低温钢的焊接教学内容
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低温钢管道的焊接工艺规程汇总低温钢管道的焊接工艺规程是指在低温环境下对钢管进行焊接的具体操作规范。
低温环境下的焊接需要特殊的工艺要求和操作技术,以确保焊缝的质量和可靠性。
下面是我整理的关于低温钢管道焊接工艺规程的汇总,共计1200字以上。
1.材料准备在进行低温钢管道焊接前,首先需要准备好焊接所需的材料。
选择合适的低温钢管道材料,确保其具备耐低温性能和良好的焊接性能。
同时,还需要对材料进行验收,包括检查材料的化学成分、力学性能等。
2.焊接设备调试对于低温钢管道的焊接,需要采用适当的焊接设备和工具。
在进行焊接前,需要对设备进行调试,确保设备的工作状态正常,焊接电流、电压等参数符合焊接要求。
同时,还需要对焊接机器进行维护,定期检查焊接电缆、焊枪、接地线等部分,确保焊接设备的安全可靠。
3.焊接工艺选择对于低温钢管道的焊接,常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊等。
根据具体的焊接要求和材料特性,选择合适的焊接工艺和焊接电流、电压等参数。
同时,还需要合理选择焊接材料和焊接辅助材料,确保焊缝的质量和可靠性。
4.焊接操作规范在进行低温钢管道的焊接时,需要按照一定的操作规范进行焊接操作。
首先,要保证焊接区域的表面清洁,清除油污、氧化物等杂质。
焊前应进行预热处理,使材料的温度达到适宜的焊接温度。
焊接过程中要控制焊接速度和焊接温度,防止过热或过冷引起焊缝质量问题。
5.焊后处理焊接完成后,需要对焊缝进行焊后处理。
包括焊缝的清理、除渣、除气等工作,以达到焊缝的良好外观和内部质量要求。
同时,还需要对焊接部位进行检查,包括焊缝的检测、尺寸的测量等,确保焊缝符合相关标准和规范。
6.质量控制在低温钢管道的焊接过程中,需要进行质量控制,确保焊缝的质量和可靠性。
包括焊接过程的质量记录,焊接材料的检验,焊缝的无损检测等。
同时,还需要对焊接人员进行培训和资质证书的认证,以提高焊接质量的可控性和稳定性。
综上所述,低温钢管道的焊接工艺规程对焊接操作、设备调试、材料准备等方面提出了具体要求。
通常把-10--196。
C的温度范围称为〃低温〃(我国从-40。
C算起),低于-196。
C时称为〃超低温〃。
低温钢主要是为了适应能源、石油化工等产业部门的需要而迅速发展起来的一种专用钢。
低温钢要求在低温工作条件下具有足够的强度、塑性和韧性,同时应具有良好的加工性能,主要用于制造・20~・253。
C低温下工作的焊接结构,如贮存和运输各类液化气体的容器等。
1、焊接方法及热输入的选择常用的焊接方法有焊条电弧焊、埋弧自动焊、铝极氮弧焊、熔化极气体保护焊。
低合金低温用钢焊接时,为避免焊缝金属及近缝区形成粗大组织而尽量不摆动,采用窄焊道、多道多层焊,焊接电流不宜过大,宜用快速多道焊以减轻焊道过热,并通过多层焊的重热作用细化晶粒。
多道焊时,要控制道间温度,应采用小的热输入施焊,控制在20KJ∕cm以下。
如果需要预热,应严格控制预热温度及多层多道焊时的道间温度。
焊接线能量也叫焊接热输入,是单位长度焊缝得到的焊接电弧热量。
公式E=U∙I∕v(焦耳/厘米)其中U:电弧电压(伏特),I:焊接电流(安培),v:焊接速度(厘米/分)。
焊接线能量是影响焊接接机械头性能的重要因素。
当焊接电流、电弧电压增大时,焊接线能量增大,当焊接速度减小时,焊接线能量增大。
对于低温钢,焊接线能量过大,接头韧性的下降更为严重,使压力容器在低温状况下运行时易发生瞬间的破坏。
