不锈钢换热管焊接设备,双相不锈钢换热管管板脉冲钨极氩弧焊焊接工艺.pdf

工艺与新技术焊接技术第42卷2013年10月10号文章编号：1002—025X（2013）10—0028—04 双相不锈钢换热管板脉冲钨极氩弧焊技术常州工程职业技术学院。 江苏常州）摘要：分析了换热管板用双相不锈钢的焊接性能不锈钢换热管焊接设备，选择了脉冲钨极氩弧焊，并进行了焊接工艺评定试验。 通过渗透探伤、宏观金相检验、金相组织和显微硬度分析，确定合理的焊接工艺，确保焊缝金属获得理想的相比，防止焊缝脆性和裂纹，指导产品生产。 关键词：双相不锈钢； 可焊性； 脉冲钨极氩弧焊； 焊接工艺n]，与铁素体相比，具有更高的塑性和韧性，无室温脆性，抗晶间腐蚀性能和焊接性能有明显提高，与奥氏体不锈钢相比，具有更高的导热系数和更小的线膨胀系数，它非常适合制作换热器的管芯，传热效率比奥氏体不锈钢高。 本文研究了双相不锈钢换热管及管板采用脉冲钨极氩弧焊的焊接工艺。 1 双相不锈钢的焊接特性 双相不锈钢具有良好的焊接性。 它不像铁素体不锈钢焊接热影响区，因晶粒严重粗化而大大降低塑性和韧性，不像奥氏体不锈钢那样对热裂纹敏感。 如果选择合适的焊接工艺，一般不会出现焊接热裂纹和裂纹。 冷裂纹。

但双相不锈钢毕竟铁素体高，焊接工艺不当。 可能会出现以下问题： 长时间停留在300.500cc时，会出现“475脆性”； 长期停留在600-900还会出现丁相脆性和高温晶粒长大脆性。 这会降低焊接接头的耐腐蚀性能。 一般少相至少在30%以上，相比的平衡对于防止热影响区腐蚀和脆化非常重要…. 收稿日期：2013-05-02 2 焊接工艺评定试验 2.1焊接方法的选择结合产品换热管较细+.5的特点，本文采用WZMl-315C管板自动焊机进行自动脉冲钨极电弧焊。 通过调整脉冲电流、脉冲时间、基值电流和基值时间，可以调节较小的热输入，可以防止焊接接头因晶粒粗大和脆化而过热。 此外，高频电弧具有较强的熔透力，可增加焊缝的熔深，其振荡作用有利于细化晶粒、消除气孔，获得优良的焊接接头。 2.2 焊材的选择双相不锈钢焊接时，焊材的化学成分通常与母材略有不同，焊材中的Ni含量应高于母材，以促进相变铁素体到奥氏体。 并能稳定焊缝中的奥氏体相[2． . 根据换热管和管板的结构特点，选用0.8ITl m焊丝。 表1比较了母材和焊接材料的化学成分。

SjMn CrNi Mo heat tube 0.020 0.38 0.90 0.012 0.00l 22.62 5.45 3.04 0.15 tube plate layer 0.025 0.48 1.12 0.029 0.002 22.67 7.19 2.94 0.11 0.02 0.50 1.60 0.018 0.00l 23.30 9.0 3,2 0.16 0.012 2.3 to the NB/– 2011《承压设备焊接工艺评定》附录D。 换热管和管板的配对如图 1，mm 所示。 其中，换热管为4,.5mm o stare V01.42 No. 10 Oct. 2013 and New 29，管板采用Q345R堆焊，过渡关键层2.5焊接工艺采用E309L-16焊条。 耐蚀层采用E2209-16焊条，堆焊层厚度为10ml n。 堆焊层化学成分如表1所示。焊前应将换热管焊接管端和管板清洗干净，去除毛刺、油污等污垢，零件表面及附近要进行清理。被焊接处应用不锈钢丝刷清洁。 直至露出不锈钢金属光泽，再用丙酮溶液清洗。 焊接试验 2.4 焊接 焊接时应先进行定位焊接，不能直接在根部固定定位。 应使用同材质的小定位块进行定位装配。 焊缝长度为毫米。 定位块定位后，用贴纸封住凹槽，背面填充Ar保护。 5mm铈钨电极，Ii Ar)99.99%氩气保护，气体流量8-10L/min，喷嘴直径12mm，焊接2层，焊接顺序和方向如图2所示。控制室温低于 150。

具体焊接工艺参数见表2。 表2 焊接工艺参数 氩气预通 氩气滞后段 预热时间 衰减时间 电弧电压 焊缝重叠角时间，s 时间，s 1层峰值 1.8段基值~8段peak 第一层焊接速度width / ms width/ms , A , A time, s mmmi 60 180 35 850 2层峰值 2.8 base value 2. 8 peak 第二层焊接速度 width/ms width/ms , A , A time , s, (mm 70 190 45 050双相不锈钢焊接，除严格控制焊接工艺参数外，还必须严格遵守以下注意事项和技术措施，以确保良好的焊接质量。机械或化学方法进行清理，彻底清理坡口及两侧的氧化皮、油脂、灰尘、水和污染物，以降低焊缝中的H含量，防止氢致裂纹；必须使用钢丝刷、清渣锤等清理工具由不锈钢制成的用于磨削的砂轮也必须是专门用于磨削双相不锈钢的砂轮； 焊后立即用专用不锈钢丝刷趁热刷焊缝表面，消除焊缝表面氧化色，防止焊缝耐蚀性能下降。气体保护采用大口径喷嘴增加保护气体流量，提高气体保护效果【防变形措施】为防止管板变形，焊接应由中心向四周呈放射状对称进行。

