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不銹鋼薄板的應(yīng)用及焊接

信息來源:求和不銹鋼 時(shí)間:2018-12-20 16:06:13 瀏覽次數(shù):-

不銹鋼薄板的應(yīng)用及焊接張麗萍(張家口冶金制氧機(jī)備件廠科研所,河北張家口推廣應(yīng)用。

11:B 1前言不銹鋼是20世紀(jì)世界冶金史上的重大發(fā)明,也是20世紀(jì)產(chǎn)量和需求持續(xù)增長(zhǎng)的金屬材料之一。在鋼鐵產(chǎn)量停滯不前的狀況下,近10多年,世界不銹鋼的需求仍以4% ~5%的速率增長(zhǎng)。在不銹鋼中,鉻鎳不銹鋼薄板以其華麗的表面、耐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn),在常壓容器如酒罐、果汁罐、飲料罐以及生物工程、化學(xué)工程、航空、核工業(yè)等多領(lǐng)域多行業(yè)上廣泛地應(yīng)用。特別在酒罐的生產(chǎn)制造中,鉻鎳不銹鋼薄板以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)更加獨(dú)樹一幟,如0Cr18Ni900Cr17Ni14M(a國(guó)外牌號(hào)分別為304和316L規(guī)格一般為52~55是常壓容器生產(chǎn)最常用的材料。目前,我國(guó)食品、釀造行業(yè)90%以上的常壓容器全部是用不銹鋼薄板加工制造的。

2不銹鋼薄板的腐蝕不銹鋼是含鉻量12%以上的特種鋼,具有表面華麗、耐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)。主要成分的Cr在鋼表面形成薄而致密的Ci2()3鈍化保護(hù)膜(20~30Um),起著防止氧侵入金屬基體內(nèi)的作用,所以具備不易生銹的特性。因此,不銹鋼可在易發(fā)生腐蝕的環(huán)境下使用。但在一定的工況條件下(如介質(zhì)、環(huán)境、保護(hù)等)不銹鋼也可能發(fā)生腐蝕。如:酒罐在焊接及使用過程中會(huì)產(chǎn)生以下4種腐蝕,即:均勻腐蝕、晶間腐蝕、點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕及應(yīng)力腐蝕。

⑴均勻腐蝕:不銹鋼的失效與碳鋼不同,很少會(huì)由于均勻腐蝕而失效腐蝕余量“對(duì)不銹鋼沒有意義。

⑵晶間腐蝕:不銹鋼酒罐在制造和焊接時(shí),加熱溫度和加熱速度在不銹鋼敏化溫度區(qū)域(約450~800°C)時(shí),材料中過飽和碳就會(huì)在晶粒邊界首先析出,并與鉻結(jié)合形成碳化鉻C%C6,此時(shí)碳在奧氏體內(nèi)的擴(kuò)散速度比鉻擴(kuò)散速度快,鉻來不及補(bǔ)充晶界由于形成碳化鉻而損失的鉻,結(jié)果晶界的鉻含量就會(huì)隨碳化鉻的不斷析出而不斷降低,形成所謂的貧鉻區(qū)。如果該區(qū)恰好露在焊縫表面并與腐蝕介質(zhì)接觸時(shí),則將產(chǎn)生晶間腐蝕。在制造過程中,做好焊前及焊后表面處理,如:焊前用丙酮清洗,杜絕與碳鋼工具的接觸;焊接時(shí)減少焊接熱輸入量,采用小電流、快速焊、小焊道;焊后將焊道打磨平整,酸洗、中和并拋光。以去掉焊縫表面的貧鉻區(qū)。

⑶點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕:本腐蝕的發(fā)生是在金屬上的薄弱點(diǎn),區(qū)域不大,表面鈍化膜局部破壞。一旦形成起始點(diǎn),便在此點(diǎn)選擇性地進(jìn)行下去。點(diǎn)腐蝕的成長(zhǎng)速度很快,而且在常溫下進(jìn)行。表面現(xiàn)象為焊接時(shí)未焊透,在焊縫區(qū)產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕。在對(duì)接部位有殘留縫隙,尤其人孔、接管等對(duì)接部位,焊接氣孔產(chǎn)生蝕坑、結(jié)構(gòu)死角,焊接死角上堆積的污物,使之產(chǎn)生點(diǎn)和縫隙腐蝕。