所以焊接时,要严格控制焊接电流、电弧电压、焊接速度,保证焊接接头的各项性能指标。
2、低温钢的焊接特点及其工艺措施低温钢由于含碳量低,其淬硬倾向和冷裂倾向小,具有良好的焊接性。
但是过大的焊接线能量会使焊缝及热影响区形成粗晶组织而使低温韧性大为降低,结构的突变及制造中的强力组对会使结构的局部产生高的应力,从而增大设备在低温状态下的脆性破坏。
为此,在焊接过程中应做到以下几点:⑴采用小的焊接线能量,最大限度的减少过热,防止在焊接接头上出现粗大的组织。
焊条电弧焊常采用12-15KJ∕cm,埋弧焊通常为20KJ∕cm o为此焊条电弧焊尽量不用φ5焊条,埋弧自动焊多选用φ3.2焊丝,焊条电弧焊每层约2mm,埋弧自动焊约2.5mm o⑵采用直焊道,多道快速压焊。
低温钢焊接1. 低温钢概述1) 对于低温钢的技术要求一般是:在低温环境下具有足够的强度和充分的韧性,具有良好的焊接工艺性能、加工性能和耐腐蚀性等。
其中低温韧性,即低温下防止脆性破坏发生和扩展的能力是最重要的因素。
所以,各国通常都规定出最低温度下的一定的冲击韧性值。
2) 在低温钢成分中,一般认为,碳、硅、磷、硫、氮等元素使低温韧性恶化,其中磷的危害最大,所以在冶炼中应早期低温脱磷。
锰、镍等元素能使低温韧性提高。
每增加1%的镍含量,脆性临界转变温度约可降低20℃左右。
3) 热处理工艺对低温钢的金相组织和晶粒度有决定性影响,从而也影响钢的低温韧性。
经过调质处理后的低温韧性有明显的提高。
4) 根据热加工成型方式的不同,低温钢可分为铸钢和轧材两种。
根据成分和金相组织的区别,低温钢可分为:低合金钢、6%镍钢、9%镍钢、铬—锰或铬—锰—镍奥氏体钢以及铬—镍奥氏体不锈钢等。
低合金钢一般在一100℃左右的温区内使用,用于制造冷冻设备、运输设备、乙烯地上贮藏室和石油化工设备等。
在美国、英国、日本等国家,9%镍钢广泛应用于一196℃的低温结构上,如保存、运输液化沼气和甲烷的贮罐、贮存液氧、制造液氧和液氮的设备等。
奥氏体不锈钢是非常优良的低温用结构材料,它的低温韧性好、焊接性能优良、导热率低,在低温领域里得到广泛应用,用于液氢、液氧的运输罐车和贮罐等。
但是,由于它含铬、镍较多,因而比较昂贵。
2. 低温钢焊接施工概述选择低温钢的焊接施工方法和施工条件时,问题的焦点集中在这样两方面:防止焊接接头的低温韧性恶化,防止焊接裂纹发生。
1) 坡口加工低温钢焊接接头的坡口形式跟普通碳素钢、低合金钢或者不锈钢的并没有什么原则区别,可以按常规处理。
但是对9Ni刚来讲,坡口张角最好不小于70度,钝边最好不少于3mm。
所有低温钢材都可以用氧炔焰来切割。
只是在气割9Ni钢时切割速度要比气割普通碳素结构钢时稍稍放慢一些。
钢材厚度若超过100mm,气割前可将割口预热到150—200℃,但不得超过200℃。
低温钢的焊接工艺要点通常把-10~-273℃低温条件下使用的钢称为低温钢。
一般把-10~-196℃温度范围称为“低温”,把-196~-273℃称为“超低温”。
低温钢是怎样分类的?按照合金元素含量和组织,低温钢可以分为以下几类:(1)铝镇静C-Mn钢及低合金铁素体型低温钢铝镇静C-Mn钢是用Si、Mn进行脱氧的同时加入铝进行强烈脱氧的优良钢种。
低合金铁素体型低温钢是在铝镇静钢的基础上加入了总的质量分数不超过5%合金元素的低温钢,其中一类是加入了Nb、V、Ti、Al、Cu、RE等合金元素,组织为铁素体和极少量的珠光体,如06MnVTi、06MnVAl、09Mn2VRE、06MnNb钢等;另一类是加入了镍元素形成含镍的铁素体类低温钢,如0.5Ni、2.5Ni、3Ni、3.5Ni等。
