06Cr19Ni10不銹鋼管焊接工藝分析

通過(guò)對(duì)奧氏體不銹鋼管06Cr19Ni10焊接性能研究，提出06Cr19Ni10合適的焊接方法和焊接工藝。

1 06Cr19Ni10的焊接性分析

對(duì)于什么是焊接性，GB/T3375-94《焊接術(shù)語(yǔ)》中注明：“材料在限定的施工條件下，焊接成按規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力”。它包括兩方面的內(nèi)容：其一是焊成的構(gòu)件符合設(shè)計(jì)要求；其二是滿足預(yù)定的使用條件，能夠安全運(yùn)行。

根據(jù)討論問(wèn)題的著眼點(diǎn)不同，焊接性可分為：1）工藝焊接性；2）使用焊接性。

影響焊接性的因素主要有以下幾點(diǎn)：1）材料因素；2）焊接方法；3）構(gòu)件類型；4）使用要求。

金屬的焊接性與材料成分、焊接方法、構(gòu)件類型、使用要求都有密切的關(guān)系，所以不應(yīng)脫離這些因素而單純的從材料本身的性能來(lái)評(píng)價(jià)焊接性。從上述分析可以看出，很難找出一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)可以概括焊接性，只有通過(guò)綜合多方面的因素才能分析焊接性問(wèn)題。

分析金屬的焊接性我們?cè)诓灰笞龇浅?zhǔn)確的情況下我們可以根據(jù)碳當(dāng)量、材料的化學(xué)性能、材料的物理性能來(lái)判斷，如果要求需要很準(zhǔn)確的話我們可以通過(guò)焊接性試驗(yàn)來(lái)判定。06Cr19Ni10的焊接性能我們就從這方面來(lái)判定：

1）06Cr19Ni10屬于奧氏體不銹鋼管，其組織為奧氏體（A）加3-5％鐵素體（F）。它具有良好的塑性和高溫、低溫性能。它在焊接熱循環(huán)的作用下，主要顯示出以下基本要求：①焊接過(guò)程中采用小的線能量輸入，減小熱影響區(qū)范圍，加快焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度對(duì)不銹鋼管的焊接是有益的。②用06Cr19Ni10焊接時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)小，存在過(guò)熱區(qū)，也容易造成熱影響區(qū)的晶粒長(zhǎng)大。焊縫高溫停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在高溫狀態(tài)下Cr和C形成化合物，在高溫區(qū)就形成了貧鉻層，也會(huì)導(dǎo)致焊縫的枝晶傾向加劇。因此要求盡量選擇線能覺(jué)輸入較小的焊接方法。③由于導(dǎo)熱系數(shù)小而線膨脹系數(shù)大，自由焊態(tài)下焊接易產(chǎn)生較大的變形，選用能量集中，熱影響區(qū)窄的焊接方法能在一定程度上減少焊接變形。

2）06Cr19Ni10的含碳量很小，在加上它屬于高合金鋼碳當(dāng)量法對(duì)它焊接性能的估算是不怎么準(zhǔn)確的。因此我們不用碳當(dāng)量對(duì)它的焊接性進(jìn)行分析。

3）06Cr19Ni10屬于奧氏體不銹鋼管，這類鋼有具有交高的變形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很底，所以總的來(lái)說(shuō)焊接性還是不錯(cuò)的。但是由于熱導(dǎo)率低，熱膨脹系數(shù)大，局部加熱時(shí)溫度分布不均勻，收縮量大等都將使接頭在焊接過(guò)程中產(chǎn)生交大的內(nèi)應(yīng)力。在焊接的時(shí)候應(yīng)該注意這方面的問(wèn)題，焊接時(shí)盡量避免或減少這種受熱不均顯現(xiàn)的發(fā)生，焊接的速度也應(yīng)該適當(dāng)?shù)目禳c(diǎn)。

