一、兩種不同材料的焊接性分析
這兩種材料的化學成分見表5-19,從表中可以知道:首先,從冷卻速度來講,06Cr19Ni10 不銹鋼管焊接時要防止過熱,而20Cr13不銹鋼卻要避免冷卻速度過快,以免產生冷裂紋;其次,在焊接參數上,06Cr19Ni10鋼在相同的可焊厚度下,所需的焊接熱輸入要比20Cr13鋼小20%左右,必須考慮在20Cr13鋼一側進行預熱和焊后保溫。所以在制定焊接工藝時必須兼顧二者,用一個行之有效的焊接工藝來保證,才能焊接出符合使用的焊接接頭。
二、焊接材料的選用
06Cr19Ni10不銹鋼管和20Cr13不銹鋼法蘭焊接時,根據YB/T 5092-1996標準,兼顧兩種母材的焊接性,為保證其焊縫金屬的耐蝕性,根據等成分原則,選用H03Cr24Ni13Mo2不銹鋼焊絲,其化學成分見表5-20。
三、焊前準備
1. 工件坡口制備如圖5-12所示,為插入式坡口車削加工而成。
2. 待焊處周圍20mm范圍內油污要用酒精或丙酮擦洗同時也要將焊絲除油污。
3. 準備好保溫用的草木灰,并保證其干燥。
四、焊接工藝及參數
采用TSP-300直流鎢極氬弧焊機,焊接工藝及參數見表5-21。焊接工藝過程如下:
1. 工件定位
先用氧炔焰將20Cr13鋼接頭法蘭待焊處周邊50mm范圍內加熱,用紅外線溫度測試儀測試達到280℃后,迅速將06Cr19Ni10管路與20Cr13接頭法蘭按圖5-12所示裝配好,并均勻定位焊4點,定位焊焊縫長度為10~15mm。
2. 第1層焊接
用紅外線溫度測試儀測試20Cr13接頭法蘭焊縫周圍50mm范圍內最遠端的溫度,當不低于260℃后開始焊接,焊縫厚度以5mm為宜,并盡量減少20Cr13接頭法蘭的金屬熔敷量。
3. 第2層焊接
用紅外線溫度測試儀測試06Cr19Ni10不銹鋼管路焊縫周邊溫度,當降到260℃后開始焊接,焊縫厚度以5mm為宜,并盡量減少20Cr13接頭法蘭的金屬熔敷量。
4. 第3層焊接
用紅外線溫度測試儀測試06Cr19Ni10不銹鋼管路焊縫周邊溫度,當降到260℃后開始焊接,焊縫填滿坡口,略有焊腳,并盡量減少20Cr13接頭法蘭的金屬熔敷量。
5. 第4層焊接
用紅外線溫度測試儀測試06Cr19Ni10不銹鋼管路與20Cr13接頭法蘭周邊溫度,當降到260℃后開始焊接,焊腳要達到圖樣要求,焊腳形狀呈凹形圓弧過渡,并盡量減少20Cr13接頭法蘭的金屬熔敷量。
6. 焊后處理
迅速用紅外線溫度測試儀測試06Cr19Ni10不銹鋼管路與20Cr13接頭法蘭周邊100mm范圍內的溫度,當達到400℃(如果溫度不夠,用氧炔焰進行加熱,使其達到此溫度),迅速將焊件放入木灰中埋蓋好。
五、焊后檢驗
1. 焊縫外觀檢驗: 24h后取出焊件,用紅外線溫度測試儀測試焊縫表面溫度,低于50℃后,用10倍放大鏡檢驗焊接接頭是否存在裂紋及其他不允許超標表面缺陷。
2. 用著色劑噴涂焊接接頭,顯像后沒有發現微裂紋。
3. 水壓試驗: 按設計圖樣技術要求進行35MPa水壓試驗,保壓30min后沒有發現滲漏現象。