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1.確定焊接工藝
不銹鋼的牌號非常多。按合金成分可分為鉻系不銹鋼和鉻鎳不銹鋼。按不銹鋼的金屬組織可分為奧氏型、鐵素體型、馬氏體型等。而在施工中最常用的是奧氏體型,如:0Crl9Ni9、1Crl8Ni9Ti等。奧氏體型不銹鋼的焊接性比較好,相對比較容易焊接,焊接接頭即使在焊態(tài)也具有較高的韌性。但與普通碳素鋼相比,其導(dǎo)熱率約為碳鋼的1/3,膨脹系數(shù)卻比碳鋼大1.5倍。由于奧氏體不銹鋼具有較低的導(dǎo)熱率和較高的膨脹系數(shù),這樣在焊接過程中會產(chǎn)生較大的變形和應(yīng)變。所以焊接質(zhì)量主要取決于焊接工藝是否與母材相適應(yīng)。為此在確定焊接工藝時,必須從以下方面進行考慮。
焊接方法的選擇不銹鋼常用的焊接方法有手工電弧焊、氣體保護焊及自動埋弧焊。主要是根據(jù)設(shè)計的介質(zhì)參數(shù)、施工條件和操作環(huán)境、以及施工成本等確定。在工藝管道施工中,因管徑大小不等,且管道上閥門、管件較多,使得焊口位置變化較復(fù)雜。所以一般均采用手工電弧焊。對于輸送易燃、易爆或介質(zhì)有一定潔凈度要求的管道,通常采用氬弧焊打底。手工電弧焊蓋面的方式焊接,以提高焊縫的內(nèi)在質(zhì)量。焊接材料的選擇不銹鋼焊條分為鉻不銹鋼焊條(牌號為“G”字頭)和鉻鎳不銹鋼焊條(牌號為“A”字頭)。鉻不銹鋼焊條主要用于馬氏體型不銹鋼焊接。焊條的選擇主要從母材的化學(xué)成分、管道介質(zhì)溫度和壓力、焊機電流(交流或直流)、焊接方法以及焊接時的環(huán)境溫度等多方面考慮。一般來說,通過選擇確認,會有多個牌號的焊條能夠滿足焊接要求。這時可根據(jù)焊條的性價比擇優(yōu)選用。
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304不銹鋼的性質(zhì)
拉強度(Mpa) 620 MIN
屈服強度(Mpa) 310 MIN
伸長率(%) 30 MIN
面積縮減(%) 40 MIN
304不銹鋼的密度 7.93 g/cm3 奧氏體不銹鋼一般都用這個值
304含鉻量(%) 18--20 . 304相當(dāng)于我國的0Cr19Ni9 (0Cr18Ni9)不銹鋼304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料,防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強。耐高溫方面也比較好,能高到到1000-1200度。304不銹鋼具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸,在實驗中得出:304不銹鋼具有很強的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機酸和無機酸亦具有良好的耐腐蝕能力。
304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料,防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強。耐高溫方面也比較好,一般使用溫度極限小于650℃。304不銹鋼具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸,在實驗中得出:304不銹鋼具有很強的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機酸和無機酸亦具有良好的耐腐蝕能力.
304按國家規(guī)定是8-10個鎳,一般廠家都會在8.0-8.5之間, 對于溫度要避開450~850℃,這個溫度區(qū)間就稱為產(chǎn)生晶間腐蝕的 “危險溫度區(qū) ”或稱“敏化溫度區(qū)”,其中尤以650℃為最危險。
304 是一種通用性的不銹鋼,它廣泛地用于制作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設(shè)備和機件。其變種有304L 是碳含量較低的304不銹鋼,用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)生晶間腐蝕(焊接侵蝕);304N 是一種含氮的不銹鋼,加氮是為了提高鋼的強度。
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不銹鋼焊接工藝技術(shù)要點
不銹鋼焊管是在焊管成型機上,由不銹鋼板經(jīng)若干道模具碾壓成型并經(jīng)焊接而成。由于不銹鋼的強度較高,且其結(jié)構(gòu)為面心立方晶格,易形成加工硬化,使焊管成型時:一方面模具要承受較大的摩擦力,使模具容易磨損;另一方面,不銹鋼板料易與模具表面形成粘結(jié)(咬合),使焊管及模具表面形成拉傷。因此,好的不銹鋼成型模具必須具備極高的耐磨和抗粘結(jié)(咬合)性能。我們對進口焊管模具的分析表明,該類模具的表面處理都是采用超硬金屬碳化物或氮化物覆層處理。
激光焊接、高頻焊接與傳統(tǒng)的熔化焊接相比具有焊接速度快、能量密度高、熱輸入小的特點,因此熱影響區(qū)窄、晶粒長大程度小、焊接變形小、冷加工成形性能好,容易實現(xiàn)自動化焊接、厚板單道一次焊透,其中最重要的特點是Ⅰ形坡口對接焊不需要填充材料。
焊接技術(shù)主要應(yīng)用在金屬母材上,常用的有電弧焊,氬弧焊,CO2保護焊,激光焊接,電渣壓力焊等多種,塑料等非金屬材料亦可進行焊接?!〗饘俸附臃椒ㄓ?0種以上,主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。
熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài),不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。
在熔焊過程中,如果大氣與高溫的熔池直接接觸,大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質(zhì)量和性能。
壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間結(jié)合,又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當(dāng)電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時,在軸向壓力作用下連接成為一體。
各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數(shù)壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程,因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素?zé)龘p,和有害元素侵入焊縫的問題,從而簡化了焊接過程,也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。同時由于加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區(qū)小。許多難以用熔化焊焊接的材料,往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優(yōu)質(zhì)接頭。
釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料,將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度,利用液態(tài)釬料潤濕工件,填充接口間隙并與工件實現(xiàn)原子間的相互擴散,從而實現(xiàn)焊接的方法。
焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側(cè)在焊接時會受到焊接熱作用,而發(fā)生組織和性能變化,這一區(qū)域被稱為熱影響區(qū)。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同,焊后在焊縫和熱影響區(qū)可能產(chǎn)生過熱、脆化、淬硬或軟化現(xiàn)象,也使焊件性能下降,惡化焊接性。這就需要調(diào)整焊接條件,焊前對焊件接口處預(yù)熱、焊時保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質(zhì)量。