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水下16mn无缝钢管湿法焊接

  • 所属:16Mn钢管
  • 时间:2018-11-30 21:58:49
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水下16mn无缝钢管湿法焊接

当304L不锈钢与16mn无缝钢管在水下进行湿法焊接时,由于16mn无缝钢管的导温系数较低且水的冷却速度较快,导致16mn无缝钢管侧的接头熔化不充分,从而给焊接工艺的选择带来了困难;由于304L不锈钢和16mn无缝钢管的化学成分存在差异,所以304L/16Mn异种钢接头的微观组织复杂。本研究针对这些难题,采用水下焊接专用自保护药芯焊丝,并选择合理的焊接工艺,可成功实现304L/16Mn水下湿法焊接。同时,本文主要研究了焊接环境和不同药芯焊丝对304L/16mn无缝钢管的微观组织和力学性能的影响。

  通过比较分析ER308药芯焊丝分别在水下和空气中焊接得到的304L/16mn无缝钢管异种钢接头的微观组织和力学性能,来阐明不同焊接环境对304L/16Mn异种钢接头的影响。结果表明:空气接头中16mn无缝钢管侧过热区为魏氏组织,相变重结晶区为细晶铁素体和珠光体,不完全重结晶区为珠光体和大小不一的铁素体。焊缝成形完好无缺陷产生。304L不锈钢侧熔合区中的晶粒没有明显的生长方向且有大量等轴晶形成。水下接头中16mn无缝钢管侧过热区为大量的粗大马氏体,相变重结晶区为大量较细小的马氏体和少量粒状贝氏体,不完全重结晶区为少量细小的马氏体、大量粒状贝氏体和尺寸大小不一的铁素体。焊缝组织中存在带状偏析和晶间裂纹等缺陷。304L不锈钢侧熔合区中的晶粒具有明显的生长方向且只有少量的等轴晶形成。与空气中接头相比,304L/16mn无缝钢管异种钢水下接头的抗拉强度较低为165MPa,平均硬度较高为237HV。

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  选用水下焊接专用自保护药芯焊丝焊接304L不锈钢和16mn无缝钢管,并与ER308药芯焊丝水下焊接接头进行比较分析,从而揭示不同药芯焊丝对接头微观组织和力学性能的影响。首先,在特定的边界条件下,利用一维非稳态导热微分方程来计算焊接的起始位置为偏向16mn无缝钢管侧0.11mm。并通过焊接试验验证了该最佳起始位置的准确性,从而确定了最佳方案。试验结果显示:用自保护药芯焊丝水下焊接304L不锈钢和16mn无缝钢管时,16mn无缝钢管侧过热区为粗大的马氏体和粒状贝氏体生成;相变重结晶区为大量的粒状贝氏体;不完全重结晶区为粒状贝氏体和尺寸大小不一的铁素体。在焊缝的组织中存在的带状偏析和晶间裂纹等缺陷消失。与ER308药芯焊丝水下焊接接头相比,304L/16Mn异种钢接头的力学性能得到提高,其抗拉强度升高到400MPa,焊缝的平均硬度降低为192HV。


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