彎曲操作時,其表面鱗狀裂紋隨處可見,對試樣進(jìn)行敲擊金屬聲響不會出現(xiàn),在很難評定的情況下,可借助金相法進(jìn)行判斷,在實(shí)施斷面金相檢查時,若發(fā)現(xiàn)局部腐蝕發(fā)生于晶界或其毗鄰區(qū)域,晶粒脫落,沿晶界腐蝕推進(jìn),并且推進(jìn)有一定均勻性。這種沿晶界形成的腐蝕通常為晶間腐蝕。
3 焊接接頭抗晶間腐蝕能力控制
奧氏體不銹鋼發(fā)生晶間腐蝕通常是由于晶界碳化鉻發(fā)生沉淀析出造成的,不銹鋼晶界區(qū)缺乏鉻是晶間腐蝕的主要原因,因此可從控制不銹鋼焊接處碳化鉻的沉淀來防止發(fā)生晶間腐蝕,具體可從沉淀碳化鉻的分量情況、部位以及形成沉淀物的動力方面進(jìn)行考慮。
3.1 焊接方法的選擇
選擇的不銹鋼焊接方法應(yīng)科學(xué)、合理,讓焊件在敏化溫度下停留的時間盡可能縮短,使焊件受危險溫度的影響降到最低。
在進(jìn)行薄件與小件的焊接操作時,可采用真空電子束焊或等離子焊,這兩種焊接方法的能量都較高。在進(jìn)行中等厚度板材的焊接操作時,可采用熔化極自動焊或半自動保護(hù)焊。在進(jìn)行大厚度板材焊接作業(yè)時,埋弧焊或焊條電弧焊是我們經(jīng)常選用的焊接方法。
3.2 焊接材料的控制
對于焊接作業(yè)而言,焊接材料的選擇也非常重要,在進(jìn)行焊接材料的選擇時,必須以不銹鋼件的材質(zhì)為基礎(chǔ),綜合考慮實(shí)際作業(yè)過程中的實(shí)際條件,如介質(zhì)、溫度等,選擇的焊縫材料最好與母料相近。在實(shí)際操作中,可以采用下列措施來提高不銹鋼焊縫區(qū)抗晶間腐蝕性能:
3.2.1 選用的不銹鋼焊材應(yīng)盡可能的含碳量低。使碳在焊縫金屬中的含量達(dá)到最短,盡快控制在不銹鋼溫室溶解極限下,讓碳化鉻不易形成,這樣后期形成貧鉻區(qū)的可能性便會很小,焊縫金屬實(shí)際抗晶間腐蝕能力將得到提高。
3.2.2 盡量選用有鈦、鈮、鉭等元素的焊材。碳與鈦、鈮、鉭的親和力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉻,這樣碳會和它們優(yōu)先結(jié)合形成碳化物,具體會以彌散顆粒的形式分布于晶內(nèi),這樣就可有效降低奧氏體內(nèi)碳固溶量,如果降得特別低,低于了0.01%,碳化鉻便不會再形成,這樣不銹鋼件的實(shí)際抗腐蝕能力便會得到大幅提高。
3.2.3 選用的焊材最好具有γ-δ雙向組織。有5%~10%的δ鐵素體存在于熔敷金屬中,這樣δ/γ相界面會比奧氏體晶界γ/γ界面低,碳化物會選擇析出在δ相側(cè),可使碳化物析出于奧氏體相界面的量大幅減少,而鉻易擴(kuò)散于δ鐵素體,其擴(kuò)散速度要比在奧氏體中快近乎10倍左右,對于危險敏化溫度導(dǎo)致的貧鉻區(qū),會從鐵素體邊很快得到補(bǔ)充逐漸消失,這樣可有效降低不銹鋼件的晶間腐蝕。
3.2.4 控制焊材直徑。焊接材料的實(shí)際直徑,會對焊接熱輸入量的大小造成直接影響,在焊接質(zhì)量達(dá)標(biāo)的前提下,為使焊接時,輸入的熱量得到有效降低,選用的焊材直徑應(yīng)盡可能的小。
3.3 控制焊接參數(shù)
為有效減少焊接實(shí)際熱輸入量,在確保不銹鋼件完全焊透,實(shí)現(xiàn)全熔合的前提下,焊接選用的電流應(yīng)盡量小,電壓應(yīng)盡量低,這樣可使焊接接頭性能得到改善。
3.4 控制焊接過程
3.4.1 焊前準(zhǔn)備。應(yīng)把焊件清潔干凈,把焊件坡口的油漆、油污去除,對自動焊絲做表面除油、除銹處理,并應(yīng)在干凈、干燥處保存,對于電弧焊焊絲,應(yīng)烘干后在保溫筒中保存。
