介紹1Cr13不銹鋼的主要特點(diǎn)、焊接工藝措施及其可焊性分析,并在此基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)例對(duì)典型產(chǎn)品的具體運(yùn)用加以論述。
1Cr13(馬氏體)不銹鋼;焊接;分析;對(duì)策*C以下時(shí)的弱腐蝕介質(zhì)中,即在大氣、蒸氣、淡水中,具有良好的耐腐蝕性能,且價(jià)格便宜,因而該類(lèi)不銹鋼在機(jī)械制造中得到廣泛地應(yīng)用。
1Cr13不銹鋼的焊接工藝性能較差,其主要是淬硬傾向大和過(guò)熱傾向大,金屬組織的塑性和韌性也有差別,冷卻時(shí)易在焊縫和不完全熔化區(qū)、過(guò)熱區(qū)產(chǎn)生裂紋,并在熱影響區(qū)產(chǎn)生粗大的馬氏體組織。從提高焊縫的塑性這點(diǎn)出發(fā),希望得到緩慢的冷卻焊縫。
1Cr13不銹鋼焊接的特點(diǎn)由于1Cr13不銹鋼的塑性和韌性都差,冷卻時(shí)易在焊縫上和熱影響產(chǎn)生裂紋,因此需要緩慢地冷卻焊縫和熱影響區(qū)及過(guò)熱區(qū)。
在焊接熱循環(huán)的作用下,熱影響區(qū)晶粒急劇脹大,從而使焊縫變脆,即使選用的焊接材料與母材匹配的情況下,焊縫金屬也會(huì)產(chǎn)生脆化問(wèn)題,要選用的焊接材料以含Cr、Ni要高些為宜。
1Cr13不銹鋼的焊接1Cr13不銹鋼的焊接,目前多采用焊條電弧焊。焊接時(shí)宜選用較小的焊接電流和盡快的焊接速度以及窄焊道、分段跳躍焊,防止因應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋。
生裂紋,焊前需經(jīng)2~4*C的預(yù)熱,焊后緩冷到15~針對(duì)1Cr13馬氏體鋼的焊接易產(chǎn)生裂紋,可選用含Cr+Ni的焊接材料進(jìn)行施焊,同時(shí)在焊接時(shí)每焊5 %~6%要進(jìn)行錘擊(3~5次為宜)目的是清除焊接應(yīng)力,把拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力,防止焊縫裂紋。
對(duì)焊接中遇到的問(wèn)題的分析
(1)母材1Cr13馬氏體鋼經(jīng)探傷測(cè)定,出現(xiàn)連續(xù)性條狀和點(diǎn)狀的氫白點(diǎn),初步認(rèn)為是母材層狀撕裂,導(dǎo)致焊接時(shí)產(chǎn)生裂紋。因?yàn)槟覆闹写嬖诜墙饘賷A雜物,像硫化物和硅酸鹽等,在高溫作用下產(chǎn)生變形,這是在軋制過(guò)程中軋成很薄的片狀,呈片狀分布,這些片狀?yuàn)A雜物與金屬比較強(qiáng)度很低,起到自然的缺口作用,而且局部地破壞了鋼板內(nèi)部的連續(xù)性,導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。
?。?)硫化物有剝離傾向,而硅酸鹽則易于脆裂,焊后冷卻時(shí)由于焊縫收縮應(yīng)力在母材鋼板上造成一定的拉應(yīng)力,在載荷作用下,片狀?yuàn)A雜物與金屬剝離,產(chǎn)生裂紋,這就是造成裂紋的主要原因之一,導(dǎo)致焊縫熔敷金屬與母材剝離。
對(duì)存在問(wèn)題的對(duì)策1Cr13馬氏體不銹鋼的焊接有一定的難度,它不象碳鋼的焊接,只要注意碳、硫、磷的含量,在一般情況下都可以自由的進(jìn)行焊接工作,因而不受焊層焊道和預(yù)熱回火的約束。而1Cr13馬氏體不銹鋼的焊接有一定的特殊要求和局限性,因此他要控制焊接溫度、焊接速度、焊接電流及焊層焊道,還要焊前預(yù)熱和焊后處理等嚴(yán)格的工藝并選擇合理的焊接材料才能達(dá)到比較理想的焊接效果。
焊接材料的選擇。根據(jù)規(guī)定,可以采用兩種焊條進(jìn)行1Cr13馬氏體不銹鋼手工電弧焊接,一種是鉻22、鉻27焊條,焊后及時(shí)進(jìn)行6~73*C的高溫回火處理,以提高焊接接頭的塑性、韌性和耐蝕性;另一種是采用奧氏體不銹鋼焊條。如奧12、奧22、奧27等,焊后不需進(jìn)行熱處理,但熱影響區(qū)有淬硬層。