(2)中合金低碳马氏体型低温钢这类钢比较典型的是9Ni钢,具有很高的低温韧性,能用于-196℃。
在9Ni钢的基础上研制出的5Ni钢在-162~-196℃的低温下具有良好的低温韧性。
(3)高合金奥氏体型低温钢这类钢有Ni- Cr奥氏体低温钢(如1Cr18Ni9Ti)和无Ni、Cr奥氏体低温钢(如20Mn23Al)。
制定低温钢焊接工艺的根本出发点是在防止出现裂纹的同时,要保证焊缝和过热区具有低温韧性。
低温钢的焊接工艺要点如下:1、焊接方法目前所使用的各种焊接方法均可用于低温钢焊接,如焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极隋性气体保护焊、CO2气体保护焊、等离子弧焊等。
2、焊接材料焊接铝镇静钢时,为保证焊缝具有良好的低温韧性,选用ωNi为0.5%~1.5% 的低镍焊条比选用成分与母材相同的C-Mn型焊条更为可靠。
埋弧焊时,可采用C-Mn焊丝配合能过渡Ti和B的碱性粘接焊剂,或中性熔炼焊剂配合含Mn-Mo焊丝,或碱性熔炼焊剂配合含镍的焊丝。
钨极氩弧焊和熔化极惰性气体保护焊时,应选用ωNi为1.5%~2.5%的焊丝。
焊接低合金高强钢时,在保证焊缝具有足够韧性的前提下还要考虑到与母材等强度,因此焊接材料中除了含有ωNi为1%~3%以外,一般还有ωMo为0.2%~0.5%,有时还含少量的铬。
3.5ni低温钢的焊接工艺
3.5Ni低温钢是一种常用于低温工况下的钢材,通常用于制造低温容器、储罐和管道等设备。
在焊接3.5Ni低温钢时,需要选择合适的焊接工艺以确保焊缝的质量和性能。
以下是一种常用的焊接工艺:
1. 焊接材料选择:选择适合焊接3.5Ni低温钢的电焊条或焊丝。
常用的焊接材料有E8018-C3型电焊条和ER80S-Ni2型焊丝。
2. 预热:对于较厚的工件,在焊接前需要进行预热处理。
预热温度一般为150°C至250°C,可以提高焊接接头的可塑性和减少焊接应力。
3. 焊接方法:常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧焊和气体保护焊(如TIG焊)。
具体选择哪种焊接方法,取决于焊接材料的厚度、焊接位置和要求。
4. 接头准备:在焊接之前,需要将接头表面清理干净,去除油脂、锈蚀和其他污染物。
可以采用机械清理、喷砂或
刮削等方法。
5. 焊接参数:根据焊接材料和工件厚度确定合适的焊接电流、电压和焊接速度。
焊接参数的选择对焊缝质量和性能具有重要影响。
6. 焊后处理:焊接完成后,需要进行后续的热处理和冷却过程。
这可以通过退火、正火和淬火等方法来改善焊接接头的组织和性能。
需要注意的是,焊接3.5Ni低温钢时应严格按照相应的焊接规范和标准操作。
此外,还应注意焊接过程中的安全措施,如佩戴防护眼镜和手套,确保人身安全。
低温钢的焊接一、低温钢的定义一般把在比常温下限(约-10℃)更低的温度下使用的钢材都看作是低温钢,其中具有代表的钢种有碳素铝脱氧钢、低温高强钢、2.5%镍钢、3.5%镍钢、5%镍钢、9%镍钢和奥氏体系不锈钢。
低温钢的热处理,按照其成分、材料厚度和最低使用温度的不同。
大体上可分为调质和非调质的两种。
非调质低温钢母材的组织是铁素体一珠光体,所以它只限于铝脱氧钢,2.5%Ni钢与3.5%Ni钢以及加有铜、铬、镍等元素的低合金钢。
调质低温钢则是指铝脱氧钢、低温高强钢、3.5%Ni 钢、5%Ni钢和9%Ni钢等钢种。
它们可用调质处理来改善低温缺口韧性,同时也可提高强度,象5%Ni钢和9%Ni钢等那样含镍量较高的钢材,缺口韧性和热处理条件之间存在着很微妙的关系,可以有二次淬火回火(QQT)型或二次正火回火(NNT)型的,9%Ni钢在NNT处理时,母材组织尽管受到了正火处理,但仍是贝氏体或马氏体组织,所以也把它算作调质低温钢。
