06Cr19Ni10不銹鋼管焊接工藝分析

通過對奧(ao)氏體不銹鋼管06Cr19Ni10焊(han)接(jie)性能(neng)研究，提出06Cr19Ni10合適的焊接(jie)方法和(he)焊接(jie)工藝。

1 06Cr19Ni10的(de)焊接(jie)性(xing)分析(xi)

對于什么是(shi)焊接性(xing)，GB/T3375-94《焊(han)接(jie)(jie)術語》中注明：“材(cai)料在限定(ding)的(de)(de)施(shi)工(gong)條件(jian)(jian)下，焊(han)接(jie)(jie)成按規定(ding)設(she)計(ji)要求(qiu)的(de)(de)構(gou)件(jian)(jian)，并滿(man)(man)足(zu)預定(ding)服役要求(qiu)的(de)(de)能力(li)”。它包括兩方面的(de)(de)內(nei)容：其一(yi)是(shi)焊(han)成的(de)(de)構(gou)件(jian)(jian)符合設(she)計(ji)要求(qiu)；其二是(shi)滿(man)(man)足(zu)預定(ding)的(de)(de)使用(yong)條件(jian)(jian)，能夠(gou)安全(quan)運(yun)行(xing)。

根據(ju)討論問題的著眼點不同，焊接性可分為：1）工藝(yi)焊接性(xing)；2）使用(yong)焊接(jie)性。

影響焊接性的因素(su)主要有以下幾(ji)點：1）材(cai)料因素；2）焊接方法；3）構件(jian)類(lei)型；4）使(shi)用要求。

金屬的(de)(de)焊接(jie)(jie)性(xing)(xing)與材料成分、焊接(jie)(jie)方法、構件類型、使(shi)用要求都有(you)密切的(de)(de)關(guan)系，所以(yi)不應脫離這些因素而單純(chun)的(de)(de)從材料本身的(de)(de)性(xing)(xing)能來評價焊接(jie)(jie)性(xing)(xing)。從上述分析(xi)可(ke)以(yi)看出，很(hen)難找出一(yi)項技術(shu)指標可(ke)以(yi)概(gai)括焊接(jie)(jie)性(xing)(xing)，只有(you)通過綜合多方面的(de)(de)因素才能分析(xi)焊接(jie)(jie)性(xing)(xing)問題。

分析金(jin)屬的(de)焊接性(xing)我們(men)在不(bu)要求做非常(chang)準確的(de)情況(kuang)下我們(men)可(ke)以根據碳(tan)當量、材(cai)料的(de)化學性(xing)能、材(cai)料的(de)物理性(xing)能來判斷(duan)，如(ru)果要求需要很(hen)準確的(de)話我們(men)可(ke)以通過(guo)焊接性(xing)試驗來判定。06Cr19Ni10的焊接性能(neng)我們就(jiu)從(cong)這方面來判定：

1）06Cr19Ni10屬于奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼管，其組織為奧(ao)氏體(ti)（A）加3-5％鐵(tie)素體(ti)(ti)（F）。它具有(you)良(liang)好的塑性(xing)和高(gao)溫、低溫性(xing)能。它在焊接熱(re)循環(huan)的作(zuo)用下，主要顯示出以下基(ji)本要求：①焊接過(guo)程中采用小的線能量輸入，減小熱(re)影響(xiang)區范圍，加(jia)快(kuai)焊縫及熱(re)影響(xiang)區的冷(leng)卻(que)速度對不銹鋼管的(de)焊接是(shi)有益的(de)。②用06Cr19Ni10焊(han)接時(shi)導(dao)熱(re)系(xi)數小，存在過熱(re)區，也容易(yi)造成熱(re)影響區的(de)晶粒長大。焊(han)縫高溫停留時(shi)間(jian)過長，在高溫狀態下Cr和C形(xing)成化合物，在高溫區(qu)就形(xing)成了貧鉻層，也(ye)會導致焊(han)縫的枝晶傾向(xiang)加劇(ju)。因此要求(qiu)盡量選擇線(xian)能覺輸入較(jiao)小(xiao)的焊(han)接(jie)(jie)方法。③由(you)于導熱系數小(xiao)而線(xian)膨脹系數大(da)，自由(you)焊(han)態(tai)下焊(han)接(jie)(jie)易(yi)產(chan)生較(jiao)大(da)的變形(xing)，選用能量集中，熱影響區(qu)窄(zhai)的焊(han)接(jie)(jie)方法能在一定程(cheng)度上(shang)減少焊(han)接(jie)(jie)變形(xing)。