施焊時(shí)遇到問(wèn)題的解決方法。1Cr13馬氏體不銹鋼對(duì)接焊縫和角接焊縫出現(xiàn)裂紋,而且冷、熱裂紋都存在于焊縫中過(guò)熱區(qū)、熱影響區(qū)以及母材與焊縫邊緣處。雖然焊接時(shí)嚴(yán)格地按照焊接工藝進(jìn)行,并幾經(jīng)調(diào)整焊接工藝參數(shù),但還是出現(xiàn)少量裂紋。經(jīng)分析查找,問(wèn)題出現(xiàn)在母材上的層狀撕裂,原因是沿鋼板的軋制方向中有非金屬夾雜物、硅酸鹽,因此在下料前應(yīng)進(jìn)行針對(duì)母材的無(wú)損檢驗(yàn),在焊縫及熱影響區(qū)范圍內(nèi)應(yīng)避免存在這類(lèi)有害的非金屬夾雜物。
6年6月水利科技與經(jīng)濟(jì)5施焊實(shí)例在松花江大頂子山航電樞紐工程右岸泄洪閘弧形工作閘門(mén)埋件制作中,弧軌加熱腔材質(zhì)為1Cr13馬氏體不銹鋼,該埋件分為兩個(gè)半圓的角焊縫和對(duì)接焊縫。
弧形閘門(mén)埋件總計(jì)長(zhǎng)度(焊道長(zhǎng)度L弧形閘門(mén)埋件第一組采用焊接材料兩種:①馬氏體焊接材料鉻22和奧氏體焊接材料奧12進(jìn)行焊接,焊后部分產(chǎn)生裂紋,經(jīng)查找原因出現(xiàn)在母材缺陷是缺口熔入到焊縫中引起裂紋;②因裝配間隙大,焊接應(yīng)力造成的裂紋,還由于周?chē)h(huán)境,在195*C緩慢冷卻中出現(xiàn)大雨,焊縫和過(guò)熱區(qū)表面淬火造成裂紋。
在總結(jié)前一組經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,第二組選用奧氏體焊接材料奧12進(jìn)行焊接,調(diào)整部分工藝參數(shù),由于周?chē)h(huán)境溫度從2234*C,焊縫從結(jié)晶高溫下緩冷速度下降杜國(guó)華。焊接手冊(cè)。北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2豎井式消能在小型水工建筑物上的應(yīng)用張國(guó)軍,孫國(guó)華(木蘭縣水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì),黑龍江木蘭519黑龍江省木蘭縣位于哈爾濱市東北15km處,冬季最低氣溫為-4*C左右,最大凍深為2.m,最大凍脹量35cm.在已建的小型建筑物中,8%.以上遭到不同程度地凍害破壞,究其原因,總體布置上縱向較長(zhǎng),薄弱環(huán)節(jié)多,受凍部位和面積較大,如消力池,大部分為大面積板形基礎(chǔ),易在基底法向凍脹力作用下上抬或產(chǎn)生裂縫。為了從總體布置和結(jié)構(gòu)形式方面采取經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的防凍消能措施,采用了豎井式消能,在全縣已建的15余處豎井式消能建筑物,有的已運(yùn)營(yíng)2a以上,很少有受凍害破壞的,經(jīng)觀測(cè)證明,總體沒(méi)有凍脹變形的現(xiàn)象。
結(jié)構(gòu)形式水工建筑物需要消能的主要是跌水和閘,因此豎井式消能大部分用于小型建筑物跌水、閘上,其結(jié)構(gòu)形式為豎井、閘室、U型槽(或洞身)、出口墻、海漫段。
組合式消能有跌差的閘(或跌水)在豎井壁上布置消力梁,與井消能組成分層組合式消能,實(shí)際運(yùn)用中水流在井口改變方向下落直射到消力梁上,水流經(jīng)消力梁撞擊作用消耗一部分能量,同時(shí)大量摻氣,然后細(xì)小水柱落到消力井內(nèi),互相撞擊再次消能,經(jīng)梁井雙層消能,效果穩(wěn)定可靠。
消能計(jì)算水深,*n為1m3消除的能量,n能需要的體積。
通過(guò)計(jì)算,比較V與井內(nèi)實(shí)有水體積V井,若V 小型水工建筑物的豎井式消能盡可能利用有限消能容積或空間做到多層次重復(fù)消能,提高消能效率,節(jié)省工程量,抗凍脹性能好,長(zhǎng)期運(yùn)用安全可靠。