工藝與新技術(shù)焊接技術(shù)第42卷2013年10月10號(hào)文章編號(hào)：1002—025X（2013）10—0028—04 雙相不銹鋼換熱管板脈沖鎢極氬弧焊技術(shù)常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院。 江蘇常州）摘要：分析了換熱管板用雙相不銹鋼的焊接性能不銹鋼換熱管焊接設(shè)備，選擇了脈沖鎢極氬弧焊，并進(jìn)行了焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。 通過(guò)滲透探傷、宏觀金相檢驗(yàn)、金相組織和顯微硬度分析，確定合理的焊接工藝，確保焊縫金屬獲得理想的相比，防止焊縫脆性和裂紋，指導(dǎo)產(chǎn)品生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞：雙相不銹鋼； 可焊性； 脈沖鎢極氬弧焊； 焊接工藝n]，與鐵素體相比，具有更高的塑性和韌性，無(wú)室溫脆性，抗晶間腐蝕性能和焊接性能有明顯提高，與奧氏體不銹鋼相比，具有更高的導(dǎo)熱系數(shù)和更小的線膨脹系數(shù)，它非常適合制作換熱器的管芯，傳熱效率比奧氏體不銹鋼高。 本文研究了雙相不銹鋼換熱管及管板采用脈沖鎢極氬弧焊的焊接工藝。 1 雙相不銹鋼的焊接特性 雙相不銹鋼具有良好的焊接性。 它不像鐵素體不銹鋼焊接熱影響區(qū)，因晶粒嚴(yán)重粗化而大大降低塑性和韌性，不像奧氏體不銹鋼那樣對(duì)熱裂紋敏感。 如果選擇合適的焊接工藝，一般不會(huì)出現(xiàn)焊接熱裂紋和裂紋。 冷裂紋。

但雙相不銹鋼畢竟鐵素體高，焊接工藝不當(dāng)。 可能會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題： 長(zhǎng)時(shí)間停留在300.500cc時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“475脆性”； 長(zhǎng)期停留在600-900還會(huì)出現(xiàn)丁相脆性和高溫晶粒長(zhǎng)大脆性。 這會(huì)降低焊接接頭的耐腐蝕性能。 一般少相至少在30%以上，相比的平衡對(duì)于防止熱影響區(qū)腐蝕和脆化非常重要…. 收稿日期：2013-05-02 2 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn) 2.1焊接方法的選擇結(jié)合產(chǎn)品換熱管較細(xì)+.5的特點(diǎn)，本文采用WZMl-315C管板自動(dòng)焊機(jī)進(jìn)行自動(dòng)脈沖鎢極電弧焊。 通過(guò)調(diào)整脈沖電流、脈沖時(shí)間、基值電流和基值時(shí)間，可以調(diào)節(jié)較小的熱輸入，可以防止焊接接頭因晶粒粗大和脆化而過(guò)熱。 此外，高頻電弧具有較強(qiáng)的熔透力，可增加焊縫的熔深，其振蕩作用有利于細(xì)化晶粒、消除氣孔，獲得優(yōu)良的焊接接頭。 2.2 焊材的選擇雙相不銹鋼焊接時(shí)，焊材的化學(xué)成分通常與母材略有不同，焊材中的Ni含量應(yīng)高于母材，以促進(jìn)相變鐵素體到奧氏體。 并能穩(wěn)定焊縫中的奧氏體相[2． . 根據(jù)換熱管和管板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用0.8ITl m焊絲。 表1比較了母材和焊接材料的化學(xué)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《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》附錄D。 換熱管和管板的配對(duì)如圖 1，mm 所示。 其中，換熱管為4,.5mm o stare V01.42 No. 10 Oct. 2013 and New 29，管板采用Q345R堆焊，過(guò)渡關(guān)鍵層2.5焊接工藝采用E309L-16焊條。 耐蝕層采用E2209-16焊條，堆焊層厚度為10ml n。 堆焊層化學(xué)成分如表1所示。焊前應(yīng)將換熱管焊接管端和管板清洗干凈，去除毛刺、油污等污垢，零件表面及附近要進(jìn)行清理。被焊接處應(yīng)用不銹鋼絲刷清潔。 直至露出不銹鋼金屬光澤，再用丙酮溶液清洗。 焊接試驗(yàn) 2.4 焊接 焊接時(shí)應(yīng)先進(jìn)行定位焊接，不能直接在根部固定定位。 應(yīng)使用同材質(zhì)的小定位塊進(jìn)行定位裝配。 焊縫長(zhǎng)度為毫米。 定位塊定位后，用貼紙封住凹槽，背面填充Ar保護(hù)。 5mm鈰鎢電極，Ii Ar)99.99%氬氣保護(hù)，氣體流量8-10L/min，噴嘴直徑12mm，焊接2層，焊接順序和方向如圖2所示?？刂剖覝氐陀?150。