2）06Cr19Ni10的(de)(de)含碳量很小，在加上(shang)它屬于高合金鋼碳當量法(fa)對它焊接性能的(de)(de)估(gu)算是不怎么(me)準確(que)的(de)(de)。因此我們不用碳當量對它的(de)(de)焊接性進行分析。

3）06Cr19Ni10屬于奧氏體不銹鋼管(guan)，這類鋼有具有交(jiao)高的(de)(de)變形能力(li)并不(bu)可淬硬，而且它的(de)(de)含(han)碳量(liang)(liang)又很底，所以(yi)總的(de)(de)來說焊(han)接(jie)(jie)性還是不(bu)錯(cuo)的(de)(de)。但是由(you)于熱導率低，熱膨脹系數大，局部加熱時溫度分布不(bu)均勻，收(shou)縮量(liang)(liang)大等都將使(shi)接(jie)(jie)頭在焊(han)接(jie)(jie)過(guo)程中產(chan)生交(jiao)大的(de)(de)內應力(li)。在焊(han)接(jie)(jie)的(de)(de)時候應該注意這方面的(de)(de)問題，焊(han)接(jie)(jie)時盡(jin)量(liang)(liang)避免或(huo)減(jian)少這種受熱不(bu)均顯(xian)現的(de)(de)發生，焊(han)接(jie)(jie)的(de)(de)速度也應該適當(dang)的(de)(de)快(kuai)點。

上面我(wo)們(men)已經從它的化學成分(fen)和物理性(xing)能對06Cr19Ni10的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)性(xing)能進行了(le)分析(xi)，但是(shi)根(gen)據這些判(pan)(pan)斷(duan)(duan)出的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)性(xing)是(shi)不(bu)夠準(zhun)確(que)的(de)(de)(de)，我(wo)們(men)需要準(zhun)確(que)的(de)(de)(de)判(pan)(pan)斷(duan)(duan)它的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)性(xing)我(wo)們(men)就(jiu)必(bi)須(xu)通過焊(han)接(jie)性(xing)試驗來完(wan)成。焊(han)接(jie)性(xing)的(de)(de)(de)試驗是(shi)很多的(de)(de)(de)，我(wo)在(zai)這里(li)就(jiu)用斜Y型坡(po)口焊(han)接裂(lie)紋試驗方法。

2選擇(ze)焊接方法

焊接奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼管的(de)方法有很多，埋弧焊、焊條(tiao)電弧焊、CO2不銹鋼(gang)管藥芯焊(han)絲電弧焊(han)等。

1）手(shou)工電(dian)弧焊由于其操(cao)作靈活、方便，設備投資(zi)少，因(yin)而被廣(guang)泛用于奧氏體不銹(xiu)鋼管(guan)結構的生(sheng)產中(zhong)這(zhe)也(ye)是一種典型的、傳(chuan)統焊接方法。

2）不銹鋼(gang)管埋弧焊大多使用在不銹(xiu)鋼管筒體(ti)的(de)環縫和縱縫。通常是開X型坡口(kou)，先焊(han)內焊(han)縫(feng)，然后反面(mian)砂輪打磨（甚(shen)至氣(qi)刨）。隨后焊(han)正面(mian)，存在問題有：①對母(mu)材損傷較大，對腐蝕性(xing)能(neng)不(bu)利、影響美(mei)觀(guan)。②埋(mai)弧不銹鋼管(guan)焊絲(si)品種少，質(zhi)量較差(cha)，配用(yong)的260和431、350焊劑，往往使(shi)焊后縫(feng)殘留有橫向熔渣。焊工(gong)需要(yao)用砂輪打(da)磨。③因(yin)而不銹鋼管埋弧(hu)焊接效(xiao)率(lv)低(di)、成本高、質(zhi)量粗糙。

