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            焊接工藝對TP321不銹鋼管焊接變形的影響

            不銹鋼管焊接變形將對于構件表面的美觀性及其使用性能產生一定影響,基材/焊接材料化學成分、焊接輸入線能量和冷卻速度是影響雙相不銹鋼管接頭中兩相比例、有害相析出、氫致裂紋、殘余應力及變形的主要因素,通過合理選材和控制工藝參數可獲得綜合性能良好的雙相不銹鋼管焊接接頭;避免焊接和使用過程中環境氫含量較高是防止雙相不銹鋼管氫致裂紋的另一有效途徑。本文著重分析焊接工藝基于不銹鋼管焊接變形的影響,在此基礎上總結梳理控制不銹鋼管焊接變形的相關措施,以提高焊接工藝水平。

            不銹鋼管焊接是一種常用的、最具實用價值的加工方式,通常在焊縫冷卻后易出現焊接變形問題,包含橫向收縮、縱向收縮、彎曲、角變形等類型,而不同焊接工藝手段所引發的變形效果也存在顯著差異。如何明確界定影響不銹鋼管焊接變形的工藝,并采取有效手段優化焊接工藝水平,成為當前亟待解決的問題。

            1母材化學成分及焊接性分析

            A312TP321材質焊接性較好,具有不銹鋼管物理性能特點。焊接過程中,由于導熱系數小、厚壁較厚散熱較難等因素影響,焊接接頭在敏化溫度區間(450850℃)停留時間較長,易形成粗大的鑄態組織,且在晶界上易析出大量碳化鉻(Cr23C6),降低不銹鋼管的耐蝕性,造成晶間腐蝕;同時焊縫受殘余拉應力影響,熱輸入量較大時熱裂紋的傾向較為明顯。因此,焊接材料和工藝選擇不當時,易出現熱裂紋、晶間腐蝕和應力腐蝕等缺陷。

            2焊接工藝對不銹鋼管焊接變形的影響因素分析

            2.1焊接工藝

            當前常用焊接工藝包含焊條電弧焊工藝、埋弧焊工藝、熔化極氣體保護焊工藝等類型,不同焊接工藝所形成的焊接變形量也存在顯著差異,在采用部分焊接工藝的過程中極易引發焊件局部過熱現象,進而在冷卻焊縫后導致焊件變形,例如在采用焊條電弧焊工藝進行焊接時易引發橫向收縮變形。為避免不銹鋼管焊件出現嚴重變形,應在焊接前結合不銹鋼管構件的結構特點、性能特征、功能需求進行焊接工藝的科學選取,保障所使用的焊接工藝能夠最大限度符合不銹鋼管構件的性能特點,以此控制焊接變形問題。同時,由于在焊接不銹鋼管構件的過程中其構件內部也會產生一定的應力,因此還需著重選取有效方法消除應力,不銹鋼管焊接變形量降至最低。

            2.2焊接方法基于不銹鋼管焊接變形的影響

            不管是在大型工廠還是在居民家中,如需對產品進行焊接作業,通常而言,常用焊接方法較為有限,主要是采用熔化極氣體保護焊、氬氣體保護焊、埋弧焊、焊條電弧焊等。在一些以重工業生產為主的工廠企業中,還可能用到異種金屬焊接、水下焊接、鈦焊接、鑄鐵焊接、薄鋁焊接等特種焊接工藝。不同種類的焊接工藝形式應用到不銹鋼管焊接中時,其基于不銹鋼管焊接變形的影響程度也不盡相同。不管采用何種焊接工藝,多數焊接操作都伴隨著焊接部位高溫現象的出現,而當焊接部位的溫度下降后,因內外溫差而施加給不銹鋼管焊接部位的應力極具增加,此時,不銹鋼管焊接部位金屬物質會有極大概率出現變形問題。以使用頻率較高的電弧焊焊接工藝為例,當使用電弧焊對不銹鋼管材料進行焊接操作時,焊接部位的高溫經過冷卻后,會有一個較明顯的溫差反應,反映到不銹鋼管焊接部位,可以觀察到一個橫向收縮過程,之后就伴有焊接部位變形現象出現。為此,不銹鋼管焊接實踐中,如選用電弧焊這一焊接工藝,應結合不銹鋼管材料整體性表現及焊接部位的實際焊接需求進行規范操作,做好焊中焊后溫度控制措施,盡量降低焊接部位變形概率。

            2.3焊接電流

            電壓,焊接電流,焊接參數也是焊接變形的原因,如使用不銹鋼管焊接電弧焊接技術,主要造成弧間的短線,弧后使房間空氣溫度升高,其中由熱發生電離現象。給定焊接電流的大小直接影響到焊接溫度,一般定義陰極區溫度范圍25003500℃范圍號柱子頂部的溫度將超過5000℃中心的測量溫度約2,500不銹鋼管在焊接的過程中,焊接電流增加的組件體積增加,為了避免嚴重的焊接變形問題,既要避免焊接電流太大,焊接變形小的影響也要避免焊接電流和焊接焊接質量保證焊件局部發熱均勻。