3.4.2 焊接過程。應(yīng)使用直線運(yùn)條的方式進(jìn)行焊接,最好不要進(jìn)行橫向擺動,若選用的是多層焊,層間不能有過高溫度,若溫度過高熔池溫度與冷卻時間都會延長,在實(shí)際焊接過程中,應(yīng)先讓焊件冷卻,進(jìn)行必要的清渣,然后再繼續(xù)進(jìn)行焊接,應(yīng)把各層間接頭都錯開,并且應(yīng)填滿收弧。
可采用必要的強(qiáng)制手段來快速冷卻焊區(qū),如可邊施焊邊灑水冷卻焊縫,在灑水時焊接熔池不能侵入水。
條件允許的情況下,也可把水與惰性氣體同時通入焊縫背面,這樣不但能使冷卻加速,而且又可對焊縫形成保護(hù)。
總之,應(yīng)使焊接時輸入的熱量盡可能少,并且焊縫冷卻應(yīng)及時,讓焊件停留危險溫度的時間最短,這樣可使不銹鋼焊件晶間腐蝕達(dá)到最小。
3.5 控制焊接環(huán)境
應(yīng)清潔干凈奧氏體不銹鋼焊接場地,以防焊接環(huán)境中的油、銹、風(fēng)等,對焊接接頭的強(qiáng)度與腐蝕性造成
影響。
3.6 控制好焊接人員
不銹鋼焊接具有一定難度,易形成裂紋,發(fā)生晶間腐蝕,加之不銹鋼本身沒有很好的導(dǎo)熱性,易膨脹,熔池缺乏很好的流動性,這就對焊接人員的焊接技能提出了更高要求,應(yīng)嚴(yán)格培訓(xùn)施焊焊工,培訓(xùn)完成后要進(jìn)行相應(yīng)考試,考試通過獲得操作資格證的人員,才可上崗操作。
4 結(jié)語
450℃~850℃是不銹鋼晶間腐蝕的主要溫度范圍,晶界會沉淀碳化物,以致貧鉻區(qū)出現(xiàn)在晶界及其鄰近區(qū)域,進(jìn)而使晶界的實(shí)際耐腐蝕性大幅降低??傊?,在進(jìn)行不銹鋼焊接作業(yè)時,科學(xué)、合理地控制焊接質(zhì)量,使工件盡量避免或減少碳化物的沉淀析出,可有效防止不銹鋼晶界腐蝕,提高焊接的牢固性。
參考文獻(xiàn)
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篇8
關(guān)鍵詞:不銹鋼;管道;焊接;質(zhì)量
不銹鋼是一種鐵合金,其性能穩(wěn)定,耐腐蝕,表面光亮美觀,強(qiáng)度高,可滿足多種需求,當(dāng)前已經(jīng)被運(yùn)用到多個行業(yè)中。管道運(yùn)輸過程中會受到較為惡劣環(huán)境影響,且會受到多種物理應(yīng)力作用,因此要求管道具有較強(qiáng)耐腐蝕性和強(qiáng)度,基于此可選用不銹鋼管道作為施工材料。不銹鋼材在焊接中較為復(fù)雜,焊接難度大,質(zhì)量控制存在一定困難,基于此需要對焊接過程中存在的質(zhì)量問題展開研究,針對性消除焊接質(zhì)量隱患。
1 不銹鋼管道焊接過程中質(zhì)量控制的主要內(nèi)容
1.1 技術(shù)控制
不銹鋼管道焊接技術(shù)控制執(zhí)行方主要是管理層,即對施工中存在的各種技術(shù)問題及時發(fā)現(xiàn)、及時更改、及時消除,保證焊接技術(shù)規(guī)范性和技術(shù)操作標(biāo)準(zhǔn)性。技術(shù)控制主要內(nèi)容有焊接過程中是否按照設(shè)計圖紙進(jìn)行施工,施工過程中是否按照標(biāo)準(zhǔn)工藝流程及標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范展開作業(yè),檢驗(yàn)過程中是否按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)核對施工部位,施工后是否對施工處進(jìn)行維護(hù)等。不銹鋼焊接過程技術(shù)控制不僅是保證不銹鋼焊接質(zhì)量的前提,也是對焊接過程進(jìn)行資源優(yōu)化的根本保障。