为了确保低温钢焊接结构的完善性、可靠性和安全性,它必须具有在最低使用温度下能抵抗脆性破坏的性能。
另一方面,为了确实保证焊接部分具有良好的缺口韧性,正确地选定焊接材料和正确地制订焊接工艺也是十分重要的。
(低温高强钢是指某些抗拉强度为60kgf/mm ²或80kgf/mm²等级的高强钢,它们的脆性转变温度可低到-80℃以下,因些也可以在不低于-46℃的温度下使用)。
二、低温钢的种类1.低温钢的规格低温钢的规格各国都有自己的标准,我国为YB13-69;日本按JIS标准;美国材料试验协会(ASTM)的标准甚是完备;西德是钢铁工程师协会的标准,此处就不再赘述。
2.非调质低温钢非调质低温钢的组织主要是铁素体一珠光体,镍的含量则限定在3.5%以下。
铝脱氧钢是在已经用Si与Mn脱氧的熔强钢中再加入0.02-0.08%At进行强制脱氧的低碳钢。
它是含碳量不超过0.15%而含锰量又较高的材料。
低合金高强度结构钢低温(-10℃~-25℃)焊接工法低合金高强度结构钢在工程建设中扮演着重要角色,然而,低温环境下的焊接对这种材料的加工和使用提出了严峻的挑战。
本文将介绍一种针对低温(-10℃~-25℃)环境下焊接低合金高强度结构钢的工法,以提供一种解决方案。
低温下焊接低合金高强度结构钢时,主要的问题是冷裂纹和低氢裂纹的形成。
冷裂纹是由于低温下焊缝区域的应力超过了材料的韧性极限而引起的。
低氢裂纹则是由于低温下水分子在焊接过程中被吸附在焊缝中,当焊缝冷却后,水分子会结合成氢气,导致焊缝强度降低。
针对这些问题,可以采用以下工法来改善焊接的质量和可靠性。
首先,选择合适的焊接材料非常重要。
低合金高强度结构钢应选择具有较好冷间性能和抗裂性能的焊材。
一般来说,焊材的碳当量应低于0.4%。
同时,针对低温环境下的焊接应用,可以采用一些特殊含量的合金元素,例如镍、钒、钼等,以提高焊接接头的韧性和强度。
其次,焊接工艺的选择也十分重要。
在低温环境下进行焊接时,应尽量采用预热工艺。
预热可以提高焊接区域的温度,减缓焊接过程中材料的冷却速度,从而减少冷裂纹的形成。
预热温度的选择应根据具体材料的性质和设计要求来确定。
此外,在焊接过程中,应采用较小的焊接电流和焊接速度,避免焊接过程中引入过多的热量,以减少水分子的吸附和氢气的生成。
另外,在焊接过程中要注意控制焊接区域的湿度。
湿度的控制可以通过在焊接区域周围搭设屏风或者使用局部加热的方式来实现。
通过减少焊接区域与空气接触的面积,可以减少水分子的吸附量。
局部加热也可以提高焊接区域的温度,减少水分子的凝结。
此外,对于焊接后的接头,应进行合理的后续处理。
焊接接头的后续处理包括退火处理和除氢处理。
退火处理可以减少接头中的残余应力,提高接头的韧性和强度。
除氢处理可以通过加热接头并用干燥剂吸附氢气的方式来实现,从而减少低氢裂纹的形成。
综上所述,低温环境下焊接低合金高强度结构钢是一项具有挑战性的工作。
钢结构低温焊接工艺技术要点
钢结构低温焊接工艺技术要点包括以下几个方面:
1. 焊接材料选择:选用低氢型或超低氢型焊条、焊丝,以降低焊缝中的氢含量,提高焊缝的抗裂性能。
2. 预热:在焊接前对焊件进行适当的预热,以降低焊件的冷却速度,防止产生裂纹。
3. 控制焊接热输入:采用小电流、多层多道焊的方法,控制焊接热输入,避免焊件过热。
4. 焊接顺序:合理安排焊接顺序,尽量使焊缝能够自由收缩,减少应力集中。
5. 焊后处理:焊接后应立即进行后热或去氢处理,以消除焊缝中的氢,防止延迟裂纹的产生。