具體焊接工藝參數(shù)見表2。 表2 焊接工藝參數(shù) 氬氣預(yù)通 氬氣滯后段 預(yù)熱時(shí)間 衰減時(shí)間 電弧電壓 焊縫重疊角時(shí)間，s 時(shí)間，s 1層峰值 1.8段基值~8段peak 第一層焊接速度width / ms width/ms , A , A time, s mmmi 60 180 35 850 2層峰值 2.8 base value 2. 8 peak 第二層焊接速度 width/ms width/ms , A , A time , s, (mm 70 190 45 050雙相不銹鋼焊接，除嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)外，還必須嚴(yán)格遵守以下注意事項(xiàng)和技術(shù)措施，以確保良好的焊接質(zhì)量。機(jī)械或化學(xué)方法進(jìn)行清理，徹底清理坡口及兩側(cè)的氧化皮、油脂、灰塵、水和污染物，以降低焊縫中的H含量，防止氫致裂紋；必須使用鋼絲刷、清渣錘等清理工具由不銹鋼制成的用于磨削的砂輪也必須是專門用于磨削雙相不銹鋼的砂輪； 焊后立即用專用不銹鋼絲刷趁熱刷焊縫表面，消除焊縫表面氧化色，防止焊縫耐蝕性能下降。氣體保護(hù)采用大口徑噴嘴增加保護(hù)氣體流量，提高氣體保護(hù)效果【防變形措施】為防止管板變形，焊接應(yīng)由中心向四周呈放射狀對(duì)稱進(jìn)行。

3 焊接試板檢查 換熱管板焊接試板檢查，首先要目測(cè)焊縫表面是否光滑平整，波紋是否細(xì)密，無(wú)肉眼可見的焊接缺陷眼睛。 3.1 滲透檢測(cè)按JB/T4730–2005對(duì)換熱管板的10個(gè)焊接接頭進(jìn)行100%滲透檢測(cè)（PT），未發(fā)現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，檢驗(yàn)合格。 3.2 宏觀金相檢驗(yàn)按照NB/r11 47014-201l，在對(duì)角位置切割兩個(gè)管接頭，兩個(gè)切口相互垂直。 通過(guò)換熱管中心線切割VI的一側(cè)，檢查兩個(gè)接頭4個(gè)截面的8個(gè)觀察面，其中1個(gè)取自弧形連接； 打磨宏觀金相試樣的檢驗(yàn)面，使焊縫區(qū)與熱影響區(qū)邊界清晰，用10倍放大鏡進(jìn)行檢驗(yàn)。 焊縫根部焊透，無(wú)裂紋，無(wú)熔合。 然后測(cè)量8個(gè)金相檢驗(yàn)面上各角焊縫的厚度為2.0-2.2mm，大于合格值1.7mm，宏觀檢驗(yàn)合格。 30 工藝和新技術(shù)焊接技術(shù)卷。 42 No. 10 2013 3.3 金相檢驗(yàn)對(duì)換熱管、管板堆焊和焊縫進(jìn)行金相檢驗(yàn)。 金相組織分別如圖3、4、5所示。 圖中黑色的是鐵素體，白色的是奧氏體。 鐵素體采用網(wǎng)格交叉法測(cè)定，管內(nèi)鐵素體約占50%； 管板堆焊層中鐵素體含量約為35%，焊縫中鐵素體含量約為40%，滿足技術(shù)要求30%～60%。 沒(méi)有相脆性硬組織。

并獲得了精細(xì)均勻的兩相混合結(jié)構(gòu)。 試件分兩層焊接，一層焊接的熱影響區(qū)經(jīng)受兩次焊接熱循環(huán)。 既促進(jìn)了奧氏體相的進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，又細(xì)化了晶粒[3.4 顯微硬度試驗(yàn) 取剩余管頭試樣進(jìn)行顯微硬度試驗(yàn)，采用HVS-50數(shù)顯維氏硬度計(jì)測(cè)量接頭的顯微硬度，以及測(cè)量方法是從換熱管、焊縫金屬到管板依次測(cè)量，如圖6所示。測(cè)量結(jié)果如圖7所示。從測(cè)量結(jié)果可以看出，沒(méi)有硬化傾向，符合技術(shù)要求- 1。 朵Z'，Zt{～27貴圖6封頭硬度測(cè)試點(diǎn)290 280 1270鍋260鷺250 240 230管邊焊縫2793管板邊273.3I。 6 圖7 管頭硬度測(cè)量值 4 產(chǎn)品焊接 通過(guò)對(duì)雙相不銹鋼換熱管板焊接工藝的評(píng)價(jià)試驗(yàn)分析，證實(shí)了焊接工藝的正確性。 為管板焊接提供了有力保障。 該焊接工藝應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品換熱器管板的焊接生產(chǎn)。 焊后經(jīng)0.2MPa壓縮空氣泄漏試驗(yàn)和100%PT檢測(cè)( ，均合格。換熱器管板焊接如圖8所示。 圖8.換熱器管板焊接接頭焊接時(shí)，應(yīng)注意焊接操作：控制焊槍傾斜角度和送絲角度，機(jī)頭必須水平放置，送絲略在鎢極的前下方。一般焊槍的鎢極對(duì)準(zhǔn)溝槽外緣的1/3，管壁根部與溝槽的角度為最佳。

