隨著石油、化工等工業(yè)的發(fā)展,壓力容器廣泛應(yīng)用在各工業(yè)部門,其工作溫度范圍愈來愈寬,容量急速增大,有些也要求耐介 […]
隨著石油、化工等工業(yè)的發(fā)展,壓力容器廣泛應(yīng)用在各工業(yè)部門,其工作溫度范圍愈來愈寬,容量急速增大,有些也要求耐介質(zhì)腐蝕。
壓力容器重要為圓柱形,亦有球形或是其他形狀。依據(jù)結(jié)構(gòu)形式,可分為多層式壓力容器、繞板式壓力容器、型槽繞帶式壓力容器、熱套式壓力容器、鍛焊式壓力容器與厚板卷焊式壓力容器等。
大多數(shù)壓力容器改由鋼制成,亦有的用鋁、鈦等有色金屬與玻璃鋼、預(yù)應(yīng)力混凝土等非金屬材料制成。壓力容器所用的全部金屬材料要具有優(yōu)良的性能,包括材料的力學(xué)性能、耐腐蝕性、耐高溫性與制作工藝等。
壓力容器于使用中如發(fā)生爆炸,會造成災(zāi)難性事故。因此,焊接工作者應(yīng)具備專業(yè)的焊接技能,保證完成的焊接產(chǎn)品的上下質(zhì)量。
復(fù)合鋼板是改由不銹鋼、鎳基合金、銅基合金或是鈦板作為復(fù)層,珠光體鋼作為基層,以此爆炸焊、復(fù)合軋制、堆焊等方法制成的雙金屬板材。復(fù)合鋼板的基層應(yīng)滿足接頭強(qiáng)度與剛度的要求,復(fù)層應(yīng)滿足耐蝕等要求。借以保證復(fù)合鋼板絕不失原有的綜合性能,對于基層與復(fù)層必需依次進(jìn)行焊接。
基層與復(fù)層交界處的焊接屬異種鋼焊接,其焊接性重要取決于基層與復(fù)層的物理性能、化學(xué)成分、接頭形式、填充金屬成分。目前應(yīng)用比較多的是奧氏體不銹鋼作為復(fù)層、珠光體作為基層的復(fù)合鋼板,次之是鐵素體鋼作為復(fù)層、珠光體作為基層的復(fù)合鋼板。
一、焊接要點(diǎn)
1、焊接方法
于焊接復(fù)合鋼板時,一般采用焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、CO2氣體保護(hù)焊及等離子弧焊等焊接方法。目前常用鎢極氬弧焊或是焊條電弧焊焊接復(fù)層,使用埋弧焊或是焊條電弧焊焊接基層。
2、坡口形式
對于接接頭坡口形式可采用V形、X形、V和U聯(lián)合形坡口。亦可以于接頭正面一小段間隔之內(nèi)進(jìn)行機(jī)械加工,去掉復(fù)層金屬,以此確保焊接基層焊道時絕不使基層焊肉焊到復(fù)層之上。一般盡量采用X形坡口雙面焊,先行焊基層,再次焊過渡層,最終焊復(fù)層,以此保證焊接接頭具有比較好的耐腐蝕性。
除此之外,也應(yīng)考慮過渡層的焊接特點(diǎn),盡量減少復(fù)層側(cè)的焊接工作量。不論復(fù)層位于外側(cè)或是內(nèi)側(cè),皆先行焊接基層。復(fù)層位于外側(cè)時,于焊復(fù)層之前應(yīng)自外側(cè)對于基層焊根進(jìn)行清根。復(fù)層位于內(nèi)側(cè)時,應(yīng)對于基層最終焊道進(jìn)行修磨光。焊復(fù)層時,先行焊過渡層,再次焊復(fù)層。
3、填充金屬選擇
于大多數(shù)情況之下,選用合適的下方填充金屬作為鋼的過渡層,進(jìn)而控制復(fù)層金屬終極焊道的含鐵量,避免復(fù)層與基層處焊道產(chǎn)生脆化、裂紋等,保證復(fù)層焊道的耐蝕、耐磨等特殊性能。