6. 防护措施:在低温环境下进行焊接时,应采取必要的防护措施,如搭设防风、防雪、防寒棚等,以保证焊接质量。
7. 质量检验:对焊接接头进行外观检查和无损检测,确保焊接质量符合要求。
低温钢的焊接通常把-10~-196℃的温度范围称为“低温”(我国从-40℃算起),低于-196℃时称为“超低温”。
低温钢主要是为了适应能源、石油化工等产业部门的需要而迅速发展起来的一种专用钢。
低温钢要求在低温工作条件下具有足够的强度、塑性和韧性,同时应具有良好的加工性能,主要用于制造-20~-253℃低温下工作的焊接结构,如贮存和运输各类液化气体的容器等。
低温钢的分类、成分及性能1.低温锅的分类(1)按使用温度等级分类分为-10~-40℃、-50~-90℃、-100~-120℃和-196~-273℃等级的低温钢。
(2)按合金含量和组织分类分为低合金铁素体低温钢、中合金低温钢和高合金奥氏体低温钢。
(3)按有无镍、铬元素分类分为无镍、铬低温钢和含镍、铬低温钢。
(4)按热处理方法分类分为非调质低温钢和调质低温钢。
2.低温钢的化学成分和组织(1)低合金低温钢(无Ni低温钢)铝镇静Mn-Si低温钢是先用Mn 、Si进行脱氧,再用铝进行强烈脱氧的优质钢种。
该钢正火处理或淬火+回火处理可细化晶粒,明显提高其低温韧性,多用于一4O℃以上的结构。
低合金铁素体低温钢是在Si-Mn优质钢基础上,加人少量合金元素(如Nb、V 、Ti、Al 、Cu、RE等)得到的低温钢组织为铁素体加少量珠光体。
其中Mn、Ni以及能促使晶粒细化的微量元素都有利于提高低温韧性。
为了保证良好的综合力学性能和焊接性,一般要求低C和低S、P。
这种钢具有高的塑性和韧性,多用于-50℃以上的结构。
(2)中合金低温钢(含Ni低温钢)合金元素总的质量分数为5%~10%,其组织与热处理工艺有关。
其中5NI钢、9Ni钢是典型的中合金低温钢。
Ni是发展低温钢的一个重要元素。
为了提高钢的低温性能,可加人Ni元素,形成含Ni的铁素体低温钢。
在提高Ni的同时,应降低含碳量和严格限制S、P含量及N、H、O的含量,防止产生时效脆性和回火脆性等。
这类钢的热处理条件为正火、正火十回火和淬火+回火等。
5Ni钢通过化学成分调整和热处理控制组织,在-162~-196℃的低温下具有良好的低温韧性。
若加人质量分数为0.25%的Mo,可增加析出奥氏体的数量并使之稳定化,还可起到细化晶粒的作用。
采用淬火、回火和回复退火的热处理方法来控制组织,使5Ni钢具有高的强度、塑性和低温韧性。
9Ni钢具有一定的回火脆性敏感性,并随着P含量的增加而显著增大,因此应严格控制9Ni钢中的P含量。
9Ni低温钢由于Ni含量较高,具有很高的低温韧性,能用于-196℃的环境,比奥氏体不锈钢有更高的强度,适宜制造贮存液化气的大型容器。
3.低温钢的力学性能对低温钢的性能要求,首先应满足低温下的力学性能,特别是低温条件下的缺口韧性。
这类钢须具备的最重要的性能是抗低温脆化。
在一些重要结构上,为了防止意外事故的发生,还要求材料具有抗脆性裂纹扩展的止裂性能,即一旦出现脆性破坏后可以停止继续破坏。
安全角度考虑,希望低温钢的屈强比不要太高,因为屈强比是衡量低温缺口敏感性的指标之一。
屈强比大,表明塑性变形能力的储备越小,在应力集中部位的应力再分配能力越低,从而易于促使脆性断裂。
对于低碳铝镇静钢,最低使用温度下的V形缺口冲击吸收功(纵向取样)保证值规定为20.5J;对于屈强比较高的低温钢,要提高到34.5J;对屈强比更高的调质钢,希望提高到47J。