控制開關(guān)。 焊接過(guò)程中根據(jù)情況不斷調(diào)整弧長(zhǎng)，防止未熔斷、鎢極打管板等現(xiàn)象。生產(chǎn)。 經(jīng)過(guò)3個(gè)月的使用，管束裝置運(yùn)行穩(wěn)定不銹鋼換熱管焊接設(shè)備，滿足使用要求，證明本文選用的自動(dòng)脈沖鎢極氬弧焊焊接工藝及操作要點(diǎn)合理，保證了焊縫金屬獲得一個(gè)相對(duì)理想的階段。 比例，以防止焊縫脆化相和裂紋的產(chǎn)生。 接第 34 頁(yè)） 34 工藝和新技術(shù) 焊接技術(shù)卷。 42 No. 10 2013 可以提高電弧穩(wěn)定性。 這更有利于液滴轉(zhuǎn)移。 因此，采用混合氣體保護(hù)時(shí)，熔滴尺寸明顯減小，熔滴沿軸向過(guò)渡，電弧非常穩(wěn)定。 mm′ mmr, Ar) 90% + (U2) 10% 圖6 不同保護(hù)氣體下的液滴轉(zhuǎn)移 2.4 極性對(duì)液滴轉(zhuǎn)移頻率的影響 極性對(duì)液滴轉(zhuǎn)移頻率影響很大，從圖4和圖5可以看出。 正液滴的躍遷頻率高于負(fù)液滴，這主要是由于阻礙負(fù)液滴轉(zhuǎn)移的力較大。 當(dāng)電弧電壓一定，焊接電流較小時(shí)，正負(fù)熔滴轉(zhuǎn)移頻率之差很小，隨著焊接電流的增大，正負(fù)熔滴轉(zhuǎn)移頻率之差越來(lái)越大。 而當(dāng)焊接電流恒定時(shí)。 隨著電弧電壓的增加，正負(fù)熔滴轉(zhuǎn)移頻率之間的差異變化不大。

3 結(jié)語(yǔ) 焊接電流對(duì)熔滴過(guò)渡影響很大，且隨著焊接電流的增加而增大。 液滴的傳遞形式發(fā)生明顯變化，液滴傳遞頻率增加，液滴尺寸減小。 電弧電壓對(duì)熔滴轉(zhuǎn)移也有一定程度的影響。 隨著電弧電壓的增加，熔滴轉(zhuǎn)移頻率增加，熔滴尺寸減小。 保護(hù)氣體成分對(duì)熔滴轉(zhuǎn)移有很大影響。 用純CO：氣體保護(hù)時(shí)，熔滴尺寸增大，用Ar（Ar）90%+O（CO：）10%的混合氣體保護(hù)時(shí)，電弧穩(wěn)定。 電源極性對(duì)液滴轉(zhuǎn)移的影響是顯而易見的。 在相同的焊接電流和電弧電壓下。 正極液滴的躍遷形式也可能與負(fù)極不同，正極液滴的轉(zhuǎn)移頻率遠(yuǎn)高于負(fù)極。 參考： 。 北京：機(jī)械工業(yè)出版社。 1998． 華愛兵，尹樹艷，陳樹軍，等。細(xì)絲大電流MAG焊熔滴過(guò)渡機(jī)理[ . 焊接雜志。 2009, 30(8): 93-96. [3] 李慶，W． 金屬電弧焊 [ PhysD: Appl Phys, 2001, 34(: 347-353. [4] 朱升, 王啟偉, Yi ang, eta1. ch di ng wi ng . Eri al Wang Bao, Yang Lin, Wang勇. 藥芯焊絲CO:焊接熔滴過(guò)渡現(xiàn)象的觀察與分析[J]. 焊接學(xué)報(bào), 2006, 27 (曹美慶, 鄒增增, 王春茂, 等. 焊接電流對(duì)雙絲間接焊電弧特性的影響電弧焊[J]. J.焊接學(xué)報(bào), 2005, 26(12): 47-50. 夏巨辰, 張啟勛. 材料成形技術(shù)[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 參考文獻(xiàn): 2004 工業(yè)出版社. 2004. 石油化工設(shè)備, 2009, 38 (趙海紅.齊立春..

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