上面我們已經(jīng)從它的化學(xué)成分和物理性能對(duì)06Cr19Ni10的焊接性能進(jìn)行了分析，但是根據(jù)這些判斷出的焊接性是不夠準(zhǔn)確的，我們需要準(zhǔn)確的判斷它的焊接性我們就必須通過(guò)焊接性試驗(yàn)來(lái)完成。焊接性的試驗(yàn)是很多的，我在這里就用斜Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法。

2選擇焊接方法

焊接奧氏體不銹鋼管的方法有很多，埋弧焊、焊條電弧焊、CO2不銹鋼管藥芯焊絲電弧焊等。

1）手工電弧焊由于其操作靈活、方便，設(shè)備投資少，因而被廣泛用于奧氏體不銹鋼管結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)中這也是一種典型的、傳統(tǒng)焊接方法。

2）不銹鋼管埋弧焊大多使用在不銹鋼管筒體的環(huán)縫和縱縫。通常是開(kāi)X型坡口，先焊內(nèi)焊縫，然后反面砂輪打磨（甚至氣刨）。隨后焊正面，存在問(wèn)題有：①對(duì)母材損傷較大，對(duì)腐蝕性能不利、影響美觀。②埋弧不銹鋼管焊絲品種少，質(zhì)量較差，配用的260和431、350焊劑，往往使焊后縫殘留有橫向熔渣。焊工需要用砂輪打磨。③因而不銹鋼管埋弧焊接效率低、成本高、質(zhì)量粗糙。

3）CO2不銹鋼藥芯焊絲電弧焊。采用CO2氣保護(hù)不銹鋼管藥芯焊絲焊接不銹鋼管是近二三十年的事。該方法使用常規(guī)CO2焊機(jī)或MIG焊機(jī)，采用100%C02或80%Ar+20%02作為保護(hù)氣體，和普通結(jié)構(gòu)鋼實(shí)心焊絲焊接相似，即可得到美觀的焊縫。在3種方法中，CO2保護(hù)不銹鋼管藥芯焊絲有取代前兩種焊接方法的趨勢(shì)。這三種焊接方法的對(duì)比，見(jiàn)下表。

不銹鋼管手工電弧焊、MIG實(shí)心焊絲和CO2氣保護(hù)不銹鋼管藥芯焊絲電弧焊的對(duì)比

從上面的數(shù)據(jù)分析手工電弧焊接將會(huì)漸漸被CO2氣體保護(hù)焊接所替代，但是目前這個(gè)階段手工電弧焊接應(yīng)用還是很普遍的！從分析可以看出目前不銹鋼管的焊接性是很好的，使用也是越來(lái)越廣泛的。對(duì)于這種不銹鋼管的焊接技術(shù)也越來(lái)越成熟起來(lái)，但在目前這個(gè)階段我們應(yīng)用最廣泛的還是手工電弧焊。

3、06Cr19Ni10焊接工藝

編制的焊接工藝是否合適需要經(jīng)過(guò)焊接工藝評(píng)定驗(yàn)證，焊接工藝評(píng)定合格后的焊接工藝才能指導(dǎo)生產(chǎn)。現(xiàn)以我廠的焊接工藝評(píng)定為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明06Cr19Ni10焊條電弧焊焊接工藝編制。

先編制焊接工藝指導(dǎo)書（WPS1103），然后制備試板，板材的規(guī)格是6×150×300mm兩塊（06Cr19Ni10）。

采用焊接方法是手工電弧焊

焊材型號(hào)E308-16牌號(hào)A102，規(guī)格3.2mm坡口形式是V型

焊接參數(shù)是電流：90-120A，電壓20-24V，速度15-20cm/min正面2層SMAW A1023.2mm反接90-11018.5-2015-18背面清根1層SMAW A1023.2mm反接100-12020-2218-20焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書和焊接工藝評(píng)定格式按JB4708-2000推薦格式，然后按要求進(jìn)行試板外觀檢驗(yàn)、無(wú)損檢測(cè)、截取試樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，評(píng)定各樣合格后出焊接工藝評(píng)定報(bào)告（PQR1103），這樣評(píng)定合格的焊接工藝就可以指導(dǎo)生產(chǎn)。