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1、焊接 生产应用 Production The m e 2008年第 10期2个管接头(爬坡焊),焊接效率是焊条电弧焊的 2倍,大大地提高了生产进度,而且焊缝一次探伤合格率也优于焊条电弧焊,效果非常显著。尤其是在西安)郑州客运专线上的西安、咸阳两孔 48 m 系杆钢管拱桥制造中,从签合同到工地主拱合拢完成仅有 3个月,工期相当紧张,就是因为采用了 CO2气体保护焊,它在焊接主拱环缝上立了大功,为工地主拱合拢赢得了珍贵的时间。两孔 48m 系杆钢管拱桥,管径 650 mm 环缝对接口共计 370个,焊缝总长 755m,6名高级焊工仅仅用1个月的时间,就完成了全部环缝的焊接(含经超声波、射线探伤后对
2、焊缝缺陷进行返修的时间),这样的焊接效率在以往是不可能的。4 结 论采用 CO2气体保护焊施焊的钢管对接环缝经过对焊缝外观检查、超声波、射线探伤和力学性能的检验,接头性能均能满足钢管混凝土拱桥设计的技术要求。该工艺完全可以替代焊条电弧焊厂房内焊接钢管对接的环缝。采用该工艺能有效地提高劳动生产率,缩短工期,降低工程成本。作者简介:王恩建,1956年出生,中专,助理工程师。主要从事铁路、公路钢桥钢箱梁及钢结构产品的焊接工艺编制工作。00Cr19Ni10/15CrM oR复合钢板焊接工艺评定液化空气(杭州)有限公司(310015)李宝玉哈尔滨锅炉厂有限责任公司(150046)李玉生摘要 通过对材料
3、00Cr19N i10/15Cr M oR进行焊接工艺评定,确定了合理的焊接工艺,以保证设备质量。首先对材料 00Cr19N i10/15Cr M oR进行化学成分分析,选择合适的焊接材料,再根据预热温度经验公式计算出预热温度,对预热、焊接顺序、层间温度、后热和焊后热处理等进行严格控制,使得该焊缝具有优良的力学性能,满足了用户和标准要求,为设备制造打下了良好基础。关键词:复合钢板 焊接工艺评定 焊接工艺中图分类号:TG457.110 前 言某公 司承制的 一台设 备,材质为 00Cr19N i10/15Cr M oR复合钢板,最大厚度为(3+60)mm,直径为3 600 mm,设计温度为 38
4、0 e。15Cr MoR耐热钢为制造单位首次遇到,又是厚度较大的设备,故针对此种材料进行焊接工艺评定,以便制定出合理的焊接工艺。1 焊接材料选择焊接工艺评定选择(3+45)mm 厚的复合钢板,对该复合钢板的基层、覆层化学成分复验,其结果见表 1。对复合钢板进行力学性能复验,其结果见表 2。表 1 15CrMoR和 00Cr19Ni 10化学成分(质量分数,%)材料CM nSiN iCrM oSPFe15Cr M oR0.150.570.22)1.100.540.0160.020余量00Cr19N i100.0151.150.6310.5419.07)0.0120.018收稿日期:2008-04
5、-08 复验结果符合标准要求。根据 00Cr19Ni10、15Cr-MoR化学成分和标准规定及用户要求,为了保证抗腐66Production Theme 生产应用 焊接2008年第 10期表 2 00Cr19Ni 10/15Cr MoR复合钢板力学性能抗拉强度Rm/MPa侧弯(d=4aA=180b)冲击吸收能量KV2/J(20 e)剪切强度Sb/M Pa552合格96,108,112293蚀性、高温强度、冲击韧度、焊缝化学成分,选择与母材化学成分接近的焊接材料,基层、覆层分别选择 A002、R307焊条;过渡层选择 A062焊条,过渡层焊接与异种钢类似,选择 25-13型焊条,保证过渡层金属的
6、化学成分,成为奥氏体加少量铁素体,不至于出现马氏体,甚至热裂纹。A002、A062符合标准 GB/T983)1995,型号分别为 E308L-16、E309L-16;R307符合标准GB/T5118)1995,型号为 E5515-B2。2 焊接工艺15Cr M oR是典型的珠光体耐热钢,钢中含有一定量的铬、钼和其它合金元素,根据日本 JIS和 WES推荐的碳当量公式 1:Ceq=C+Mn/6+Si/24+N i/40+Cr/5+Mo/4+V/14(1)Ceq0.52%时,淬硬倾向明显,属于较难焊接的材料。将 15Cr MoR的化学成分代入碳当量公式计算,C eq值为 0.51%,说明该钢具有较
7、大的淬硬倾向。焊后在空气中冷却时,焊缝易出现淬硬的马氏体组织,低温焊接或焊接刚性较大时易出现冷裂纹,焊接时需要预热,预热是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施。温度太低,焊缝会开裂,太高又会降低韧性,恶化劳动条件,所以确定合适的预热温度成为很重要的问题。2.1 预热温度选择合金元素冷裂纹敏感系数 1:Pc m=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B(2)预热温度经验公式 1:T0=1 440(Pcm+H /60+D/600)-392(3)式中:H 为熔敷金属中扩散氢含量(mL/100 g),国内一般低氢焊条的扩散氢含量为 2 4mL/100 g,取 4 m
8、L/100 g;D为板厚。将 15Cr MoR钢的化学成分代入公式(2),Pc m=0.277%,按照预热温度经验公式,计算结果 T0=211e。根据结果和 JB/T4709)2000有关规定,考虑到钢板化学成分的不均匀性和厚度变化,预热温度取 200250 e,层间温度为 200 250 e,后热温度为 250 e,保温时间为 2 h。2.2 焊接过程2.2.1 坡口形式15Cr MoR坡口面按 JB/T4730.4)2005进行机械加工,100%MT检查,级合格。焊前仔细清理打磨坡口表面及两侧各 50 mm 范围内的油污、水和铁锈等杂质,显露出金属光泽。焊条按制造厂说明书烘干,随用随取。试
9、板坡口形式如图 1所示。图 1 坡口形式及尺寸2.2.2 焊 接先焊接试板基层,然后焊接过渡层,X射线探伤合格后,进行消除应力热处理,最后焊接覆层。焊接过程中三种焊条均不允许摆动,小电流、快速焊、多层多道焊。焊接工艺参数见表 3。(1)基层焊接:坡口两侧各 100mm内刷石灰浆,减少飞溅对母材表面的污染。将试板整体预热,达到 200e 开始焊接,控制层间温度为 200 250 e,背面清根采用碳弧气刨,砂轮打磨清除氧化层。采用多层多道焊,利用后一道对前一道的回火作用,提高韧性,可以敲击焊缝消除部分应力,但打底层和盖面层焊缝不要敲击。焊接时采用焊接工艺参数表的热输入上限,适当增加热输入,但如果热