3）CO2不銹(xiu)鋼藥芯(xin)焊(han)絲電(dian)弧(hu)焊(han)。采用CO2氣保護不銹鋼管藥芯焊絲焊接(jie)不銹鋼管(guan)是近二三十年的事(shi)。該(gai)方法使用常規CO2焊機(ji)或MIG焊機，采用100%C02或(huo)80%Ar+20%02作為(wei)保護氣體(ti)，和普(pu)通結構鋼實心焊(han)絲焊(han)接相似(si)，即可得到美觀的焊(han)縫。在3種(zhong)方法(fa)中，CO2保護不(bu)銹鋼管藥(yao)芯(xin)焊(han)絲有取(qu)代前兩種(zhong)焊(han)接方法的趨勢。這(zhe)三種(zhong)焊(han)接方法的對比，見下表。

不(bu)銹(xiu)鋼管手工(gong)電弧(hu)焊、MIG實心焊絲和(he)CO2氣保護不銹(xiu)鋼管藥芯焊(han)絲電(dian)弧焊(han)的(de)對比

從(cong)上面的(de)數(shu)據分析手工電弧(hu)焊(han)接將(jiang)會漸漸被CO2氣體保護(hu)焊(han)接所替(ti)代(dai)，但是目前(qian)(qian)這(zhe)個階段手工電(dian)弧焊(han)接應用(yong)還是很(hen)普遍(bian)的(de)！從(cong)分(fen)析可以看出(chu)目前(qian)(qian)不(bu)銹鋼管的焊接性(xing)是很好的，使(shi)用也是越(yue)來越(yue)廣(guang)泛的。對于(yu)這種(zhong)不(bu)銹鋼管的(de)焊接技術(shu)也越來(lai)越成熟(shu)起來(lai)，但在目(mu)前這個階段我們應用(yong)最廣泛的(de)還是手工電弧焊。

3、06Cr19Ni10焊接工(gong)藝(yi)

編(bian)制的焊接工(gong)(gong)藝(yi)是否(fou)合適需要經過焊接工(gong)(gong)藝(yi)評定(ding)驗證，焊接工(gong)(gong)藝(yi)評定(ding)合格后的焊接工(gong)(gong)藝(yi)才(cai)能指導(dao)生產。現以我廠的焊接工(gong)(gong)藝(yi)評定(ding)為例(li)，簡要說(shuo)明06Cr19Ni10焊條電弧焊焊接工藝編(bian)制(zhi)。

先編制焊接工藝指導書(shu)（WPS1103），然后制(zhi)備試板，板材的規格是6×150×300mm兩塊（06Cr19Ni10）。

采用焊(han)接方法是手工電弧(hu)焊(han)

焊材型號E308-16牌號(hao)A102，規格3.2mm坡口形式是V型(xing)

焊接(jie)參數是(shi)電流：90-120A，電壓20-24V，速(su)度15-20cm/min正(zheng)面(mian)2層(ceng)SMAW A1023.2mm反(fan)接(jie)90-11018.5-2015-18背面清根1層SMAW A1023.2mm反(fan)接(jie)100-12020-2218-20焊接工藝評定(ding)指導書和焊接工藝評定(ding)格式按JB4708-2000推薦格式，然后(hou)按要求(qiu)進行試板外觀檢驗、無損(sun)檢測(ce)、截取(qu)試樣進行力學性能試驗，評(ping)定各樣合格后(hou)出焊接工藝評(ping)定報告（PQR1103），這樣評定合格(ge)的焊接(jie)工藝(yi)就可以指(zhi)導生產。