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    奧氏體不銹鋼管道的焊接及焊后熱處理探討

    2015-06-01 18:22:47陳強(qiáng)
    中國(guó)科技縱橫 2015年10期
    關(guān)鍵詞:氬弧焊不銹鋼管點(diǎn)焊

    陳強(qiáng)

    【摘 要】隨著奧氏體不銹鋼管道在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的大量應(yīng)用,有關(guān)奧氏體不銹鋼管道的焊接技術(shù)以及焊接后熱處的影響,越來(lái)越受到管道工程施工人員的關(guān)注,特別是由于于焊接方法或焊接工藝不當(dāng)而引起不銹鋼管嚴(yán)重銹蝕的現(xiàn)象,己成為不銹鋼管工程中突出的質(zhì)量問(wèn)題。為此,本文首先就奧氏體不銹鋼的焊接工藝進(jìn)行分析,之后對(duì)焊后熱處理進(jìn)行了探討,以及如何施工焊接確保質(zhì)量作一簡(jiǎn)要論述。

    【關(guān)健詞】奧氏體不銹鋼 焊接工藝 熱處理

    1奧氏體不銹鋼管道的焊接工藝

    1.1焊接施工程序

    圖1 焊接施工程序

    1.2對(duì)口質(zhì)量要求

    內(nèi)壁齊平,如有錯(cuò)口,其錯(cuò)口值應(yīng)符合下列要求:

    對(duì)接單面焊的局部錯(cuò)口值不應(yīng)超過(guò)壁厚的10%,且不大于1mm。

    對(duì)口應(yīng)將焊口表面及面?zhèn)?5mm母材內(nèi),外壁的油、漆、垢、及氧化層等清理干凈,直至露出金屬光澤,并對(duì)坡口表面進(jìn)行檢查,不得有裂紋、重皮、毛刺及坡口損傷等缺陷。若設(shè)計(jì)有要求時(shí),還應(yīng)對(duì)坡口表面進(jìn)行滲透探傷。

    采用手工電弧焊前,應(yīng)將焊口坡口兩則100mm范圍內(nèi)包上石棉布,以防飛濺污染母材。

    推薦的坡口形式如下:

    壁厚δ在3<δ≤16mm時(shí),選用V形坡口,其坡口形式見(jiàn)圖3。

    圖3 3<δ≤16mm時(shí), V形坡口坡口形式

    焊接材料選用按與母材化學(xué)成分相同或相近的原則進(jìn)行,具體按焊接工藝卡的要求執(zhí)行。

    1.3焊接流程

    管徑小于60mm或壁厚小于6mm的管道采用全氬弧焊焊接。管徑大于60mm或壁厚大于6mm的管道采用氬弧焊打底,手工電弧焊蓋面的焊接工藝。氬弧焊打底時(shí)最好采用搖把焊焊法操作,確保根層及蓋面層的質(zhì)量。點(diǎn)固焊,其焊接材料、焊接工藝、焊工和預(yù)熱溫度等應(yīng)與正式施焊相同。在坡口根部點(diǎn)固焊時(shí),點(diǎn)固焊后應(yīng)檢查各個(gè)焊點(diǎn)質(zhì)量,如有缺陷應(yīng)立即清除,重新進(jìn)行點(diǎn)焊。厚壁大徑管若采用填加物方法點(diǎn)固,當(dāng)去除臨時(shí)點(diǎn)固物時(shí),不應(yīng)損傷母材,并將其殘留焊疤清除干凈,打磨修整。

    點(diǎn)焊的焊縫長(zhǎng)度、高度及點(diǎn)數(shù),可參照表1的要求執(zhí)行。

    表1 點(diǎn)焊的尺寸要求

    管徑厚度δ(mm) δ≤4 δ>4

    點(diǎn)焊長(zhǎng)度(mm) 6-10 10-20

    點(diǎn)焊高度(mm) <3 ≤0.7δ且≤6

    點(diǎn)數(shù) 2-4 4-6

    因特殊需要焊檔板對(duì)口時(shí),對(duì)口所用的擋板及卡具應(yīng)與母材相同或相近,其焊接材料、焊接工藝與正式焊接相同,卡具拆除應(yīng)用砂輪割除。

    1.4焊接工藝要點(diǎn)分析

    焊接工藝規(guī)范應(yīng)嚴(yán)格按焊接工藝卡的規(guī)定執(zhí)行。宜采用小電流、短電弧、小擺動(dòng)、小線能量的焊接方法。嚴(yán)禁在被焊件表面引弧、試電流或隨意焊接臨時(shí)支撐物。采用鎢極氬弧焊打底的根層焊縫檢查后,經(jīng)自檢合格后,方可進(jìn)行下次焊接層,直至完成。氬弧焊時(shí),斷弧后應(yīng)滯后關(guān)氣,以免焊縫氧化。氬弧焊打底時(shí)薄壁管焊接時(shí),背面應(yīng)充氬保護(hù),采用可溶紙封堵做成氣室。見(jiàn)圖5。