10、输入过大,高温停留时间增加,晶粒会变粗大,使韧性降低。(2)过渡层焊接:继续预热,过渡层焊一层,厚度不宜过大,保证覆层有至少 2 mm 厚,如果厚度过大,应砂轮打磨去除多余高度。焊后立即用石棉包裹试板、履带加热器保温,后热 250 e,保温 2 h,然后去掉石棉,在空气中冷却到室温。(3)覆层焊接:坡口两侧各 100 mm 范围内刷石灰浆,以减少飞溅对不锈钢表面的污染。覆层焊接不预67焊接 生产应用 Production The m e 2008年第 10期热,焊两层,降低焊缝金属的稀释率,可以提高焊缝的抗晶间腐蚀能力。另外,热处理温度接近不锈钢敏化温度(650 e),也会影响覆层不锈钢的晶间
11、腐蚀性能,覆层最后焊接,可以减少不锈钢焊缝金属的热循环次数,提高焊缝的抗晶间腐蚀性能,因此在热处理后进行覆层焊接。表 3 焊接工艺参数焊层焊条极性焊条规格d/mm焊接电流I/A电弧电压U/V焊接速度T/(c m#m in-1)第一层R307DCEP4.0160 18022 2512 16基层其它R307DCEP5.0200 22023 2612 16过渡层A062DCEP4.0120 15022 2414 18覆层A002DCEP4.0120 15022 2414 182.3 焊后热处理按 HG20584)1998和用户要求,热处理规范为炉温在 400 e 以下进炉、升温速度 50 100 e
12、/h、保温温度 600?20 e、保温时间 3 h、降温速度 50 130 e/h、随炉冷却至 400 e 出炉、空冷至室温。炉内气氛为中性或微氧化性气氛。2.4 无损检测根据再热裂纹敏感经验公式 1:PSR=Cr+Cu+2 Mo+10V+7Nb+5T i-2(4)PSR0,有再热裂纹倾向。将 15Cr MoR的化学成分代入公式,15Cr MoR的 PSR值略大于零,说明该钢种有一定的再热裂纹倾向。将该试板放置 24 h后,按JB/T 4730.2)2005进行 100%RT检查,级合格。覆层、过渡层都按 JB/T 4730.5)2005进行 100%PT 检查,级合格。热处理后,15Cr M
13、oR焊缝表面再进行一次 100%MT检查,检查是否有再热裂纹出现。3 力学性能试验按照 JB4708)2000和用户要求,取各种试样及检测如下:设计温度下拉伸试样 1件、常温拉伸试样 2件、常温冲击试样焊缝区与热影响区各 3件、侧弯试样4件、覆层晶间腐蚀试样 2件(GB 4334.5)2000)、基层焊缝区硬度 3点、基层热影响区硬度 3点、基层母材硬度 3点。试验结果见表 4。表 4 力学性能试验结果拉伸380eRp0.2/MPa常温Rm/MPa冲击吸收能量 KV2/J焊缝区HAZ基层硬度(HV 10)焊缝HAZ母材侧弯(A=180b,d=4a)晶间腐蚀2855359282153152150
14、54598761491571488688153163155合格合格4 结 论该工艺获得的焊接接头各项性能指标均满足JB4708)2000标准和用户的各项要求,此焊接工艺评定可以应用到生产实际中去。采用该工艺生产的复合钢制设备已投入运行,工作平稳。参考文献 1 5压力容器实用技术丛书 6编写委员会.压力容器制造和修理 M.北京:化学工业出版社,2004.160-166,310.作者简介:李宝玉,1979年出生,学士,助理工程师,I WE。主要从事压力容器的焊接工作。68WELD ING&JO IN ING M ain Topics,Abstracts&KeyWords 2008,No.10the
15、 welded joint.The fracture happens at the alum inum pipe side,and no cracks appear after the bending test.The results sho wed that the ex-cellent joint can be achieved with the properwelding parameters and the use requestwas satisfied.K ey words:alum inum/steel pipe,condenser discharge welding,joint
16、Influence of heat treat ment on m icrostructure of weld in electron beam welding of T-250 maraging steelLuoY an1,Hu Zhengfei1,ShiY anling2(1.School ofM aterial Science and Engineering,TongjiUniversity;ShanghaiK ey Laboratory.forA&D ofM etallic FunctionalM aterials,Shang-hai200092,China;2.210 Institu
17、te ofCASIC,Xi.an 710065,China).p55-59Abstract D ifferent temperatures of solution treatment,which are 850 e,950e,1 050 e and 1 150e,respectively,led to the differentm-icrostructures inT-250maraging steelunder the same aging condition(500e,4 h).A fter solution being treated at relatively lower temper
18、ature,there are much more revered austenite inwelded joints,which distributes aswhite pools around grain boundary.Through solution treat ment ofhigher te mperature,cellularmorphology disappears,and recrystallization of austenite happens,and the weld co mes into being pure martensitew ith lo w conten
19、t of austenite after temper.It can be concluded that the solution treat ment of high te mperature makes the texture ho mogenousand delays the segregation of solute ato ms,which isnot in favor of austenite for mation.The solution treat ment athigher te mperature above thatof recrystallization tempera
