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低碳鋼管TIG打底焊的焊接材料選用
來源於:鞏義市AG亞遊正規平台材料有限公司 發布時間:[2012/12/13] 瀏覽:2357

    結合多年對低碳鋼管進行手工鎢極氬弧焊(TIG)的經驗,通過選用H08AH08Mn2SiTIG-J50焊絲對20低碳鋼管進行的焊接工藝試驗以及現場使用的比較分析,認為焊絲中MnSi含量及其比值Mn/Si具有關鍵作用,施工選用H08Mn2SiTIG-J50ER49-1是可行的,在目前首選H08Mn2Si焊絲進行低碳鋼管TIG打底焊是合理的。
  主題詞 低碳鋼 焊接材料 選擇 焊接 工藝 試驗

  在石油、化工、電站裝置中,工藝管道和石油化工管式爐及鍋爐的爐管絕大部分是低碳鋼管,最常用的牌號有:1020Q23520g。由於這些裝置工藝條件苛刻,對焊縫質量和管道清潔度都有較高要求,在現場施工中,AG亞遊正規平台常采用手工鎢極氬弧焊(TIG)打底和手工電弧焊(SMAW)填充、蓋麵的焊接工藝焊接較為重要的碳鋼管。我國80年代初在上述裝置管道焊接中開始推廣手工鎢極氬弧焊打底技術,目前,除了電力建設係統開發的部分專用氬弧焊焊絲和GB/T8110-1995標準中推薦的氣體保護焊用碳鋼、低合金鋼焊絲可以作為TIG焊絲外,一般都選用埋弧焊用焊絲和CO2氣體保護焊用焊絲作為TIG焊絲。由於低碳鋼焊材主要按“等強度”原則選用,現行施工規範和有關手冊推薦的焊絲主要有:H08(H08A)H08Mn2SiTIG-J50ER49-1。現結合我公司對這些焊絲的使用情況進行分析比較。

1 焊接工藝試驗
  選用H08AH08Mn2SiTIG-J50焊絲分別對20低碳鋼管分別進行手工鎢極氬弧焊打底、手工電弧焊填充、蓋麵水平固定口和垂直固定口的焊接
  母材和焊接材料的化學成分和機械性能分別見表1、表2、表3、表4

1 20鋼管化學成分

元 素 C Si Mn S P
含量(%) 0.220.23 0.210.22 0.500.51 0.0280.029 0.010.014

 

2 焊材化學成分(%)

牌號 C Si Mn S P Cr Ni Cu
ER49-1 0.11 0.650.95 1.802.10 0.030 0.030 0.20 / /
H08A 0.10 0.0380.034 0.46 0.0240.035 0.01 0.020.021 0.0290.043 0.0740.077
H08Mn2Si 0.090.11 0.790.88 1.881.94 0.0110.017 0.0140.016 0.15 0.20 /
TIG-J50 0.107 0.653 1.57 0.024 0.038 / / /
E4303 0.08 0.16 0.43 0.010 0.019 / / /

 

3 20鋼管機械性能

參量 σb(MPa) σs(MPa) δ8(%)
數值 412.4470.4 264.6371.6 2937

 

4 E4303焊條機械性能

參量 σb(MPa) σ0.2(MPa) δ5(%) AKv(J)-20
數值 470 390 28.2 86.8476平均82

 

  焊接工藝參數和無損探傷、機械性能試驗結果分別見表5、表6、表7  

5 焊接試驗工藝參數

接頭型式和層次 分 組 焊 接 工 藝 參 數
焊道 焊接 電源

焊接

直徑 焊接電流(A) 焊接電壓(V) 焊接速度
(cm/min)
線能量
(kJ/cm)
方法 極性 材料 (mm)
20鋼管:D57×5mm水平固定t-61.gif (559 bytes) 1 1 TIG

