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分析石油裂化管的焊接特点

发表时间:2020-04-21 16:10:52

       为了防止石油裂化管淬火钢近缝区产生裂纹,应采取预热或后热的焊接工艺,形成缓冷的条件,使近缝区在温度接近被焊钢材的马氏体转变点时,促使马氏体转变发生,同时尽量消除熔池中溶解的氢。焊接接头在低于马氏体转变点后的缓慢冷却,可以促使马氏体转变。此外,预热及缓冷还可以消除或减小焊接应力。在某些情况下,可采用奥氏体焊条或堆焊隔离层来提高金属的塑性和减小氢向热影响区的富集(2)异种铁素体-马氏体钢的焊接性。铁素体-马氏体钢中含有易强烈形成碳化物的元素铬,因此在熔化区中不会有明显的扩散层存在。但由于铁素体钢焊接时,存在热影响区品粒长大导致韧性严重降低的弊端,而马氏体钢焊接时,在热影响区容易出现脆性组织,导致塑性下降,并可能产生焊接裂纹,因此在异种铁素体-马氏体钢的焊接时,要采取必要的措施防止接头近缝区产生裂纹或塑性及韧性的降低。(3)异种奥氏体钢的焊接性异种奥氏体钢焊接时,容易出现的问题是焊缝及热影响区出现焊接裂纹、焊缝出现晶间腐蚀和脆化等,因此必须考虑奥氏体钢本身的焊接特点而选用合适的焊接材料,并采取相应的工艺措施。(4)奥氏体钢与珠光体钢的焊接性由于奥氏体钢与珠光体钢在化学成分、金相组织、物理性能及力学性能等方面有很大的差异,这些差异造成奥氏体钢与珠光体钢的焊接变得困难,为保证焊接质量必须考虑下列问题。

       ①石油裂化管焊缝金属稀释问题。輿氏体钢与珠光体钢焊接时,两种母材都要发生熔化,与填充金属共同形成焊缝。由于珠光体钢中的合金元素含量远低于奥氏体钢,因此其熔化后进入焊缝,会对整个焊缝金属产生稀释作用。稀释的结果造成焊缝金属的成分和组织与母材金属有很大的差异,严重时焊缝中将出现马氏体组织有产生裂纹的危险。为了避免上述问题的发生,可根据熔合比计算出焊缝金属的铬当量和镍当量,然后根据舍夫勒组织图1-2),估算出焊缝的组织状态。如奥氏体不锈钢和低碳钢焊件,当稀释率小于13%时,焊缝金属可保持奥氏体-铁素体组织;当熔入的低碳钢母材超过20%时,焊缝金属为奥氏体-马氏体组织,故焊件时***采用铬镍含量高的焊条。由舍夫勒组织图可知,在焊接材料和焊接工艺不合适时,焊缝中必将出现马氏体组织,这在焊接时必须设法克服。

       石油裂化管时间较短,珠光体钢与奥氏体钢填充金属材料的成分有较大差异,熔化的母材金属在熔池边缘上与填充金属不能很好地熔合使得靠近珠光体母材的一个狭窄的区域内,形成和焊缝金属内成分不同、宽度为0.2~0.6mm的过渡层。对照舍夫勒组织图,可推测出这一区域很可能是高硬度的马氏体或奥氏体加马氏体组织,而这种淬硬组织正是导致焊接裂纹的主要原因之一。一般来说,离熔合线越近,珠光体的稀释作用越强,过渡层中含铬和镍的量也越少。为了减小过渡区中脆性层的宽度,可以提高焊缝金属中奥氏体形成元素镍的含量和控制高温停留时间等。选用奥氏体化能力很强的焊接材料,可以减小脆性层的宽度。由于多数异种钢接头具有奥氏体焊缝,因此目前主要采用镍含量高的焊接材料来改善异种钢的熔合区质量③熔合区中碳扩散层的形成。当珠光体钢和奥氏体钢焊接时,由于石油裂化管的含碳量较高,而且合金元素较少,而奥氏体钢却相反,因此在珠光体钢一侧熔合区两边形成了碳的活度差在高温加热过程中,珠光体钢与奥氏体钢界面附近发生反应扩散造成碳的迁移。一部分碳通过界面由珠光体一侧迁移到奥氏体侧,在珠光体一侧形成脱碳层,同时在奥氏体一侧形成增碳层。


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