无论是无Ni或含Ni的低温钢,在冲击韧性上都可以满足规定低温下的使用要求,但是无Ni低温钢的屈强比不如含Ni低温钢的用强比高。
除了面心立方金属外(如奥氏体钢、铝、铜等),所有体心立方或六方晶格的金属均有低温脆化现象。
可以通过细化晶粒、合金化和提高纯净度等措施来改善铁素体钢的低温韧性。
Mn-Si系钢中各种氮化物细化奥氏体晶粒的效果如图3-39所示。
可见,Ti、AL、Nb等有很好的细化晶粒作用。
低温钢的含碳量不高,在常温下具有较好的塑性和韧性,冷或热加工均可采用。
铁素体低温钢的加工性能与低碳钢及低合金钢相近;奥氏体低温钢的加工性能与奥氏体不锈钢相近。
对于具有一定时效脆性敏感性和回火脆性敏感性的低温钢,须正确选择加工方法和工艺参数,控制冷卷、冷压及其他冷加工时的变形量,防止变形量过大而造成低温韧性下降。
具有一定回火脆性敏感性的钢种,回火后低温韧性明显下降,因此应合理地选择回火温度和回火时间。
低温钢的焊接性分析1.无Ni低温钢的焊接性特点不含Ni元素的铁素体低温钢碳的质量分数约为0.06%~0.2%,合金元素总的质量分数≤5%,碳当量为0 .27%-- 0 .57 %,焊接性良好。
由于碳当量不高,悴硬倾向较小,室温焊接时不易形成冷裂纹;钢中S、P等杂质元素的含量较低,也不易产生热裂纹。
这类钢在用铝脱氧时形成了稳定的AIN,阻止了接头区脆化。
铁素体低温钢通过加人细化晶粒的合金元素(Ti 、Al、Ni等)以及正火处理提高低温韧性,韧性指标一般能得到保证。
这类钢焊接性分析时应注意以下问题:1)严格控制焊接热输人和层间温度,目的是使接头不受过热的影响,避免热影响区晶粒长大和降低韧性。
2)控制焊后热处理温度,避免产生回火脆性。
板厚大于15rnm的低温钢焊接结构,焊后应采用消除应力热处理。
含有V、Ti、Nb、Cu、N等元素的钢种,在进行消除应力热处理时,当加热温度处于回火脆性敏感温度区时会析出脆性相,使低温韧性下降。
应合理地择焊后热处理工艺,以保证接头的低温韧性。
3)含氮的铁素体低温钢不仅对焊接热循环敏感,而且对焊接应力应变循环也很敏感,接头某些区域会发生热应变脆化,使该区钓塑性和韧性下降。
热应变区的温度范围为200~600℃。
热应变量越大,脆化程度也越大。
采用小的焊接热输人可以减小热影响区的热塑性应变量,有利于减轻热应变脆化程度。
焊接这类钢时,通常板厚小于25mm不需预热,当板厚大于25 mm或焊接接头拘束度较大时,应考虑预热,以防止产生焊接裂纹。
预热温度过高会使热影响区晶粒长大,在晶界处可能析出氧化物和碳化物而降低韧性,所以预热温度一般在100~150℃,最高不超过200℃。
2.含Ni低温钢的俘接性特点含Ni较低的2.5Ni和3.5Ni低温钢,虽然由于Ni的加人提高了钢材的淬透性,但由于含碳量限制得较低,冷裂纹倾向并不严重,薄板焊接时可不预热,厚板焊接时需进行100℃预热。
含Ni高的9Ni钢,淬硬性很大,在超过临界点的焊接热影响区得到的是淬火组织。
但由于含碳最很低,并采用了奥氏体焊接材料,因此冷裂纹倾向并不大。
对9Ni钢进行焊接性分析时应注意以下几个问题:1)正确选择焊接材料。
9Ni钢具有较大的线膨胀系数,在选择焊接材料时,必须使焊缝与母材的线膨胀系数大致相近,以防止因线膨胀系数差异太大而引起焊接裂纹。
2)避免磁偏吹现象。
9Ni钢是一种强磁性材料,采用直流电源时易产生磁偏吹现象,影响焊接质量。
一般做法是焊前避免接触磁场,选用适于交流电源焊接的焊条(如镍基合金焊条)。
3)严格控制焊接热输人和层间温度,避免焊前预热。
这样可避免接头过热和晶粒长大,保证接头的低温韧性。
焊接厚度5Omm以下的9Ni钢时不需要预热。