3 焊接试板检查 换热管板焊接试板检查，首先要目测焊缝表面是否光滑平整，波纹是否细密，无肉眼可见的焊接缺陷眼睛。 3.1 渗透检测按JB/T4730–2005对换热管板的10个焊接接头进行100%渗透检测（PT），未发现气孔、裂纹等缺陷，检验合格。 3.2 宏观金相检验按照NB/r11 47014-201l，在对角位置切割两个管接头，两个切口相互垂直。 通过换热管中心线切割VI的一侧，检查两个接头4个截面的8个观察面，其中1个取自弧形连接； 打磨宏观金相试样的检验面，使焊缝区与热影响区边界清晰，用10倍放大镜进行检验。 焊缝根部焊透，无裂纹，无熔合。 然后测量8个金相检验面上各角焊缝的厚度为2.0-2.2mm，大于合格值1.7mm，宏观检验合格。 30 工艺和新技术焊接技术卷。 42 No. 10 2013 3.3 金相检验对换热管、管板堆焊和焊缝进行金相检验。 金相组织分别如图3、4、5所示。 图中黑色的是铁素体，白色的是奥氏体。 铁素体采用网格交叉法测定，管内铁素体约占50%； 管板堆焊层中铁素体含量约为35%，焊缝中铁素体含量约为40%，满足技术要求30%～60%。 没有相脆性硬组织。

并获得了精细均匀的两相混合结构。 试件分两层焊接，一层焊接的热影响区经受两次焊接热循环。 既促进了奥氏体相的进一步转变，又细化了晶粒[3.4 显微硬度试验 取剩余管头试样进行显微硬度试验，采用HVS-50数显维氏硬度计测量接头的显微硬度，以及测量方法是从换热管、焊缝金属到管板依次测量，如图6所示。测量结果如图7所示。从测量结果可以看出，没有硬化倾向，符合技术要求- 1。 朵Z'，Zt{～27贵图6封头硬度测试点290 280 1270锅260鹭250 240 230管边焊缝2793管板边273.3I。 6 图7 管头硬度测量值 4 产品焊接 通过对双相不锈钢换热管板焊接工艺的评价试验分析，证实了焊接工艺的正确性。 为管板焊接提供了有力保障。 该焊接工艺应用于实际产品换热器管板的焊接生产。 焊后经0.2MPa压缩空气泄漏试验和100%PT检测( ，均合格。换热器管板焊接如图8所示。 图8.换热器管板焊接接头焊接时，应注意焊接操作：控制焊枪倾斜角度和送丝角度，机头必须水平放置，送丝略在钨极的前下方。一般焊枪的钨极对准沟槽外缘的1/3，管壁根部与沟槽的角度为最佳。

控制开关。 焊接过程中根据情况不断调整弧长，防止未熔断、钨极打管板等现象。生产。 经过3个月的使用，管束装置运行稳定不锈钢换热管焊接设备，满足使用要求，证明本文选用的自动脉冲钨极氩弧焊焊接工艺及操作要点合理，保证了焊缝金属获得一个相对理想的阶段。 比例，以防止焊缝脆化相和裂纹的产生。 接第 34 页） 34 工艺和新技术 焊接技术卷。 42 No. 10 2013 可以提高电弧稳定性。 这更有利于液滴转移。 因此，采用混合气体保护时，熔滴尺寸明显减小，熔滴沿轴向过渡，电弧非常稳定。 mm′ mmr, Ar) 90% + (U2) 10% 图6 不同保护气体下的液滴转移 2.4 极性对液滴转移频率的影响 极性对液滴转移频率影响很大，从图4和图5可以看出。 正液滴的跃迁频率高于负液滴，这主要是由于阻碍负液滴转移的力较大。 当电弧电压一定，焊接电流较小时，正负熔滴转移频率之差很小，随着焊接电流的增大，正负熔滴转移频率之差越来越大。 而当焊接电流恒定时。 随着电弧电压的增加，正负熔滴转移频率之间的差异变化不大。

3 结语 焊接电流对熔滴过渡影响很大，且随着焊接电流的增加而增大。 液滴的传递形式发生明显变化，液滴传递频率增加，液滴尺寸减小。 电弧电压对熔滴转移也有一定程度的影响。 随着电弧电压的增加，熔滴转移频率增加，熔滴尺寸减小。 保护气体成分对熔滴转移有很大影响。 用纯CO：气体保护时，熔滴尺寸增大，用Ar（Ar）90%+O（CO：）10%的混合气体保护时，电弧稳定。 电源极性对液滴转移的影响是显而易见的。 在相同的焊接电流和电弧电压下。 正极液滴的跃迁形式也可能与负极不同，正极液滴的转移频率远高于负极。 参考： 。 北京：机械工业出版社。 1998． 华爱兵，尹树艳，陈树军，等。细丝大电流MAG焊熔滴过渡机理[ . 焊接杂志。 2009, 30(8): 93-96. [3] 李庆，W． 金属电弧焊 [ PhysD: Appl Phys, 2001, 34(: 347-353. [4] 朱升, 王启伟, Yi ang, eta1. ch di ng wi ng . Eri al Wang Bao, Yang Lin, Wang勇. 药芯焊丝CO:焊接熔滴过渡现象的观察与分析[J]. 焊接学报, 2006, 27 (曹美庆, 邹增增, 王春茂, 等. 焊接电流对双丝间接焊电弧特性的影响电弧焊[J]. J.焊接学报, 2005, 26(12): 47-50. 夏巨辰, 张启勋. 材料成形技术[M].北京: 机械工业出版社, 参考文献: 2004 工业出版社. 2004. 石油化工设备, 2009, 38 (赵海红.齐立春..

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