大口径高压锅炉管的加工性能如何-合金钢管-合金弯头管件-三通-异径管-弯管-管帽

大口径高压锅炉管的加工性能如何

发表时间：2020-04-21 16:12:59

大口径高压锅炉管与钢相比，铜的熔点低，导热系数、比热容及线胀系数大，这种差别对钢与铜的焊接有不利的影响。钢与铜在高温时的晶格类型、晶格常数、原子半径以及外层电子数等特性都比较接近，相互之间能够形成牢固的金属键，这对钢与铜的焊接性是有利的。钢与铜及其合金的焊接的主要问题是热裂纹和渗透裂纹①热裂纹。钢与铜焊缝结晶时偏析较严重，晶界易于形成低熔点的共晶体，对热裂敏感。同时，为了弥补铜的快速散热以及确保有足够的熔化量，焊接时需采用较大的线能量，并形成较大的熔池和热影响区。由于钢与铜的线胀系数又有较大的差别，因此在焊缝结晶和冷却过程中产生较大的收缩应力。所以，焊缝中的低熔点共晶体和收缩应力是产生热裂纹的主要因素低熔点共晶体在焊缝晶粒间形成液态薄膜是产生裂纹的根本原因，焊缝中存在的收缩应力，是产生热裂纹的必要条件②渗透裂纹。铜对铁的表面有很强的浸润作用，钢与铜焊接时，熔融的铜也可能沿近缝区钢材的晶界渗入钢中。另外，焊缝在结晶过程中，往往会在钢的结晶表面上产生微观裂纹，此时处于液态的铜和铜合金，容易浸润微观裂纹的表面，甚至渗入微观裂纹中，进入微观裂纹中的铜和铜合金沿晶界继续渗透，使该处晶界强度降低。此外，滲人钢中的铜或铜合金液体对微裂纹壁能附加应力，其压力值可达24.5MPa，这样在拉应力的共同作用下，近缝区很容易产生渗透裂纹。实践证明，渗透现象与铜合金中所含合金成分有关，含锡的青铜渗透严重；含大口径高压锅炉管、铝、硅的铜合金焊缝金属对钢的渗透较少；含镍高于16%的铜合金焊缝在碳钢上不会造成渗透裂纹。此外，渗透裂纹的产生还与钢的组织形态有关，如液态铜能浸润铁素体，所以单相奥氏体钢容易产生渗透裂纹，而奥氏体-铁素体双相组织的钢就不容易产生渗透裂纹（2）钢与铝的焊接性。

大口径高压锅炉管焊接时，铝在钢中的铁既可形成固溶体、金属间化合物，又可形成共晶。由于铁在固态中的溶解度极小，室温下，铁几乎不溶于铝，所以含微量铁的铝合金在冷却过程中会产生金属间化合物FeAl。随着含铁量的增加，相继出现FeAl、Fe2Al、 Fe2Al和FeA等，其中Fe2Al的脆性***。因此铝合金的力学性能和焊接性受铁含量的影响较大铝中加入铁会提高强度和硬度，但也会降低铝合金的塑性，使脆性增大，对焊接性影响严重。铝在铁中的溶解度比铁在铝中的溶解度大很多倍，含铝钢具有良好的抗氧化性，但铝含量超过3%时具有较大的脆性，也会严重影响其焊接性。焊接时低熔点的铝先熔化，此时钢件仍处在固体加热状态；铝与钢的线胀系数相差悬殊，焊接过程中接头处会产生很大的焊接热应力，增大了裂纹倾向；铝高温时易氧化，形成高熔点的氧化膜（AlO3），AlO既能形成焊缝夹渣，又影响焊缝的熔合。为了溶解氧化膜，如使用焊铝的专用焊剂，会与液态铝发生化学反应，破坏铝及铝合金的成分。

大口径高压锅炉管及铝合金与钢熔焊一般采用氩弧焊、电子束焊和气焊等方法。焊接时须保证在接头处不产生金属间化合物，通常的做法是在钢表面镀一层过渡金属，并且此金属与铝要有很好的结合性（3）钢与镍的焊接性。镍与钢的物理性能和化学性能十分相近，尤其是在高温时的晶格类型、原子半径、外层电子数等方面十分相近，因此镍与铁可以无限固溶。在高温下镍与铁有形成金属间化合物的可能，但在冷却过程中，随着温度下降即进行分解，这些都有利于它们之间的焊接。但是钢与镍之间焊接时，钢和镍中的杂质和合金元素会对焊缝金属产生不良影响，其主要问题是在焊缝中容易产生气孔和热裂纹D气孔。钢与镍焊接时，焊缝中形成气孔的主要原因是氧镍及某些其他合金元素的含量所致。a.氧的影响。钢与镍及其合金焊接的焊缝成分主要是铁和镍。在高温下，液态金属中镍很容易夺取氧而形成NiO，在冷却过程中又与熔池金属中的氢、碳发生化学反应，使NO被还原成水蒸气和CO，在熔池凝固前往往来不及逸出而残留在焊缝中成为气孔。b.镍的影响。