1.2 焊接過程質(zhì)量控制
焊接過程質(zhì)量控制主要有焊接前質(zhì)量控制、焊接過程質(zhì)量控制、焊接完成后質(zhì)量控制幾個方面。焊接前質(zhì)量控制主要指在焊接前對設(shè)計方案及工藝流程進(jìn)行分析,研究是否存在影響質(zhì)量問題的因素;焊接過程質(zhì)量控制即在焊接過程中對整個作業(yè)過程進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測;焊接完成后質(zhì)量控制主要指施工完成后對施工產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量品定及抽樣檢驗(yàn)。
2 不P鋼管道焊接過程存在的質(zhì)量問題
2.1 焊接人員資格檢驗(yàn)不嚴(yán)密
焊接人員需要對焊接過程原理及影響質(zhì)量的因素有所了解,且需要焊接人員具有較強(qiáng)專業(yè)水平。若焊接人員技術(shù)水平不過關(guān)則會導(dǎo)致焊接部位易出現(xiàn)夾渣、氣孔、未熔合等不良情況,甚至出現(xiàn)接頭性能問題,因此在進(jìn)行管道焊接過程中尤其是壓力管道、鍋爐等要求較為嚴(yán)格的管道焊接過程中需要由專業(yè)認(rèn)證人員,進(jìn)行施工。
2.2 焊接標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng)問題
不銹鋼管道焊接過程中存在不按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行焊接標(biāo)準(zhǔn)情況,且工作環(huán)境不符合實(shí)際施工需求,標(biāo)準(zhǔn)制定也存在一定問題,這些問題會導(dǎo)致不銹鋼管道焊接過程出現(xiàn)較為嚴(yán)重的質(zhì)量問題。
2.3 焊接電流控制不力問題
不銹鋼焊接過程中,焊接人員由于意識欠缺等導(dǎo)致其認(rèn)為在焊接過程中可通過提高焊接電流從而節(jié)省工作時間,提升工作效率,由此導(dǎo)致施工人員在施工中并未按照工藝標(biāo)準(zhǔn)展開焊接工作,在工作中擅自加大焊機(jī)的使用電流。
2.4 焊后焊縫外觀檢查存在的問題
不銹鋼管道焊接施工完成后需對其進(jìn)行外觀檢查,當(dāng)前一些焊接人員覺得焊縫從外形上看其寬度和高度越大越好,則其焊接質(zhì)量越好。該種想法具有一定片面性,當(dāng)焊縫寬度、高度等過大時均會出現(xiàn)焊接缺陷,該類缺陷會導(dǎo)致焊接處疲勞強(qiáng)度降低,且會導(dǎo)致應(yīng)力集中于局部地區(qū),易對結(jié)構(gòu)造成損傷。其次焊縫寬度過大會浪費(fèi)焊接材料,延長施工周期,降低焊接效率。
3 不銹鋼管道焊接質(zhì)量控制策略
3.1 檢驗(yàn)焊接人員資格
首先需檢驗(yàn)焊接人員資格證有效期。一般而言從焊接人員通過考試后算起其有效期不可超出3年。其次若焊接人員中斷焊接工作超過半年以上則需要求其重新進(jìn)行資格考試,只有確認(rèn)其資格證仍舊處于有效期內(nèi)方可擔(dān)當(dāng)焊接工作。
其次焊接人員考試項(xiàng)目需與其焊接項(xiàng)目一致。焊接人員具備的焊接能力會在資格證中做出標(biāo)示,因此在工作前需檢驗(yàn)其考試項(xiàng)目與焊接產(chǎn)品一致性。焊接人員資格證中焊接項(xiàng)目代號由焊接方法、焊接材料、母材鋼號、證件類別幾個部分組成,確定以上幾個部分滿足工作需求后還需保證其證件在有效期內(nèi)。
