低温碳钢的焊接要点

高温钢的冲压

一般来说把-10~-196℃的环境温度覆盖范围称作高温(我省从-40℃算起),高于-196℃时称作超高温。高温钢主要就是为的是适应环境可再生能源、化工等工业部门的须要而快速产业发展出来的一类专供钢。高温钢明确要求在高温组织工作前提下具备足够多的气压、脆性和延展性,与此同时应具备较好的研磨操控性,主要就用作锻造-20~-253℃高温下组织工作的冲压内部结构,如储藏和货物运输各种类型天然气液体的罐子等。

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冲压方式及热输出的优先选择

常见的冲压方式有铜焊耐腐蚀、埋弧手动焊、钨极氩弧焊、熔融极液体为保护焊。

低合金高温用钢冲压时,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,冲压电流不宜过大,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,要控制道间环境温度,应采用小的热输出施焊,控制在20KJ/cm以下。如果须要预热,应严格控制预热环境温度及多层多道焊时的道间环境温度。

冲压线能量也叫冲压热输出,是单位长度焊缝得到的冲压电弧热量。

公式 E=UI/v(焦耳/厘米) 其中U:电弧电压(伏特),I:冲压电流(安培),v:冲压速度(厘米/分)。

冲压线能量是影响冲压接机械头性能的重要因素。当冲压电流、电弧电压增大时,冲压线能量增大,当冲压速度减小时,冲压线能量增大。

对于高温钢,冲压线能量过大,接头延展性的下降更为严重,使压力罐子在高温状况下运行时易发生瞬间的破坏。所以冲压时,要严格控制冲压电流、电弧电压、冲压速度,保证冲压接头的各项操控性指标。

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高温钢的冲压特点及其工艺措施

高温钢由于含碳量低,其淬硬倾向和冷裂倾向小,具备较好的冲压性。但是过大的冲压线能量会使焊缝及热影响区形成粗晶组织而使高温延展性大为降低,内部结构的突变及锻造中的强力组对会使内部结构的局部产生高的应力,从而增大设备在高温状态下的脆性破坏。 为此,在冲压过程中应做到以下几点:

⑴采用小的冲压线能量,最大限度的减少过热,防止在冲压接头上出现粗大的组织。铜焊耐腐蚀常采用12-15KJ/cm,埋弧焊一般来说为20KJ/cm。为此铜焊耐腐蚀尽量不用φ5铜焊,埋弧手动焊多选用φ3.2焊丝,铜焊耐腐蚀每层约2mm,埋弧手动焊约2.5mm。

⑵采用直焊道,多道快速压焊。目的是为的是减少过热和后一焊道对前一焊道有回火作用,使晶粒细化。

⑶避免强力组对,使内部结构局部不产生应力集中现象。

⑷尽可能降低焊道间的层间环境温度,避免焊道长时间处于高温状态,尽量做到不连续施焊。

⑸一般来说选用超低氢铜焊及焊剂,所以在焊前要严格按烘干制度进行烘干处理,领用的铜焊超过4小时未用完,应返回二级库重新烘干再使用。另外对于高温钢铜焊,使用前要按相关标准进行熔敷金属扩散氢复验,一般来说采用水银法,按GB/T3965-2012 执行,合标指标符合设计明确要求。

⑹ 在冬季施工及厚度较大的内部结构,应适当进行预热,至少预热到15℃以上。对于大厚板冲压,预热环境温度一般为50℃,道间环境温度控制在50~150℃之间。

(7)引弧须采用引弧板或在坡口内引弧,不得在非冲压部位引弧。

(8)高温钢焊后消除应力热处理可以降低低合金钢冲压产品的脆断危险性。

常见高温钢冲压材料的优先选择

16MnDR:

J507GR,J507RH,——E5015-G或E5016-G H10Mn2 SJ101——F5P4-H10Mn2 09MnNiDR:

W707Ni,W807Ni——E5515-N5 E7015-C1L,E7016-C1L F7P7-ENi2-Ni2

H07MnNDR SJ603W——F5P7-H07MnNiDR 08Ni3DR:对于环境温度高于-100℃,一般选进口焊材 E7015-C2L,E7016-C2L F7P15-ENi3-Ni3

SA-203 Gr.D 是ASME材料,明确要求-101℃冲击 E7016-C2L F7P15-ENi3-Ni3

高温压力罐子的冲压检验

1、 固规明确要求:对于设计环境温度高于-40℃的低合金钢制高温压力罐子上的冲压接头要进行100%MT检测,按JB/T4730.4-2005 I级合格。

2、 如设计执行HG20584,对于有超声检测明确要求的高温钢材的冲压,坡口表面及清根后的坡口表面应进行100%MT检则,按JB/T4730.5-2005 I级合格。

3、 高温下由缺陷引起的应力集中将增大内部结构高温脆性破坡倾向。应注意避免弧坑、未熔透及焊缝成型不良等缺陷。一般来说见情况下,焊缝余高尽量减少,有时明确要求焊后磨平;角接接头应圆滑,不允许向外凸起,焊缝圆滑度差或成型不良者必须打磨;焊缝边缘不得存在咬边。

4、 高温罐子表面不得采用钢印标记。