4、焊接順序以及焊材選用
① 一般先行焊基層,第一道基層(碳鋼、低合金鋼)焊縫絕不應(yīng)熔透到復(fù)層金屬,以此防焊縫金屬發(fā)生脆化或是產(chǎn)生裂紋。
② 焊(堆焊)復(fù)層側(cè)時,必需考慮稀釋的影響。因此于焊接復(fù)合板的復(fù)層時,應(yīng)選擇合適的填充金屬先堆焊一層或是多層過渡層,接著再次焊復(fù)層。過渡層的填充金屬必需能容許基層鋼的稀釋。
③ 根部可用碳弧氣刨、鏟削或是磨削法進(jìn)行清根。于堆焊過渡層前,必需清除焊根坡口之中的任何殘余物。
④ 要焊后熱處理以此消除焊接殘余應(yīng)力,選擇熱處理溫度時應(yīng)考慮:基層與復(fù)層的熱處理規(guī)范的差異;對于復(fù)層耐蝕性的影響;基層與復(fù)層界面的元素擴(kuò)散是否會產(chǎn)生脆性相互,導(dǎo)致鋼板性能惡化;因?yàn)榛鶎优c復(fù)層的物理性能差異,導(dǎo)致復(fù)層產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂等。
5、焊后熱處理
消除應(yīng)力熱處理可于焊完基層之后進(jìn)行,接著焊過渡層,再次焊復(fù)層。熱處理溫度取下限,延長保溫時間。
二、焊接難點(diǎn)以及解決方案
1、焊接基層時,因?yàn)榘搴癖容^大,焊接接頭承受有比較大的拘束應(yīng)力;于焊接熱循環(huán)的作用之下,熱影響區(qū)易產(chǎn)生馬氏體淬硬組織,使焊接接頭硬度與脆性增加,韌性與塑性顯著降低。這些因素均會導(dǎo)致焊接裂紋的產(chǎn)生。
借以有效預(yù)防焊接裂紋的產(chǎn)生,可采取的措施有:選使用低氫型焊條;焊條使用后按照要求進(jìn)行烘干;仔細(xì)清理坡口表面水、油、銹等雜質(zhì),選擇合理的焊接工藝參數(shù),如焊前預(yù)熱、焊后緩冷、采取多層多道焊、控制層間溫度等;選擇合適的施焊順序,以此減小焊接應(yīng)力等。
2、于使用不銹鋼焊條(A002)焊接復(fù)層時,易熔化基層,使焊縫金屬成分稀釋,進(jìn)而降低焊縫金屬的塑性以及耐蝕性,熔合區(qū)的脆性明顯增加。所以,焊接復(fù)層時,某種要控制焊接線能量,采用多層多道焊,以此減小焊接熔深。
3、于使用奧氏體鋼焊條(A302)焊接過渡層時,焊縫易產(chǎn)生熱裂紋。除此之外,過渡區(qū)會發(fā)生碳的遷移過程:即碳改由低鉻的基層往高鉻的不銹鋼熔敷金屬轉(zhuǎn)移,所以,基層與復(fù)層的交界處形成高硬度的增碳層與低硬度的脫碳層,引起熔合區(qū)的脆化(或是軟化),持久強(qiáng)度降低,易產(chǎn)生疲勞裂紋。宜采用小直徑焊條,迅速多道焊,必要時可采用澆冷水的方法以此加速冷卻,阻止脫碳層的形成,使焊接接頭具有高的強(qiáng)度與韌性。
復(fù)合鋼板容器組對于安裝的關(guān)鍵是焊接問題,因而焊接工作的關(guān)鍵是過渡層的焊接,所以,掌握超過復(fù)合鋼板的焊接要點(diǎn)較有必要。
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