例如在進(jìn)行2000米Φ10x2不銹鋼管道焊接過程中,首先需檢驗(yàn)施工人員是否具備政府及相關(guān)部門頒布的焊接合格證件,并由業(yè)主及監(jiān)理人員進(jìn)行復(fù)核,現(xiàn)場讓焊工操作相關(guān)焊接作業(yè),證明其能力可勝任奧氏體不銹鋼管道焊接工作,確保其焊接技術(shù)符合焊接要求,證件在有效期內(nèi)。
3.2 貫徹執(zhí)行焊接標(biāo)準(zhǔn)
不銹鋼管道焊接過程中應(yīng)該建立完善的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)規(guī)范,并將其作為焊接人員工作標(biāo)準(zhǔn)貫徹執(zhí)行,在實(shí)際焊接工程中不可違背標(biāo)準(zhǔn)。例如在進(jìn)行2000米Φ10×2口不銹鋼管道焊接過程中,管道薄壁,采用手工氬弧焊焊接,氬弧焊所用氬氣純度不低于99.95%。按照氬弧焊標(biāo)準(zhǔn)管徑小于60mm或壁厚小于6mm的管道采用全氬弧焊焊接;管徑大于60mm或壁厚大于6mm的管道采用氬弧焊打底,手工電弧焊蓋面的焊接工藝。氬弧焊打底時最好采用搖擺滾動法工藝,確保根層及蓋面層的質(zhì)量。承插焊或角焊采用手工電弧焊焊接。因此在進(jìn)行2000米Φ10×2口不銹鋼管道焊接時采用全氬弧焊焊接。
3.3 焊接電流控制策略
焊接電流的大小對不銹鋼管材的焊縫質(zhì)量、焊接頭性能、焊條融化速度及焊接效率等有一定影響。若焊接電流過大則會導(dǎo)致表皮過熱,因此在焊接過程中無法有效保護(hù)焊條,易產(chǎn)生夾渣和氣孔等缺陷。此外電流過大易導(dǎo)致母材金屬坡口一側(cè)出現(xiàn)咬邊及燒口等問題。因此需加強(qiáng)對電流強(qiáng)度控制,在焊接過程中嚴(yán)格按照焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)值貫徹執(zhí)行,管理人員應(yīng)該將其作為工作檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),對擅自更改工藝條件人員給予一定懲罰。例如在進(jìn)行2000米Φ10×2鋼管焊接時電流標(biāo)準(zhǔn)值見表1。
3.4 焊后焊縫外觀檢查問題應(yīng)對策略
針對焊后焊縫外觀問題應(yīng)該根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),控制焊縫余高不可超出標(biāo)準(zhǔn)高度2mm,焊縫寬度應(yīng)控制在比坡邊緣寬度的0.5-2.5mm之間。在此基礎(chǔ)上根據(jù)施工實(shí)際需求制定施工工藝標(biāo)準(zhǔn),并在施工中積極宣傳,讓施工人員按照施工標(biāo)準(zhǔn)展開施工,管理人員應(yīng)該將其作為工作檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),對擅自更改工藝條件的人員給予一定懲罰。
4 結(jié)束語
隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,我國不銹鋼管道已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)中,由于其性能優(yōu)良且可在多種復(fù)雜環(huán)境中發(fā)揮作用,因此成為眾多管道施工首選。不銹鋼管道施工焊接過程中必須控制焊接質(zhì)量,對當(dāng)前存在問題的部分展開研究,針對性給出改善策略并貫徹執(zhí)行,確定焊接施工質(zhì)量,為社會發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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[2]聶光庭.壓力管道焊接過程的質(zhì)量控制研究[J].冶金叢刊,