20、ture can i mprove the structure of the stee.lK ey words:temperature of solution treat m ent,reverted austenite,recrystallizationDevelopm ent of sharable database system s for welding of alum inum alloysW u Yejun1,W eiYanhong1,L iang N ing2,LeiDanggang2(1.M aterialScience and Technology College,Nanji
21、ng University ofA eronautics and Astronautics,Nanjing 200016,China;2.The 38thRe-search Institute ofCETC,Hefei230031,China).p59-63Abstract The sharable database system based on B/S structure was researched and developed for welding of alum inum alloys.There are somany data about alum inum alloys that
22、 it is necessary to be classified by a scientific way and designed reasonably its whole structure.Besidesthe modulesof tools and helps,the syste m hasmodules ofbrowsing,editing and adding infor mation.As a result,the users can find expedientlythe infor mation of che m icalco mposition,physicalproper
23、ties,mechanicalproperties,brand co mparison atho me and abroad and theweldabilityof alum inum alloys throughmanifold searchmodes.O rdinary users can interactwith adm inistrator in this system which has the characteristic ofhigh stability and high security.K ey words:alum inum alloys,welding,sharable
24、 databaseApplication of CO2arc welding to arch bridge of steel tubeW ang Enjian(China Railway Turnout Bridge Tycoom IndustrialDevelopment Co mpany L i mited,Baoji721001,Shanx,i China).p64-66Abstract The advantages ofCO2arc welding of girth steel pipe in the concrete-filled steel tube arch bridge wer
25、e introduced.The productionefficiency was significantly i mproved,and the labor intensity of theworkerswas reduced,which were indicated by so me exa mples of CO2arcwelding.The CO2arc welding process can absolutely replace shieldedmetalarcwelding.The process can effectively shorten the cycle ofman-uf
26、acturing,and greatly reducemanufacturing costs.K ey words:concrete-filled steel tube arch bridge,CO2arc welding,girth weldingW elding procedure qualification for 00Cr19N i10/15Cr M o R composite stainless plateLiBaoyu1,LiYusheng2(1.A ir L iquide(H angzhu)Co.,Ltd,Hangzhou 310015,China;2.H arbin Boile
27、r Co.,Ltd,Harbin 150046,China).p66-68Abstract W elding procedure deter m ined through successful welding process qualification for material 00Cr19N i10/15Cr M oR ensured thewelding quality.F irstly che m ical analysis of00Cr19N i10/15Cr M oR was carried out,which help to choose appropriatewelding ma
28、teria.l Thenthe pre-heat te mperaturewas calculated through pre-heat te mperature e mpirical for mula.Pre-heat temperature,thewelding sequence,inter passte mperature,post heat and postweld heat treat ment etc were controlled strictly to attain excellentmechanicalproperty of the welds.Itmet theclient.s require ments and standard specification to make good base for the equipment fabrication.K ey words:com posite stainless sheet,welding procedure qualification,welding technology72