⑷應(yīng)力腐蝕:影響奧氏體不銹鋼焊接接頭應(yīng)力腐蝕的因素有焊接區(qū)的殘余拉應(yīng)力、焊縫結(jié)構(gòu)組織以及在接頭區(qū)的碳化物析出等。奧氏體不銹鋼焊接制品應(yīng)力腐蝕的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,焊前各種冷加工(如冷彎成型、切削、打磨以及劃傷等)和焊后冷、熱加工(如冷熱矯形、焊后熱處理等)不當(dāng)引起的殘余應(yīng)力,破壞表面鈍化膜,尤其是酸洗處理或隨意在母材上引弧等都對(duì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕有重要影響。另外,由于結(jié)構(gòu)原因在焊接接頭區(qū)存在局部濃縮和積沉的介質(zhì),也是引起奧氏體不銹鋼焊接接頭應(yīng)力腐蝕的原因。在焊接過程中,應(yīng)采取以下措施防止應(yīng)力腐蝕,如:焊接接頭避免“死區(qū)”、“死角”,焊縫布置避免應(yīng)力集中。焊接時(shí)采用合理的焊接順序和方向,也可有效地防止應(yīng)力腐蝕,如:先焊收縮量較大的焊縫,使焊縫能自由地收縮;先焊對(duì)接焊縫,后焊角焊縫;先焊錯(cuò)開的短焊縫,后焊直通的長(zhǎng)焊縫,使焊縫有較大的橫向收縮余地;先焊在工作時(shí)受力較大的焊縫,使內(nèi)應(yīng)力合理分布;焊縫接觸介質(zhì)的一面應(yīng)最后施焊;焊道整形,對(duì)焊道形成壓應(yīng)力,等等,都可以防止應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。

上述結(jié)論對(duì)焊接不銹鋼常壓容器起到非常重要的指導(dǎo)作用。隨后的不銹鋼常壓容器的焊接技術(shù)也日益成熟并逐11~步兀吾。

3不銹鋼常壓容器的焊接技術(shù)55來說明不銹鋼常壓容器的焊接工藝及焊接技術(shù),見。

31采用氬氣保護(hù)的鎢極氬弧焊采用鎢極氬弧焊,它以燃燒于非熔化電極鎢棒與焊件間的電弧作為熱源,使不銹鋼板自熔形成焊縫。電板和電弧區(qū)及熔化的不銹鋼均由氬氣保護(hù),使之與空氣隔離。由于氬氣是惰性氣體,它不與金屬起化學(xué)作用,也不溶解于金屬,因此可以避免焊縫金屬的氧化及合金元素的燒損。使焊接的過程簡(jiǎn)單和易控制。其優(yōu)點(diǎn)是可應(yīng)用于全位置焊接。

適用范圍:采用氬氣保護(hù)的鎢極氬弧焊適用于常壓容器的全位置焊接。焊接工藝參數(shù)見表1.表1氬氣保護(hù)的鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)母材代號(hào)焊絲牌號(hào)焊絲直徑焊接電流焊接電壓但是通過氬氣保護(hù)的焊縫,由于電弧集中,熱量大,氬氣冷卻速度慢,故而會(huì)產(chǎn)生一定的變形。通過薄壁酒罐的焊接,發(fā)現(xiàn)氬氣保護(hù)的鎢極氬弧焊有以下缺點(diǎn):⑴筒體頂、底蓋施焊后,有焊縫收縮現(xiàn)象,使得頂、底蓋變形太大,直接影響外觀質(zhì)量;⑵筒節(jié)間環(huán)焊縫施焊后,有“縮腰”變形現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)罐體呈“葫蘆”狀;⑶筒節(jié)縱焊縫施焊后有縮小變形現(xiàn)象。

為了解決氬氣保護(hù)施焊過程中的變形問題,針對(duì)不同焊接位置、不同材料和規(guī)格,對(duì)酒罐氬弧焊工藝又總結(jié)出以下兩種施焊工藝。這兩種施焊工藝可大大減小焊接變形,使焊縫質(zhì)量達(dá)到一個(gè)理想的效果。

32水保護(hù)鎢極氬弧焊工藝水保護(hù)氬弧焊利用自來水冷卻速度快的特點(diǎn),減小熱影響區(qū)范圍,以達(dá)到減小變形的目的。并且水保護(hù)氬弧焊可以加速焊縫冷卻,減少焊接接頭在危險(xiǎn)溫度區(qū)的停留時(shí)間。

1適用范圍適用于筒體間環(huán)焊縫以及頂蓋拼接時(shí)的對(duì)接焊縫,材料規(guī)格為52~25. 322焊前準(zhǔn)備嚴(yán)格清理焊縫及附近區(qū)域50mm范圍內(nèi)的油污物;對(duì)于筒體,以成卷下料為宜,如果是頂蓋的拼接,則一定要將等離子切割后的毛邊打磨平整。

323焊接工藝1節(jié)與第n節(jié)筒節(jié)組對(duì)點(diǎn)焊,點(diǎn)對(duì)間距20mm,對(duì)接間隙0~Cl 5mm兩筒節(jié)縱焊縫相對(duì)錯(cuò)位1000mm.⑵正面由一名焊工加絲氬弧焊,背面由另一名焊工澆自來水冷卻,澆水的人要緊隨正面焊工所焊的焊縫(亮點(diǎn)),水流速度及水壓不宜過大,水流均勻貼著板面下流。

⑶背面由一名焊工不加絲氬弧焊(即熔焊),正面由另一名焊工澆自來水冷卻,澆水方法同上,焊接工藝參數(shù)見表2.表2水保護(hù)鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)母材代號(hào)焊絲牌號(hào)焊絲直徑焊接電流焊接電壓⑷焊后進(jìn)行表面處理,將反面焊縫打磨平整,酸洗,中和并拋光,拋光寬度50mm;將正面焊縫酸洗中和并拋光,拋光4焊后檢驗(yàn)焊后焊縫外觀檢查焊接變形明顯減小,表面平整,焊道均勻整齊。