篇9
關(guān)鍵詞:不銹鋼鎢極氬弧焊自動切管機(jī)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國各行業(yè)對焊接技術(shù)要求越來越高,薄板的焊接在國防、航空、化工、電子等行業(yè)應(yīng)用較為普遍,超薄板的焊接也越來越多,如:廣告、裝璜、標(biāo)志性建筑、日常生活等方面囚此,掌握好薄板焊接中的工藝要領(lǐng)十分必要。
1、鎢極氬弧焊特點(diǎn)
1.1鎢極氬弧焊的主要特性
TIG焊應(yīng)用了脈沖電弧,它具有熱輸入低、熱量集中、熱影響區(qū)小、焊接變形小、熱輸入均勻,能較好地控制線能量;保護(hù)氣流具有冷卻作用,可降低熔池表面溫度,提高熔池表面張力;便于操作,容易觀察熔池狀態(tài),焊縫致密,機(jī)械性能好,表面成形美觀。目前TIG焊廣泛應(yīng)用于各行業(yè),尤其是在不銹鋼薄板的焊接中應(yīng)用較廣。
1.2焊接原理
我們選擇的焊接方法是:手工鎢極氬弧焊。由于鎢極氬弧焊是一種明弧焊,電弧穩(wěn)定,熱量比較集中,在惰性氣體(氬氣)的保護(hù)下,焊接熔池純潔,焊縫質(zhì)量較好。但是在焊接不銹鋼,特別是奧氏體不銹鋼時,焊縫背面也需要進(jìn)行保護(hù),否則將產(chǎn)生嚴(yán)重的氧化,影響焊縫成型和焊接性能。
1.4TIG焊的工藝技術(shù)要領(lǐng)。
(1)引弧、定位焊
引弧形式有非接觸式和接觸式短路引弧2種。前者電極不與工件接觸,既適于直流也適于交流焊接、后者僅適于直流焊接。采用短路方法引弧,不應(yīng)在焊件上直接起弧,因易產(chǎn)生夾鎢或與工件粘接,電弧也不能立即穩(wěn)定,電弧容易擊穿母材,所以應(yīng)采用引弧板,在引弧點(diǎn)旁放一塊紫銅板,先在其上引弧,待鎢極頭加熱至一定溫度后再移至待焊部位,在實(shí)際生產(chǎn)中,TIG焊常用引弧器引弧,在高頻電流或高壓脈沖電流的作用下,使氬氣電離而引然電弧,定位焊時,焊絲應(yīng)比常用焊絲細(xì),因點(diǎn)焊時溫度低、冷卻快,電弧停留時間較長,故容易燒穿,進(jìn)行點(diǎn)固定位焊時,應(yīng)把焊絲放在點(diǎn)焊部位,電弧穩(wěn)定后再移到焊絲處,待焊絲熔化并與兩側(cè)母材熔合后迅速?;?。
(2)正常焊接
用普通TIG焊進(jìn)行薄板焊接時,電流均取小值,當(dāng)電流小于20A時,易產(chǎn)生電弧漂移,陰極斑點(diǎn)溫度很高,會使焊接區(qū)域產(chǎn)生發(fā)熱燒損和發(fā)射電子條件變差,致使陰極斑點(diǎn)不斷跳動,很難維持正常焊接,而采用脈沖TIG焊時,峰值電流可使電弧穩(wěn)定,指向性好,易使母材熔化成形,并循環(huán)交替,確保焊接過程的順利進(jìn)行,能得到性能良好、外觀漂亮、形成熔池互相搭接的焊縫。
2、不銹鋼薄板的焊接性分析
不銹鋼薄板的焊接設(shè)備采用WZE-500機(jī)型,焊槍型號QS-75/500,焊縫質(zhì)量和板形直接影響焊接質(zhì)量。不銹鋼薄板導(dǎo)熱系數(shù)小,線膨脹系數(shù)較大,當(dāng)焊接溫度變化較快時,產(chǎn)生的熱應(yīng)力大,很容易出現(xiàn)燒穿、咬邊和波浪變形。不銹鋼薄板焊接多采用平板對接焊,熔池主要受到電弧作用力、熔池金屬重力和熔池金屬表面張力的作用,當(dāng)熔池金屬體積、質(zhì)量和熔寬一定時,熔池深度取決于電弧的大小,熔深和電弧力又與焊接電流相關(guān),熔寬由電弧電壓決定。熔池體積越大,表面張力也越大,當(dāng)表面張力不能平衡電弧作用力和熔池金屬重力時,會造成熔池?zé)以诤附舆^程中局部受到加熱和冷卻作用,使焊件產(chǎn)生不均勻的應(yīng)力和應(yīng)變,當(dāng)焊縫的縱向縮短對薄板邊緣產(chǎn)生的應(yīng)力超過一定值時,會產(chǎn)生較嚴(yán)重的波浪變形,影響工件的外形質(zhì)量。本試驗(yàn)在相同的焊接方法和工藝參數(shù)下進(jìn)行,采用不同形狀的鎢極,減少焊接接頭上的熱輸入量,解決焊縫燒穿和工件變形等問題。
