理论教育 多丝埋弧焊的焊丝和焊剂选择

多丝埋弧焊的焊丝和焊剂选择

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:在直缝焊管多丝埋弧焊中,由于焊接速度快、过冷度大,因此完全脱离了平衡状态。同时,多丝埋弧焊电弧燃烧的空间较大,熔化的焊剂量也较多。综上所述,在直缝焊管多丝埋弧焊中应选用颗粒细、熔点高、黏度适中、稳弧性好的高碱性焊剂。管线钢多丝埋弧焊时既要求焊剂具有良好的焊接工艺性能,又要求焊缝金属具有较高的低温冲击韧度,因此必须协调解决这两者之间的矛盾。

多丝埋弧焊的焊丝和焊剂选择

1.焊丝

埋弧焊常用的焊丝分为钢焊丝和不锈钢焊丝两大类,在造船压力容器、H形钢梁等结构的生产中,多丝埋弧焊使用的焊丝,按国家标准GB/T14957—1994《熔化焊用钢丝》及YB/T5092—2016《焊接用不锈钢丝》规定选用。

在直缝焊管多丝埋弧焊中,由于焊接速度快、过冷度大,因此完全脱离了平衡状态。当焊接材料的化学成分与母材相同时,焊缝金属将表现出高强度、低韧性和低塑性的力学性能。而对于要求较高的输送油气的直缝焊管,为确保管道的安全运行,都要求焊缝具有优良的冲击性能和塑性。为了避免因焊缝金属强度过高,导致焊缝韧性、塑性及接头抗裂性降低,焊接高强度低碳低合金直缝焊管时,必须控制焊缝中碳的质量分数和合金元素的质量分数。所以,选择焊接材料时要综合考虑焊缝金属的韧性、塑性及接头的抗裂性。同时,在焊接大口径直缝钢管这类刚度大的中厚板结构时,为避免因接头拘束度大而产生裂纹,在设计允许范围内还应选用强度稍低于母材的焊接材料,即选用低匹配的接头形式,这样不但焊缝的实际强度不会因焊接材料强度的降低而下降很多,而且可以大幅度提高焊缝韧性,降低接头裂纹倾向,大大地改善接头焊缝的综合力学性能。因此,直缝焊管埋弧焊丝一般多选用H08C,H08C埋弧焊丝的化学成分见表1-1。

1-1 H08C埋弧焊丝的化学成分

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2.焊剂

在直缝焊管多丝埋弧焊中,由于焊丝数目多、热输入大、焊接速度快等因素,一方面使焊缝含氧量增多,引起焊缝韧性下降;另一方面由于多丝焊的熔池尺寸大,高温停留时间长,熔化金属在重力作用下容易流动,使焊缝扁平。因而,从提高焊缝韧性和保证焊缝良好形貌的角度考虑,多丝埋弧焊应选择熔点较高、具有一定黏度的碱性或高碱性焊剂。同时,多丝埋弧焊电弧燃烧的空间较大,熔化的焊剂量也较多。焊剂颗粒增大将进一步增大电弧燃烧空间,这将使消耗量进一步增加,同时也使焊缝熔宽增大,使熔深和余高减小。另外,由于熔化的焊剂量较大,需要堆积的焊剂也较高,若堆积高度较低,电弧外露,焊缝易产生气孔,严重时导电嘴容易黏渣和烧结。(www.daowen.com)

综上所述,在直缝焊管多丝埋弧焊中应选用颗粒细、熔点高、黏度适中、稳弧性好的高碱性焊剂。

3.焊丝与焊剂匹配

对于焊缝金属冲击韧度要求不高的焊剂,通常采用碱度较小的高硅型渣系,可以获得良好的焊接工艺性能,具有适用于交流焊接、电弧稳定、脱渣容易、焊缝成形美观、对铁锈敏感性小等特点。当对焊缝金属冲击韧度要求较高时,一般选择碱度较高的氟碱型渣系,有利于提高焊缝金属的冲击韧度,但其工艺性能不如高硅型渣系。

管线钢多丝埋弧焊时既要求焊剂具有良好的焊接工艺性能,又要求焊缝金属具有较高的低温冲击韧度,因此必须协调解决这两者之间的矛盾。材料的韧性作为管线钢一个重要的力学性能指标,其大小直接反映了管线钢抗裂纹破坏的能力。在板材一定的条件下,管线钢焊接接头的韧性受焊接工艺影响很大,特别是焊丝-焊剂匹配,影响了焊接接头的组织形态,也影响了焊接接头的韧性。

例如X80管线钢,属于控轧控冷的低碳微合金钢,具有高强度和良好的抗延性断裂能力,是国际上输气管道的主导钢材。X80钢多丝埋弧焊在较高焊接速度下,可采用宝鸡H08C焊丝与现代S-900SP焊剂匹配,在较低焊接速度下,采用林肯LNS140TB焊丝与林肯998N焊剂、宝鸡H06H1与宝鸡SJ101H1焊剂相匹配,其焊缝热影响区及焊缝区可获得良好的冲击韧度。

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