SMAW

正接 H08A

E4303

1.6 85 12 5 12.2
2   2.5 80 22 6 21.1
2 1 TIG

SMAW

正接 H08Mn2Si

E4303

1.6 85 12 4.8 12.8
2   2.5 80 22 6 21.1
3 1 TIG

SMAW

正接 TIG-J50

E4303

2.5 90 15 6 13.5
2   2.5 90 23 6 20.7
20鋼管:D57×5mm垂直固定t-62.gif (471 bytes) 4 1

2-3

1

2-3

1

2-3

TIG

SMAW

正接 H08A

E4303

1.6 85 12 8 7.65
  2.5 85 22 11 10.2
5

6

TIG

SMAW

正接 H08Mn2Si

E4303

TIG-J50

E4303

1.6 85 12 5 12.2
  2.5 85 22 10.6 10.6
TIG

SMAW

正接 2.5 90 15 8 10.13
  2.5 80 22 10 10.56

6 RT探傷結2.5

分組號 缺陷性質 判定級別
1 多點氣孔 Ⅰ、Ⅱ
2 夾 渣
3
4 多點氣孔
5
6 夾 渣

 

7 機械性能試驗

分組號 拉力試驗值

δb(MPa)

彎曲試驗結果
90°麵彎 90°背彎
1 461.1452.1 無裂紋合格 無裂紋合格
2 480480 無裂紋合格 無裂紋合格
3 460450 無裂紋合格 無裂紋合格
4 460.8450.2 無裂紋合格 無裂紋合格
5 485495 無裂紋合格 無裂紋合格
6 430445 無裂紋合格 無裂紋合格

 


2 現場焊接
  AG亞遊正規平台在施工現場進行手工鎢極氬弧焊打底焊接低碳鋼管時,曾采用過H08(H08A)H08Mn2SiTIG-J50ER705-3和瑞典OK焊絲,十多年的應用經驗表明,沒有發生焊接質量事故,焊縫能夠滿足設計和使用要求。不同焊絲的差別主要是:使用H08A焊絲TIG打底時,焊縫根部容易產生氣孔,焊縫成型差;使用H08Mn2SiTIG-J50焊絲打底時,焊縫成型好,易於手工操作,氣孔很少,焊縫質量容易保證。由於H08Mn2Si是國內生產的埋弧焊焊絲,容易采購,H08Mn2Si焊絲在手工鎢極氬弧焊打底中得到廣泛應用。

3 分析
  手工鎢極氬弧焊打底所選用的焊絲,除應滿足機械性能要求外,還應具有良好的可操作性並且不產生缺陷。從焊接工藝試驗的機械性能可以看出,H08Mn2Si焊絲打底焊縫的抗拉強度均比其原焊絲的較高;從無損探傷和現場手工焊接操作性上看,H08A焊絲打底容易產生氣孔,且焊縫成型差;從化學成分的MnSi元素含量看,H08Mn2Si元素和ER49-1相當,TIG-J50次之,H08A最低。
  經過對比分析可以認為,采用H08A焊絲TIG打底焊產生氣孔、成型差的原因,關鍵在於其MnSi元素的含量。焊縫中MnSi是主要合金化元素,同時也是一種較好的脫氧劑,Si脫氧能力比Mn要強,MnSi都能減少焊縫金屬中的氧含量,改善焊縫金屬的性能,防止氣孔產生;另外,Mn可以提高焊縫的強度和韌性,而Si含量過多時,將會使焊縫金屬的塑性和韌性降低。因此,必須使焊縫材料保持適當的Mn/Si比值,該比值愈高,焊縫金屬的韌性愈好,一般認為Mn/Si2對焊縫韌性不利。

4 結論
  采用手工鎢極氬弧焊工藝進行低碳鋼打底焊,選用H08(H08A)焊絲是不合適的,施工中選用H08Mn2SiTIG-J50ER49-1是可行的。在目前生產TIG-J50ER49-1焊絲的廠家較少的情況下,進行手工鎢極氬弧焊打底焊接低碳鋼選用H08Mn2Si焊絲是合理的。AG亞遊正規平台經過十多年的應用,沒有發現因焊絲強度較高,導致焊縫的淬硬傾向,而產生延遲裂紋等焊接質量事故。

 

 

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