3、鎢極氬弧焊在不銹鋼薄皮管焊接中的應(yīng)用
3.1焊接設(shè)備及焊接方法選擇
根據(jù)不銹鋼的焊接特點(diǎn),在焊接過程中當(dāng)熱輸入量大,冷卻較慢時,易產(chǎn)生熱裂紋、腐蝕開裂和變形等缺陷,而且本工程不銹鋼管壁薄1.5~2mm,焊接熔淺,焊縫要求雙面成型,光滑無毛刺,管口不被氧化。故選擇管內(nèi)充氬氣手工鎢極氬弧焊,焊接設(shè)備選擇鎢極氬弧焊機(jī)(正接法),焊機(jī)型號為WS一300A。依據(jù)為:
(1)在常用的焊接方法中,TIG焊的熱輸入較小,且氬氣流除了保護(hù)高溫金屬外,還具有一定的冷卻作用,能提高焊縫的抗裂能力,減少焊接變形。
(2)鎢極因發(fā)熱量小,不易過熱,同樣大小直徑的鎢極可以采用較大的電流,工件發(fā)熱量大,生產(chǎn)率高,而且由于鎢極為陰極,熱電子發(fā)射力強(qiáng),電弧穩(wěn)定而集中。
(3)氬氣是惰性氣體,能有效地隔絕周圍空氣,使鎢極不發(fā)生反應(yīng),鎢極氬弧焊中電弧還有自動清除工件表面氧化的作用。
(4)鎢極電弧穩(wěn)定,即在很小的焊接電流下仍可穩(wěn)定燃燒,特別適用于薄壁管的焊接。
(5)熱源和填充焊絲可分別控制,因而熱輸入易調(diào)節(jié),可進(jìn)行各種位置的焊接,也是實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型的理想方法。同時還減少了清渣和酸純化等工序,焊速快,工效高,能滿足工程質(zhì)量和工期要求。
3.2焊接工藝要求
3.2.1坡口選擇
由于不銹鋼薄壁管厚度都在2.0mm以下,選用Ⅰ型坡口,
坡口寬度A=1/2t+0.5mm。
3.3.2焊口充氬保護(hù)
管內(nèi)充氬氣保護(hù),在引弧前,啟動開關(guān)送氣閥,將管內(nèi)的空氣排除。針對氬氣耗費(fèi)量大的問題,我項(xiàng)目部在不同焊接條件下,選用不同的充氬形式,主要有:
(1)54mm以下管道焊接采用整條充氬保護(hù)。當(dāng)管線長度較長、整體充氬困難時,可在組對焊口前內(nèi)部放置易溶紙,封堵做成氣室,易溶紙與焊口距離在不被損壞的情況下盡可能近,然后在坡口處采用局部充氬的方法進(jìn)行保護(hù)。
(2)54mm以上直管對接或直管與彎頭對接,采取局部充氬,以減少氬氣用量。
為防止氬氣從對口間隙中大量泄漏,焊前需在坡口間隙中貼一層高溫膠帶,焊接過程中隨時將妨礙焊接操作的那部分高溫膠帶撕去,每次撕去的長度視保護(hù)情況而定。
該措施充氬的效益很明顯,耗氬量可減少40%左右,并且焊口部氬含量高,有利于提高焊口質(zhì)量。充氬流量保持在3~8L/min,視管徑而定。焊后繼續(xù)送氣10~30s。
4、結(jié)論
對于薄壁不銹鋼管道現(xiàn)場安裝,采用管內(nèi)充氬手工鎢極氬弧焊的焊接工藝,能夠獲得高質(zhì)量的焊接接頭。焊后X射線檢測一次合格率達(dá)97.8%,焊縫雙面成形,過渡均勻、光滑,無毛刺,能滿足生產(chǎn)工藝要求。
參考文獻(xiàn):
[1]張立新,周天錫.復(fù)合鋼板加工中常見裂紋及解決方法探討[J].中國化工裝備,2003(3):25.