    直徑大于194mm的管子宜采取二人對(duì)稱焊,焊前為保證首層氬弧焊道質(zhì)量,管道內(nèi)必須充氬氣保護(hù),防止合金元素?zé)龘p及氧化,大徑奧氏體不銹鋼管道焊口內(nèi)充氬裝置見(jiàn)圖6,為防止氬氣從對(duì)口間隙中大量泄漏,焊前需在坡口間隙中貼一層高溫膠帶,焊接過(guò)程中隨時(shí)將妨礙焊接操作的那部分高溫膠帶撕去,每次撕去的長(zhǎng)度視保護(hù)情況而定。內(nèi)充氬裝置在第一層電焊蓋面檢查合格后方可撤除。

    圖5 小徑不銹鋼管道內(nèi)充氬裝置

    圖6 大徑不銹鋼管道內(nèi)充氬裝置

    施焊中,應(yīng)特別注意接頭和收弧的質(zhì)量,收弧時(shí)應(yīng)在坡口一側(cè)熄弧并將熔池填滿防止出現(xiàn)縮孔。多層多道焊的接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi),焊道嚴(yán)禁一次成型。焊接時(shí)應(yīng)按焊接工藝要求進(jìn)行溫度控制,當(dāng)層間溫度過(guò)高時(shí),應(yīng)停止焊接,直至母材降至工藝要求的溫度。再焊時(shí),應(yīng)仔細(xì)檢查并確認(rèn)無(wú)裂紋后,方可按照工藝要求繼續(xù)施焊。對(duì)需做檢驗(yàn)的隱蔽焊縫,應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格后,方可進(jìn)行其他工序。焊口焊完后應(yīng)進(jìn)行清理,經(jīng)自檢合格后在焊縫附近用記號(hào)筆寫上焊工的鋼印代號(hào),或其它永久性標(biāo)記。

    2 焊后熱處理

    2.1焊后熱處理采用電加熱的方法

    熱處理的加熱寬度,從焊縫中心算起,每側(cè)不小于管子壁厚的3倍,且不小于60mm。熱處理的保溫寬度,從焊縫中心算起,每側(cè)不小于管子壁厚的5倍,以減少溫度梯度。焊縫的焊后熱處理溫度、恒溫時(shí)間及升降溫速度,應(yīng)嚴(yán)格按照熱處理工藝卡的規(guī)定執(zhí)行。熱處理加熱時(shí),力求內(nèi)外壁和焊縫兩側(cè)溫度均勻,恒溫時(shí)在加熱范圍內(nèi)注意兩測(cè)點(diǎn)間溫差應(yīng)低于50℃。進(jìn)行熱處理時(shí),測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱布置在焊縫中心兩側(cè),且不得少于兩點(diǎn),水平管道的測(cè)點(diǎn)應(yīng)上下對(duì)稱布置。焊接接頭熱處理的過(guò)程必須有熱處理曲線記錄圖,并填寫熱處理報(bào)告。

    2.2操作注意事項(xiàng)

    嚴(yán)禁在被焊工件的母材表面引燃電弧、試電流、或隨意焊接臨時(shí)支撐物。施焊時(shí)應(yīng)特別注意引弧、接頭、收弧處的質(zhì)量,收弧時(shí)應(yīng)把弧坑填滿。多層多道焊的接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi),并逐層進(jìn)行自檢合格,方可焊接次層。管子焊接時(shí),管內(nèi)應(yīng)有防止穿膛風(fēng)的措施。必須在風(fēng)、雨、雪的天氣焊接時(shí),應(yīng)有相應(yīng)的防止措施。焊接完畢焊工應(yīng)自檢,并標(biāo)識(shí),焊接施工應(yīng)做到工完料盡,場(chǎng)地清。

    參考文獻(xiàn):

    [1] 周桂芬.奧氏體不銹鋼管的現(xiàn)場(chǎng)焊接[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2005(05).

    [2] 張洪流.1Cr18Ni9Ti壓力管道的焊接[J].湖南理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004(01).

    [3] 惠維山.奧氏體不銹鋼管道焊縫裂紋產(chǎn)生原因分析[J].焊接技術(shù),2004(06).

    [4] 常江.鉻鎳奧氏體不銹鋼的焊接[J].四川化工與腐蝕控制,2003(04).

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