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唐山合源鋼管與首鋼京唐公司新項目焊接實驗記錄



  • 一、實驗單位:首鋼京唐公司與唐山市豐潤區大唐鋼管廠
  • 二、實驗内容:不鏽鋼複合闆雙面埋弧焊實驗
  • 三、試驗時(shí)間:2022年7月(yuè)26日
  • 四、實驗地點:唐山市豐潤區大唐鋼管廠
  • 五、實驗參與人(rén)員(yuán):首鋼技術工程師王鳳會(博士)、首鋼技術工程師王小夏(碩士)、首鋼劉磊合源總經理(lǐ)張震、合源副總經理(lǐ)耿豔豐、合源技術人(rén)員(yuán)劉龍飛(fēi)、趙義、董樹強
  • 六、焊接流程

  采用(yòng) 5+1mm厚Q235B+304複合闆進行了(le)雙面埋弧焊接試驗,從焊接裝配、焊接參數(電流、電壓、焊接速度等)及焊接流程等進行了(le)調試及優化(huà),成功完成3種參數複合管的(de)制管焊接,焊道成形良好,未出現焊穿及氣孔問題。

  1.焊接試驗

  表 1給出了(le)焊接試闆的(de)工藝參數,其中不鏽鋼側焊材爲φ3.2mm的(de)309埋弧

  焊絲+601焊劑,碳鋼側焊材爲φ3.2mm的(de) 10Mn2焊絲+101焊劑。圖 1爲雙面埋弧焊接照(zhào)片。

  表 1 焊接試闆工藝參數

編号

不鏽鋼側

碳鋼側

編号

電流/A

電壓/V

焊接速度

/mm/min

備注

編号

電流/A

電壓/V

焊接速度

/mm/min

備注

1

1-2

340-360

34

800-850

尾部翹起,斷弧

2-1

460

34

800-850

良好

2

1-3

良好

2-2

480

良好

3

1-1

良好

2-3

500

良好

 

  2.接頭分(fēn)析

  焊後對(duì)三方案試闆進行外觀、橫截面金相進行了(le)檢測。圖 2爲三方案焊道形貌,圖 3爲三方案焊道橫截面金相,圖 4爲不鏽鋼焊道金相組織。表2給出了(le)焊道尺寸的(de)測量結果。

 

不鏽鋼側焊道外觀 碳鋼側焊道外觀

圖 1 雙面埋弧焊接照(zhào)片

圖 2 三方案焊道形貌

 

 

1#試闆

 

2#試闆

3#試闆

 

表 2 焊道尺寸測量結果 /mm

 

編号

不鏽鋼

焊道深度

兩焊道

相交深度

碳鋼

焊道深度

不鏽鋼

焊道餘高(gāo)

碳鋼

焊道餘高(gāo)

不鏽鋼

焊道熔深

11

5.3

2.1

6.3

1.2

1.5

4.0

12

5.3

2.0

6.7

1.8

1.8

3.5

21

5.3

2.7

7.2

0.8

1.2

4.5

22

5.1

2.4

7.1

1.5

1.6

3.6

31

5.6

2.7

7.2

1.6

1.8

4.1

32

5.3

2.0

7.0

1.8

2.3

3.5

 

圖 3 三方案焊道截面金相

 

  由圖 3可(kě)以看到,三方案下(xià)焊道相交良好,兩焊道餘高(gāo)适中。

  對(duì)不鏽鋼焊道金相組織進行的(de)觀察,對(duì)焊接接頭不同位置主要元素含量進行了(le)檢測,圖 4爲不鏽鋼焊縫區(qū)金相組織,表 3爲焊接接頭不同位置的(de)元素含量。

  表 3 焊接接頭不同位置成分(fēn)

 

位置

C

Si

Mn

Ni

Cr

304複層

0.035

0.44

1.02

8.17

17.68

不鏽鋼焊道

0.084

0.20

0.94

6.16

11.04

碳鋼焊道

0.12

0.46

0.67

0.84

1.56

 

 

 

圖 4 不鏽鋼焊縫區(qū)金相組織

 

  由表 3可(kě)以看到,不鏽鋼焊道受到基層碳鋼的(de)稀釋,焊道中 Ni、Cr元素含量低于複層 304不鏽鋼,後期服役存在優先腐蝕風險,需要調整焊材。圖 4不鏽鋼焊道獲得(de)了(le)馬氏體組織,與典型的(de)不鏽鋼焊縫組織(奧氏體加少量鐵素體組織)不同。

  3.小結

(1)本次雙面埋弧焊接工藝,可(kě)實現 5+1mm厚複合闆的(de)焊接,有一定的(de)焊接窗(chuāng)口;

(2)本次試驗不鏽鋼焊道尺寸适中,在焊材工藝性優的(de)條件下(xià),可(kě)适當提高(gāo)焊速至 900~1000mm/min;

(3)本次試驗碳鋼焊縫尺寸稍大(dà),焊接電流可(kě)下(xià)調至 440A;

(4)采用(yòng) 309不鏽鋼焊絲獲得(de)的(de)不鏽鋼焊道成分(fēn) Cr、Ni元素低于 304複層,存在腐蝕風險,焊材需要調整。

(5)分(fēn)析了(le)上周焊接的(de)試闆,證明(míng)兩焊道融合沒問題。

 

 

 

 

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