[2]中國機(jī)械工程學(xué)會焊接分會.焊接手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992.
篇10
【關(guān)鍵詞】激光焊;應(yīng)力場;數(shù)值模擬
激光焊接時由于激光束的能力密度高,局部的快速加熱與冷卻,在焊接過程中和焊接冷卻后會產(chǎn)生相當(dāng)大的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形。它不僅可使焊縫產(chǎn)生裂紋,降低強(qiáng)度和韌性,而且這些殘余應(yīng)力與工作應(yīng)力疊加,使結(jié)構(gòu)的應(yīng)力強(qiáng)度增加,影響焊接結(jié)構(gòu)的安全可靠性。因此為了保證結(jié)構(gòu)的安全使用,準(zhǔn)確的評估焊接結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力和變形已成為一個極為重要的研究課題。
激光焊接是不均勻的局部加熱,工件溫度變化范圍較大,要經(jīng)歷急速升溫和降溫的過程,是非靜態(tài)的。材料在高溫會發(fā)生相變,材料的機(jī)械性能和熱物理性能均隨溫度變化,是非線性的。所以激光焊接過程非常復(fù)雜,它包含相變、塑性和非線性等因素影響的熱彈塑性問題。只有借助與有限元法才能使這種復(fù)雜過程的數(shù)值分析與計算成為可能。
1 焊接應(yīng)力場的模型的建立
本文采用順序耦合方法進(jìn)行焊接應(yīng)力場的數(shù)值模擬。將前一個分析的結(jié)果作為載荷施加到下一個分析中的方式進(jìn)行耦合。激光焊接應(yīng)力應(yīng)變場分析是典型的熱-應(yīng)力順序耦合分析,先模擬出溫度場,再將熱分析中得到節(jié)點(diǎn)溫度作為“體載荷”施加到結(jié)構(gòu)分析中。
2 網(wǎng)格劃分
對激光焊應(yīng)力場的計算時,采用和溫度場模擬相同的網(wǎng)格。在溫度場的計算中,可將焊接過程看做是準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的過程,在長度方向可以取較短的一部分進(jìn)行計算,而在應(yīng)力應(yīng)變場的計算中,模型尺寸的大小直接決定了焊接結(jié)構(gòu)的約束狀態(tài),對應(yīng)力及應(yīng)變場的模擬結(jié)果影響很大。如果在應(yīng)力場的計算中采用和溫度場模擬中一樣的網(wǎng)格粗細(xì)大小,由于焊接長度的增加,會使得應(yīng)力場計算的時間大大加長。如果采用較粗的網(wǎng)格,就會損失一定的溫度場計算的精度。因此,需要在計算精度與計算時間之間做出妥協(xié)。
模型使用映射網(wǎng)格,在計算應(yīng)力場之前,首先把間隙板中的單元全部殺死,然后在計算焊接過程的子步中,逐步激活間隙板中的熔融溫度以上的單元加入計算,以此來模擬激光焊接熔池的形成。這樣,疊接的兩塊工件之間只有焊縫處的單元才結(jié)合在一起。
3 材料的力學(xué)性能參數(shù)
需定義20鋼和304不銹鋼的彈性模量E、熱膨脹系數(shù)α、泊松比μ、屈服強(qiáng)度σs、熱膨脹系數(shù),材料塑性選項(xiàng)選取等向強(qiáng)化屈服準(zhǔn)則。
