304L不锈钢氩弧焊接工艺特点及常见缺陷的防治措施.

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1304L不锈钢的特性和焊接工艺参数
奥氏体不锈钢304L对应我国的标准是
00Cr19Ni10,其主要化学成分和机械性能见表1。
304L不锈钢的热导率较低,约为碳钢的1/3,电阻率约为碳钢的5倍,线膨胀系数比碳钢约大50%,密度大于碳钢。由于不锈钢存在众多与碳钢
不同的特性,其焊接工艺规范也与碳钢有所不同,对于304L不锈钢钢管(D60mm ×6mm我们采用的焊丝为ER308L ,焊接工艺参数见表2。
2.3采用专用氩弧焊机,克服引弧夹钨和收弧缩孔不锈钢焊接易产生引弧夹钨和收弧缩孔,需
要配备具有高频引弧和电流衰减特性的专用氩弧焊机,高频引弧可以减少焊接夹钨,电流衰减可以减少收弧缩孔。
2.4采用单侧连续送丝方式
不锈钢焊接中,对于焊口组对间隙较大的焊
缝,采用单侧连续送丝方式(见图2 ,焊枪连续摆动,焊丝只在一侧徐徐送入,靠液态金属流动性与另一侧熔化母材结合,这样可以防止根焊内部的单侧咬边问题,改善内部成型。
第34卷第3期陈连山,陈兵辉,安金平
(中国石油天然气管道三公司,河南中牟
451450
摘要:304L不锈钢(ASTM标准为奥氏体不锈钢,属于超低碳级不锈钢,具有良好的综合性
能,是目前工业上应用最广泛的不锈钢。文章通过现场实际操作,研究总结了304L不锈钢焊接的工艺特点,针对晶间腐蚀、层间未熔合、引弧夹钨、收弧缩孔等问题提出了具体的解决办法和注意事项,有效地解决了焊接质量问题。关键词:奥氏体不锈钢;晶间腐蚀;危险温度区;焊接线能量
范围时,奥氏体中过饱和的碳向晶界处迅速扩散并在晶粒边界析出,析出的碳和铬形成碳化铬(Cr 23C 6。因为铬在奥氏体中的扩散速度很慢,来不及向晶界扩散,这样就大量消耗了晶界处的铬,使晶界处含铬量降低到小于12%,这时晶界就失去了耐腐蚀能力。如果温度低于450℃ ,则奥氏体中的碳扩散速度不快,不能在晶界处扩散析出而形成碳化铬,所以没有晶间腐蚀现象。如果温度高于850℃ ,这时不仅碳在奥氏体中的扩散速度极快,而且铬在奥氏体中的扩散速度也很快,故不能造成晶粒边界处贫铬,因而也不会发生晶间腐蚀。
不锈钢焊接中采用小热量输入、小电流快速
焊。焊丝不做横向摆动,焊道宜窄不宜宽,最好不超过焊丝直径的3倍,这样焊缝冷却速度快,在危险温度区间停留时间短,有利于防止晶间腐蚀。小热量输入时,焊接应力小,有利于防止应力腐蚀和热裂纹,而且焊接变形小。
3注意事项
(1焊接前要检查氩气浓度。不锈钢氩弧焊的氩气浓度需达到99.9%以上,这样可以起到保护
2.5采用多层焊接方式
由于不锈钢焊接存在危险温度区间,在焊接
过程中尽量采用多层焊接,每层熔敷金属尽量薄,在前一层焊缝冷却后再进行下一层焊接(冷却温
度应低于60℃。焊缝尽可能一次焊完,少中断,少接头,收弧要衰减。盖面以焊缝外观黄、红为宜,若出现金属黑则表示焊接线能量过大。
2.6采用小热量输入、小电流快速焊
(2焊接时采用小电流,快速焊,降低焊接线能量,缩短奥氏体不锈钢在危险温度区间(450
 ̄850℃的停留时间,防止晶间腐蚀。
(3对有条件进行热处理的焊缝,在焊接后可以进行快速冷却,使焊缝温度低于450℃ ,防止晶间腐蚀。
2.2层间未熔合的解决方法
相对于碳钢,不锈钢在熔化后黏度大,流动
性差,容易形成层间未熔合等缺陷。为此在焊接时相应地增大焊缝坡口角度,便于熔敷金属流动,通常坡口角度为75°±5°。另外在根焊中尽量采用小直径焊丝,小电流,降低焊接线能量,提高熔敷金属的流动性。
2304L不锈钢焊接工艺特点2.1晶间腐蚀及应对措施
晶间腐蚀是在腐蚀介质作用下,起源于金属表面的晶界并且沿晶粒边界深入金属内部产生在
晶粒之间的一种腐蚀。晶间腐蚀是奥氏体不锈钢常见的焊接缺陷。
Cr是奥氏体不锈钢中具有耐腐蚀性的基本元
素,当Cr含量低于12%时,就不再具有耐腐蚀性了。304L不锈钢在焊接过程中存在焊接危险温度区间(为450 ̄850℃ ,见图1。当温度达到这一
304L不锈钢焊接中常出现的缺陷问题,焊接一次
合格率达到98%以上。
参考文献:
[1]中国石油天然气集团公司人事服务中心.电焊工[M].东营:中国
作用,防止出现焊接缺陷。
(2在焊接前要确定管道内充氩的浓度。不锈钢焊接前管道内需要充氩,且充氩浓度需达到
92%以上,充氩浓度可以通过仪器检测或者在管道
焊口引弧确定。
(3焊接后要对焊缝表面和内部进行酸洗钝化处理。经过钝化处理的焊缝表面呈银白色,具有较高的耐腐蚀性。
4结束语
通过现场实践和多次改进,很好地解决了
中图分类号:TG444.74
TG457.11文献标识码:B文章编号:1001-2206(2008 03-0049-02
304L不锈钢氩弧焊接工艺特点及
常见缺陷的防治措施
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西气东输管道增输工程压缩机(组中的润
滑油系统、干气密封系统和前置加热系统的工艺管道均为不锈钢管,材质为304L不锈钢(美国
ASTM标准,主要管道规格为D60mm ×6mm ;本文主要以D60mm ×6mm管道为例,分析奥氏
体不锈钢管道焊接中易发生的缺陷,并介绍采取的预防措施。
电压/V焊接速度/(mm/min
根焊2.090 ̄958 ̄1060±5填充盖帽
2.4
110 ̄12010 ̄12
60±5
注:焊接坡口角度为75°±5°
石油工程建设
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石油工程建设2008年6月
(1焊接时在管道内部进行充氩施工,并且确保根焊时充氩浓度达到92%以上。在填充、盖帽焊时,也要进行充氩,防止焊缝金属在高温时进行氧化反应,造成晶间腐蚀。
为防止304L不锈钢在焊接过程中耐腐蚀性能下降,可以采取以下几点措施:
表1304L不锈钢的化学成分和机械性能化学成分及含量/%
机械性能
C Cr Ni
屈服强度/MPa抗拉强度/
MPa硬度HB
≤ 0.பைடு நூலகம்30
18.0 ̄20.09.0 ̄13.0≥ 205
≥ 520
≤ 187
表2304L不锈钢的焊接工艺参数
焊层焊丝直径/mm电流/A