造成27simn合金无缝管焊接区脆化现象的原因!
27simn合金无缝管的碳当量在0.58%~0.82%之间。碳当量如此之高,表明母材有相当大的淬硬性,如无特殊控制措施,则焊接裂纹很难避免;加之端盖(厚60mm)、床体(厚26mm)壁厚匀较厚,拘束度较大,易出现较大的拘束应力,这同样会造成焊接热影响区容易产生硬脆的高碳马氏体,发生脆化现象。
我们从降低热影响区的淬硬性,减少焊缝的扩散氢含量,以及降低焊接区的拘束应力等几个方面入手,制定了以下焊接工艺:
(1)针对27simn合金无缝管淬硬倾向很大的特点,我们采取小线能量施焊,同时采取预热、缓冷和后热措施。因为采用小线能量减少了高温停留时间,避免了奥氏体晶粒的过热,增加了奥氏体成分的不均匀性,从而降低了奥氏体的稳定性,并通过预热和缓冷来降低冷却速度,避免了马氏体的形成,以降低焊接热影响区的淬硬性。考虑现场的实际情况,将预热温度定为250~330℃。
(2)接头尺寸及焊接参数(使用直径4mm的E5015焊条、电源直流反接)。
(3)27simn合金无缝管的抗拉强度为980MPa,而16Mn钢的抗拉强度为470~590MPa。若按照等强度原则选择焊条,则会增加焊接接头的实际拘束应力,易导致焊接区出现裂纹,故选择了低匹配接头形式,选用了抗拉强度为490MPa的E5015焊条作为焊接材料。这样,既控制了焊缝的扩散氢含量,又有效地降低了焊接区的实际拘束应力,有效地控制了冷裂纹的出现。
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