由于Ni能提高钢材的热裂纹倾向,因此焊接这类含Ni钢时要注意液化裂纹的何题。
在低温钢中由于含碳量和杂质S、P 的含量控制得都很严格,所以液化裂纹在这类钢中不很明显。
但仍须严格控制钢的化学成分,尤其是S、P含量,否则可能出现焊接热裂纹。
含Ni钢中的另一个问题是回火脆性,为此要注意这类钢焊后回火时的温度和冷却速度的控制。
9Ni钢是典型的低碳马氏体低温钢,含有较多的镍,具有一定的淬硬性。
焊前应进行正火+高温回火或900℃水淬+ 570℃回火处理,其组织为低碳板条马氏体。
这种钢具有较高的低温韧性,其焊接性能优于一般低合金高强钢。
板厚小于50mm的焊接结构可以不预热,焊后可不进行消除应力热处理口对这类易淬火的低温钢通常采用控制层间温度及焊后缓冷等工艺措施,可降低冷却速度,避免淬硬组织。
采用较小的焊接热输入,使热影响区的晶粒不至于过分长大,达到防止冷裂纹及改善热影响区韧性的目的。
低温钢的焊接工艺特点低温钢焊接时,除了要防止出现裂纹外,关键是要保证焊缝和热影响区的低温韧性,这是制定低温钢焊接工艺的一个根本出发点。
解决热影响区韧性主要是通过控制焊接热输入,而焊缝韧性除了与热输人有关外,还取决于焊缝成分的选择。
由于焊缝金属是铸态组织,性能低于同样成分的母材,故焊缝成分不能与母材完全相同。
由于对低温条件的要求不同。
应针对不同类型低温钢选择不同的焊接材料和不同的焊接热输人。
焊接铝镇静钢时,可选择成分与母材相似的低碳钢和C-Mn钢焊条,焊缝性能在-30℃时具有足够的冲击韧性。
低Ni钢焊接时,所用焊条的Ni含量应与母材相同或高于母材,但并非Ni含量高的焊缝韧性一定好。
为了改善3.5Ni钢焊缝的韧性,除了降低C含量和S、P等含量外,应对焊缝中的Si和Mn含量加以限制。
因为Si 、Mn高时会形成明显的条状组织,韧性差。
但是,Si、Mn含量太低,会导致焊缝含氧量增加。
另外,在3.5Ni焊丝中添加微量Ti可细化晶拉.改善焊缝的低温韧性。
当焊缝Ni含量增加时,回火脆性也会增加,加人少量Mo有利于减小回火脆性。
9Ni钢具有优良的低温韧性,但用与9Ni钢相似的铁素体焊材时所得焊缝的韧性很差。
这除了与铸态焊缝组织有关外,主要与焊缝中的含氧量有很大关系。
与9Ni钢同质的l lNi铁素体焊材,只有在钨极氛弧焊时才能获得良好的低温韧性。
因为此时能使焊缝金属中氧的质量分数降低到与母材相同的0. 005%以下。
采用奥氏体焊接材料时,热裂纹倾向随着焊缝中的Ni含星提高而增加。
热裂纹主要产生在焊缝的起始部和弧坑处。
一般情况下弧坑裂纹很难避免。
尤其是在多层焊的根部焊缝和前几道焊缝中。
因此,应采取一些工艺措施来防止弧坑裂纹,如收弧时要注意填满弧坑等。
焊接9Ni钢时,为了保证接头的低温韧性,应将热输人控制在10~35kJ/cm。
焊接坡口及坡口两侧10~20mrn范围的水、油、锈、氧化皮等须清理干净。
装配好的工件应及时焊接。
焊接环境温度不得低于允许的最低施焊温度,通常不得在小于-5℃或-10℃温度下施焊。
雨天或天气十分潮湿(相对湿度在90%以上),遇有强风或风速在10mls以上时,不得在现场施焊,除非采取适当的防护措施,如升温、防潮、防风等。
低温钢焊接时,焊条电弧焊和氢弧焊的应用较广,埋弧焊的应用受到限制,一般不采用气焊和电渣焊。
为使焊接接头具有良好的低温韧性,焊接热描人不能过大。
通常采用快速多道焊,并通过多层焊的再热作用细化晶粒。
1.低温钢的焊条电弧焊(1)焊条的选用根据低温焊接结构的工作条件,所选焊条应使焊缝达到不低于母材经过焊接后的最低韧性水平。
承受交变载荷或冲击载荷的结构,焊缝金属应具有较好的抗疲劳断裂性能、良好的塑性和抗冲击性能。