1. 材料的性能及分析
000Cr26Mo1鋼的化學(xué)成分見(jiàn)表5-11.
由于碳、氮的含量極低,提高了耐腐蝕性能,在醋酸、乳酸等有機(jī)酸,苛性堿液體中耐腐蝕尤為顯著,且具有較強(qiáng)的耐鹵離子應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕能力。
000Cr26Mo1鋼的常溫力學(xué)性能和物理性能見(jiàn)表5-12和表5-13。
由表可知,這種鋼屈強(qiáng)比近于1,卻有比一般鐵素體鋼好的韌性和延長(zhǎng)率。它具有一般低碳鋼的密度,表面可形成致密的氧化膜,具有較好的抗氧化性。進(jìn)行375~540℃的加熱試驗(yàn),加熱后有硬度增高、韌性下降的現(xiàn)象,說(shuō)明具有475℃脆性。熱處理能使000Cr26Mo1鋼軟化,但熱處理溫度不當(dāng)時(shí),會(huì)發(fā)生韌性突變。進(jìn)行704~954℃重復(fù)加熱,仍存在脆性,在低溫時(shí),特別是在-20℃時(shí),沖擊性能很差,有沖擊值急轉(zhuǎn)直下的現(xiàn)象。
2. 焊接性及工藝分析
根據(jù)以上分析,000Cr26Mo1鋼焊接的主要問(wèn)題是熱影響區(qū)脆化(熔合區(qū)和近熱區(qū)的晶粒粗化引起韌性下降,475℃脆化導(dǎo)致焊接裂紋傾向以及常溫沖擊韌性下降。為了取得可靠的焊接工藝,首先進(jìn)行了各種接頭的焊接性試驗(yàn)以及異種材料的焊接性試驗(yàn)。
試驗(yàn)采用手工鎢極氬弧焊,并對(duì)焊縫采取400℃以上高溫區(qū)的全面保護(hù)、背面保護(hù)和背面不保護(hù)惰性氣體三種保護(hù)形式,同時(shí)進(jìn)行觀察焊縫冷卻后的表面顏色變化情況。凡是保護(hù)良好的焊縫,表面呈銀白色或淡黃色;不加保護(hù)或由于操作不當(dāng)引起的保護(hù)欠佳時(shí),焊縫則呈藍(lán)色或黑色,其主要原因是焊縫金屬處于高溫時(shí),能與空氣中氧、氮、氫強(qiáng)烈反應(yīng),這也是高溫時(shí)強(qiáng)度增高、塑性下降的主要因素。為了避免這種傾向的產(chǎn)生,焊接時(shí)采取高溫區(qū)的保護(hù)是非常必要的。
焊縫全保護(hù)時(shí),正面的保護(hù)裝置是把一個(gè)附加的通氣保護(hù)拖罩固定在氬弧焊槍上,拖罩在焊接過(guò)程中,隨著焊槍同時(shí)移動(dòng)。這樣,就把近400℃的焊接高溫區(qū)全部保護(hù)在氬氣拖罩范圍內(nèi),使焊縫在保護(hù)氣體中冷卻。焊縫背面保護(hù),則應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)形式和尺寸而制作。
按照上述方法保護(hù)焊接的焊縫,經(jīng)試驗(yàn),均能得到較滿意的焊接接頭。
3. 焊接工藝
①. 焊前準(zhǔn)備
a. 焊絲
這種材料由沈陽(yáng)金屬研究所提供與母材匹配的專用焊絲或直接從板料上切成細(xì)條使用。其專用焊絲的化學(xué)成分見(jiàn)表5-14.
b. 氬氣
對(duì)氬氣純度要求>99.99%;氮?dú)狻?.001%;氧氣≤0.0015%;氫氣≤0.005%;相對(duì)濕度5%.
C. 坡口的制備及清理
焊接坡口要求采用機(jī)械加工制備。焊前對(duì)坡口及焊絲進(jìn)行認(rèn)真清理,并用不銹鋼焊絲打磨,然后用丙酮擦洗,去除金屬粉塵和油污。
②. 焊接
將清理好的工件置于有保護(hù)裝置的平臺(tái)上,通入保護(hù)氣體后即可進(jìn)行焊接。焊接采用硬規(guī)范、小電流、快焊速。拖罩離工件的距離要保持在0.5~1mm,焊嘴與焊縫成110°夾角,填絲時(shí)注意焊絲不要拉動(dòng)過(guò)長(zhǎng),高溫端應(yīng)始置于氬氣保護(hù)區(qū)以內(nèi),以免送絲時(shí)帶入空氣,影響保護(hù)效果。
在施焊過(guò)程中,還應(yīng)注意觀察焊縫冷卻后的顏色變化,如發(fā)現(xiàn)有保護(hù)不良現(xiàn)象,應(yīng)立即停止焊接,檢查保護(hù)裝置。
各種焊接接頭的施焊工藝參數(shù)見(jiàn)表5-15.
注:板條為工業(yè)純鎳板料剪切的3mmx3mm板條。
4. 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)要求
①. 外觀
焊縫外觀不允許有咬邊、未焊透、未熔合、弧坑、焊瘤等缺陷。焊縫表面應(yīng)呈銀白色或淡黃色,且有金屬光澤。
②. 無(wú)損檢驗(yàn)
焊縫表面進(jìn)行著色探傷,不允許存在0.4mm以上的缺陷以及細(xì)小裂紋;焊縫進(jìn)行X射線探傷,底片不低于I級(jí)為合格。
③. 產(chǎn)品試板力學(xué)性能試驗(yàn)以及金相試驗(yàn)
抗拉強(qiáng)度不小于560MPa;母材組織為鐵素體,晶粒上分布有碳化物,晶粒度3~4級(jí),硬度HV=162;焊縫組織為鐵素體加少量碳化物,晶粒度1~2,熔合線HV=175.
④. 腐蝕
接頭作腐蝕試驗(yàn),用氫氧化鈉42.62%~44.15%,加熱至153℃,200h,其年腐蝕率為0.0195~0.01g,相對(duì)腐蝕率為3%.