325結(jié)論⑴通過使用水保護(hù)氬弧焊新工藝,成功地解決了不銹鋼薄板氬弧焊焊接變形問題,罐體外觀整齊、漂亮,而且具有資源可以再利用的優(yōu)點(diǎn)。

⑵通過對(duì)焊接工藝評(píng)定試板進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn),其抗拉強(qiáng)度值為490MPa低于母材抗拉強(qiáng)度值520MPa>考慮到容器環(huán)向應(yīng)力是周向應(yīng)力的兩倍,所以我廠將該焊接工藝僅應(yīng)用于容器筒體環(huán)焊縫及罐頂?shù)暮附又小?/span>

33雙人雙面同步鎢極氬弧焊工藝33.1適用范圍對(duì)于承重的罐底焊縫和受力較大的縱焊縫,特別是對(duì)于525~55的板厚,應(yīng)采用雙人雙面同步氬弧焊。

荒煤氣自動(dòng)放散在焦?fàn)t的應(yīng)用維護(hù)高云(酒泉鋼鐵集團(tuán)公司焦化廠,甘肅嘉峪關(guān)735100)1:B 1前言隨著現(xiàn)代企業(yè)的不斷發(fā)展,社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求也曰益提高。而焦?fàn)t荒煤氣外泄是煉焦生產(chǎn)過程中的主要污染源,尤其當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)故障、突然停電、煤氣疏導(dǎo)系統(tǒng)故障而集氣管煤氣壓力居高不下時(shí),只能直接排入大氣,造成很大污染,又導(dǎo)致焦?fàn)t四處跑煙冒火,甚至燒壞焦?fàn)t鐵件和設(shè)備。為了解決這種情況,酒鋼焦化廠在4焦?fàn)t的建設(shè)中采用了太原亞樂士公司的荒煤氣自動(dòng)放散點(diǎn)火裝置。應(yīng)用后取得了良好的效果。

2工藝流程簡(jiǎn)介荒煤氣自動(dòng)放散點(diǎn)火裝置是通過設(shè)有軟件程序的自動(dòng)控制柜實(shí)現(xiàn)常年24h自動(dòng)運(yùn)行,只要荒煤氣壓力超過規(guī)定的上限超壓報(bào)警,就會(huì)分級(jí)打開放散,以保證集氣管煤氣壓力不會(huì)大起大落,又不隨意將煤氣放散。當(dāng)壓力達(dá)到報(bào)警點(diǎn)時(shí),有聲光報(bào)警器報(bào)警,提醒崗位人員注意。而當(dāng)壓力繼續(xù)上升,系統(tǒng)將進(jìn)行放散點(diǎn)火,流程如下:⑴系統(tǒng)以集氣管內(nèi)煤氣壓力為檢測(cè)信號(hào),該信號(hào)以4~ 20mA電流信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng),當(dāng)PLC檢測(cè)到集氣管內(nèi)煤氣壓力超規(guī)定極限時(shí),系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),準(zhǔn)備放散;⑵激發(fā)點(diǎn)火-打開引火管煤氣球閥-引火火柜點(diǎn)燃、成功后關(guān)閉點(diǎn)火-打開煤氣放散閥-打開引風(fēng)蒸汽球閥-關(guān)閉引火管煤氣球閥;⑶當(dāng)集氣管內(nèi)煤氣壓力下降到正常值時(shí),停止放散;⑷關(guān)閉煤氣放散閥-關(guān)閉蒸汽。

2焊前準(zhǔn)備⑴嚴(yán)格清理焊縫及附近區(qū)域50mm范圍內(nèi)的油污物;⑵一定要將等離子切割過的割口(焊縫所在位置)打磨平整。

333焊接工藝⑴將筒節(jié)圍成圖紙要求的尺寸,點(diǎn)對(duì)中焊縫,點(diǎn)對(duì)間距20mm,對(duì)接間隙0~⑵焊接時(shí)采用雙人雙面同步氬弧焊。焊工在焊縫同一部位的正、反面,沿同一方向用相同的焊接速度施焊,正面焊工填加焊絲,反面不填絲,焊縫正反面一次成形。焊接參數(shù)見表3.表3雙人雙面同步鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)母材代號(hào)焊絲牌號(hào)焊絲直徑焊接電流焊接電壓根據(jù)焊接工藝評(píng)定對(duì)試板進(jìn)行了拉伸、彎曲試驗(yàn),各項(xiàng)機(jī)械性能均符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.5結(jié)論該工藝最大優(yōu)點(diǎn)是熔池兩面始終處于氬氣保護(hù)之中,避免了氣孔的產(chǎn)生,同時(shí)具有正反面焊縫成形好,焊件不用加工坡口,焊接效率高等優(yōu)點(diǎn)。

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