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道间温度对316L不锈钢管焊缝(feng)性能(neng)的影响

2021-12-07 16:46:36 正佳不(bu)锈钢
       道间温度(俗称层间温度)是指(zhi)多层多道(dao)焊时,在(zai)施焊后续焊道之前,其相(xiang)邻焊道应保持的最高温度。目(mu)前奥氏(shi)体不锈钢管的焊接(jie)以手工钨极氩弧焊为主。在316L不锈钢管的焊接(jie)过程中,道(dao)间(jian)温度是一个较为重要的焊接工艺参数。道间温度过高(gao)会导致焊缝处过热,导致焊道发黑(hei);道间温度过低,在焊接时需要(yao)长时间冷(leng)却,增加施工时间,降低了施工(gong)功效。接下来,看看道间温度对316L不锈钢管(guan)焊缝性能(neng)的影响的详细试验数据(ju)。

       一、焊接(jie)条件

       316L不锈钢(gang)管的(de)焊(han)接在车(che)间内进行(xing),确(que)保外界风速小于等于2m/s,外界(jie)环境温度(du)为12~38℃,环(huan)境湿度为42%RH~86%RH。焊接过(guo)程中均采用同一焊接工艺参数,见表1。
道间温(wen)度对316L不锈钢管焊缝性能的影响
       二、焊接过(guo)程

       选取规格为φ60mm×5mm的316L不锈(xiu)钢管,采用手工钨极氩弧焊的焊接方法,填充材料选用ER309LMo φ2.4mm实心焊丝,保持(chi)不同道间温度进行钢管焊接,焊接过程中保证其他焊接工艺参数不变。

       1.焊前准备
       焊前应将坡口(kou)两(liang)侧75mm范围内(nei)的油污等杂质清理干净(jing),组对间隙均匀,处于2.5~3.5mm范围内。焊(han)前将316L钢管预热至设定道间温度后方可进行焊接。

       2.焊接过程
       焊接(jie)过程(cheng)中应保持焊接工艺参(can)数不变,每道焊缝焊(han)接完成后(hou)均应测量道间(jian)温度(du)。若(ruo)道(dao)间温度高于(yu)设定温度,则应等待其冷却至设(she)定温(wen)度后方可进行焊接;若道间温度低于设定温度,则应(ying)将其加热至设定温度后继续焊接。

       3.非破坏性检验
       焊接完成(cheng)后,要进行外观检查(cha),焊缝(feng)表面不能有未熔合、未焊透、气孔、夹钨等(deng)缺陷(xian),焊缝余高为(wei)0~3mm。无损检测合格后才能进(jin)行射线检测,射(she)线检测按照NB/T 47013-2015《承压设备无损检(jian)测》执(zhi)行,无损检测合格后进行力(li)学性能(neng)及晶间腐蚀试验(yan)。

       4.破(po)坏性检(jian)验
       破坏性检验包括拉(la)伸试验、弯曲试验和晶(jing)间腐蚀试验。拉(la)伸试验按(an)照标准GB/T 228.1—2010《金属材料 拉伸试验(yan) 第1部分:室温试验方法》测定焊接接头的(de)抗拉强度;弯曲试验按照标准GB/T 2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》及标准NB/T 47014-2011《承压设(she)备焊接工艺评(ping)定》中规定的试验条(tiao)件及参数测定焊接接头的(de)完好性和塑性(xing);晶间腐蚀试验按照标准ASTM A262-14《Standard to Intergra-nular Attack in Austenitic Stainless Steels》E法取样和(he)试验。

       三(san)、试验结(jie)果

       试验过程中(zhong)焊接道间温度分为6组:常温(20℃)、60℃、70℃、80℃、100℃、150℃,分别进行力学性(xing)能和晶间腐(fu)蚀试验。

       1.拉伸试验
       根据标准要求截取试样,进行拉伸试验,不同(tong)道间(jian)温度下焊接接头平均抗(kang)拉强度曲线见图1,试验结(jie)果见(jian)表2。
道间温度对316L不锈钢管焊缝(feng)性能的影(ying)响
道间(jian)温度对316L不锈钢管焊缝性能的(de)影响
       2.弯曲试验
       根据标准要求对每组试(shi)件截取面(mian)弯、背弯试样各2件,试验结果见表3。
道间温度对316L不锈钢管焊缝性能的影响
       3.晶间腐蚀试验
       根据标准(zhun)ASTM A262-14E法每(mei)组试验取3件进行晶间(jian)腐蚀试验,试验前先对试(shi)样进(jin)行敏(min)化处理,敏化处理温度为650℃,保温2h后空(kong)冷。常温(20℃)、60℃、70℃的(de)晶间腐蚀试样未(wei)出现晶间腐(fu)蚀裂纹;80℃、100℃、150℃的晶间腐蚀试(shi)样表面出现了晶间腐蚀裂纹,其中70℃和80℃的晶间腐蚀试样分(fen)别见图2和图(tu)3。
道间温度对(dui)316L不(bu)锈钢(gang)管焊缝性能的(de)影响
道间(jian)温度对316L不锈钢管焊缝性能的影响
       四、试验结果分析

       通过对(dui)316L不锈钢管不同道间温度下拉伸试验结果的分析,道(dao)间温度不超(chao)过150℃时,焊接(jie)接(jie)头的抗拉(la)强度(du)均大于母材规定的最低抗(kang)拉强(qiang)度,拉伸试验能够满足质量要求。

       通过对316L不(bu)锈钢管不同道间温度(du)下弯曲试验结果的分析,道间温度(du)不(bu)超过150℃时,焊接接头的弯曲试验均能满足NB/T 47014-2011《承压设备焊接工艺评定》的要求。

       通过对316L不(bu)锈钢不同道间温度下晶间腐蚀(shi)试验结果的分析,道间温度与焊缝的晶间腐(fu)蚀性能有较为(wei)明显(xian)关系(xi)。当道间温度小于80℃时,能够确保焊接接头(tou)的晶间腐蚀试验(yan)合(he)格;当道间温度(du)大于等于80℃时,焊接接头的(de)晶间腐蚀试验有不同程度的开裂,不能满足质量要(yao)求。

       以上(shang)就是道间温(wen)度对316L不锈钢管焊缝性能的影响,通(tong)过试验数(shu)据可知(zhi),对晶间(jian)腐蚀试(shi)验(yan)不做要求时,316L不锈钢焊接的(de)道间(jian)温度不超过150℃便(bian)可确保焊接(jie)接头的力学性(xing)能满足质量要求:要求进行晶间腐(fu)蚀试验(yan)时,应严格控制道间温度不超过(guo)80℃,否则极(ji)易发生晶间腐蚀(shi)开裂。为严格控制焊接(jie)过程中的道间温度,并提(ti)高施工效(xiao)率(lv),每道焊缝完成后可以采取必要的措施加快焊缝的冷却速度(如水冷)。

参考资料:张西雷,薛慧,王强—道间温度对316L奥(ao)氏体不锈钢管焊(han)缝性(xing)能(neng)的影响



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