4 初始條件和約束條件
設(shè)焊前母材的初始應(yīng)力為0,初始溫度設(shè)為環(huán)境溫度25℃。本模型中不承受外載荷力,體積力、重力均忽略不計,只考慮熱應(yīng)力的作用。讀入各節(jié)點(diǎn)的溫度值,即溫度場計算的結(jié)果,進(jìn)行熱應(yīng)力計算,時間步長與溫度場計算時一樣,有利于溫度載荷的讀入和計算精度的提高。對焊接構(gòu)件自由度進(jìn)行約束,加載邊界條件要注意兩點(diǎn):一是防止有限元計算過程中產(chǎn)生位移,二是不能嚴(yán)重阻礙焊接過程中應(yīng)力自由釋放和焊接結(jié)構(gòu)自由變形。
圖1為有限元模型的位移約束示意圖。在焊縫中心面E-F上施加對稱約束,對稱面約束指的是將該面的所有節(jié)點(diǎn)在平面外的移動和平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)都被設(shè)置為零。即限制E-F面的節(jié)點(diǎn)在垂直該面(Z軸方向)的位移和繞其它兩個軸(X、Y軸方向)的旋轉(zhuǎn),總之,該面的節(jié)點(diǎn)只能在XY軸方向做平移運(yùn)動。在有限元模型的A-D邊施加Y方向位移約束,在A-B邊和C-D邊施加Z方向的位移約束。這樣,即防止了數(shù)值模擬中產(chǎn)生位移,又沒有嚴(yán)重阻礙焊接過程中應(yīng)力的自由釋放和焊接結(jié)構(gòu)的自由變形。
5 應(yīng)力場計算結(jié)果及分析
以下結(jié)果均是在焊接工藝參數(shù)為I=350A,V=100mm/min,Δf=-1mm時計算出來的。平行于焊縫方向的殘余應(yīng)力稱為縱向焊接殘余應(yīng)力,記為σx,垂直于焊縫方向的殘余應(yīng)力稱為橫向焊接殘余應(yīng)力,記為σy,由于板的厚度很小,所以沿著厚度方向的殘余應(yīng)力較小,一般不作考慮。
圖2為焊后冷卻到259.88s之后的上表面等效殘余應(yīng)力云圖,在焊縫及其熱影響區(qū)附近,存在著較大的殘余應(yīng)力,為200-400MPa之間,個別區(qū)域大于400MPa,從焊縫中心向兩邊殘余應(yīng)力迅速降低。下表面在激光焊接的起始區(qū)域和結(jié)束區(qū)域,殘余應(yīng)力最大,存在著明顯的邊界效應(yīng),特別是靠近焊接結(jié)束的地方,殘余應(yīng)力達(dá)到最大值,而終焊點(diǎn)的前端存在著一個低應(yīng)力區(qū),如圖3。
焊接結(jié)束后,焊縫末端由于沒有熱量繼續(xù)施加,焊縫終了區(qū)域熔池中的液態(tài)金屬冷卻的速度比別處的要快很多,使此區(qū)域的溫度梯度很大,所以此區(qū)域的殘余應(yīng)力較其它區(qū)域要高,焊縫中最大的殘余應(yīng)力出現(xiàn)在此區(qū)域。
6 結(jié)論
焊縫及其熱影響區(qū)附近,存在著較大的殘余應(yīng)力,從焊縫中心向兩邊殘余應(yīng)力迅速降低。激光焊接的起始區(qū)域和結(jié)束區(qū)域,殘余應(yīng)力最大,存在著明顯的邊界效應(yīng),特別是靠近焊接結(jié)束的地方,殘余應(yīng)力達(dá)到最大值,而終焊點(diǎn)的前端存在著一個低應(yīng)力區(qū)。
參考文獻(xiàn):