            3消減焊接工藝基于不銹鋼管變形影響程度的焊接工藝操作要點

            3.1焊接參數

            不銹鋼管焊接進程當中不同焊接參數會對不銹鋼管焊接變形程度造成一定影響,比如電壓、電流等。在電流比較大的時候,空氣會加熱至比較高溫度狀態,此時會使得焊接縫位置溫度較高,進而就會對于焊接進程實施加速,所以對于相關的技術工作人員水平是一個極大挑戰。在電流比較小的時候,空氣當中的溫度也將會出現相應較低現象,此時就使得焊接位置溫度變得較低,還會對于不銹鋼管在焊接的進程當中產生不同程度地變形,F實應用當中,在焊接件是比較大的時候,需要比較大電流來產出比較高溫度來免于電流比較小且溫度較低帶來的變形問題;不過在焊接件比較小的時候,僅僅需要比較小電流,方便對于操作進程進行控制來使得構件的質量得到提升。焊接參數一般包括電弧電壓、焊接電流等。焊接進程當中,這些參數將會直接對于不銹鋼管的焊接變形產生作用。在實施不銹鋼管的焊接操作時,焊接的順序以及焊接的措施依據不同狀況可以隨時變化,是能夠依照現實狀況實施調節的,而且,焊接的參數是能夠進行調節的。在焊接的時候,現實電流與焊接的溫度有著一定聯系,通常焊縫中心溫度可達到2000℃,而中間弧柱溫度達到了5000℃,陰極區溫度在1300℃~2500℃之間。焊接操作標準值將對不銹鋼管的焊接具體操作造成限制,所規定的標準值關鍵目的是免于焊接進程之中的不銹鋼管發生焊接變形、電流過大等問題。為實現不銹鋼管的構件在焊接時是受熱均勻的,必須得對焊接的電流進行嚴格把控,假如焊接電流較小,則焊接質量會直接受到影響。

            3.2焊接工藝實施要求

            A312TP321不銹鋼厚壁管焊接關鍵在于采用小線能量和較快的冷卻速度,減少焊接熱影響區和敏化溫度范圍停留時間,防止焊接接頭出現碳化物析出敏化、熱裂紋和脆化等焊接缺陷。鎢極氬弧焊焊接電流控制在110-140A,正面、背面采用相同的流量(1520L/min)進行保護,焊絲前端應置于保護氣體中,焊前嚴格清理雜質,對于A312TP321不銹鋼厚壁管應在焊縫背面吹氬氣加以保護,并促進背面成形。焊線弧焊電流控制在110130a,焊接過程中焊線不橫向擺動,焊道寬度不超過直徑的2.5倍,短弧焊,接弧慢。焊接用焊多層多道,比一層厚度為3 mm,嚴格控制每道間溫度、電弧焊的道路竣工后,徹底清除電弧焊道路表面的電弧焊卡斯和周圍的飛散物、防飛涂料,消除氣孔,不得以的碎塊等表面的缺陷,而且后冷卻電弧焊道路,那么前從電弧焊路60℃以下再施電弧焊,避免碳化物的礬土有點粗和奧巴馬的身體組織的形成。在焊接過程中及時調整焊接順序,將焊接變形控制在允許范圍內。管道焊接不能在斜面以外的地方拉弧和弧,確;『突∷馁|量,弧孔填埋,并用砂車把弧所修理平。

            3.3跟進不銹鋼管焊接過程的質量控制

            焊接過程是不銹鋼管發生焊接變形的主要時段,因此,不銹鋼管焊接過程進行質量控制,可有效預防焊接變形問題發生。在焊接前應對不銹鋼管材料焊接方案進行全面細致的研究,確定焊接采取的工藝。在焊接工藝實施中,針對不銹鋼管材料表現要由專人進行監督,如遭遇引致不銹鋼管變形的因素,應及時采取跟蹤激冷、隨焊兩側加熱碾壓等方法進行補救。在焊接操作人員的管理上,一是考察焊接人員的技術操作水平,二是采取工藝卡控制的方法,將焊接安全隱患加以排查消除,三是嚴格參照焊接工藝規章制度進行操作,如有違規操作行為,及時制止糾正,確保焊接操作安全有序進行。

            3.4焊后熱處理

            A312TP321不銹鋼厚壁管焊縫經穩定化處理后,焊縫可能出現再熱裂紋。穩定化處理前經無損探傷檢測合格后,將管道加熱區表面清理干凈后,采用電加熱法處理,同時采用熱電偶測溫監控,保證試件溫度控制在900±10℃之間。測溫點不應少于兩個,確保加熱過程中加熱溫度分布均勻和準確地控制熱處理溫度。

            4結束語

            綜上所述,影響不銹鋼管焊接變形的因素較多,涉及焊接工藝、焊接順序、焊接熱源、焊接參數等,為使得焊接工藝對不銹鋼管變形問題所產生的影響盡可能減小,需采用相應方式來對于變形的程度進行控制,控制進程當中就需掌握一定焊接手法,采用合理科學的解決手段,使得變形的程度是最小的,從而更好的服務社會。

            文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|不銹鋼換熱管

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