1. 材料的性能及分析
000Cr26Mo1鋼的化學成分見表5-11.
由于碳、氮的含量極低,提高了耐腐蝕性能,在醋酸、乳酸等有機酸,苛性堿液體中耐腐蝕尤為顯著,且具有較強的耐鹵離子應(ying)力腐蝕、點蝕能力。
000Cr26Mo1鋼(gang)的常溫力學(xue)性能和物理(li)性能見表5-12和表5-13。
由表可(ke)知,這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)屈強比(bi)近于1,卻(que)有(you)(you)(you)比(bi)一(yi)般鐵素(su)體鋼(gang)(gang)好(hao)的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)和延(yan)長率。它(ta)具有(you)(you)(you)一(yi)般低碳(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)密度(du),表面可(ke)形(xing)成致密的(de)(de)(de)氧(yang)化膜,具有(you)(you)(you)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)抗(kang)氧(yang)化性(xing)(xing)。進(jin)(jin)行375~540℃的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)試(shi)驗,加(jia)熱(re)后有(you)(you)(you)硬度(du)增高(gao)、韌(ren)性(xing)(xing)下(xia)降的(de)(de)(de)現(xian)象,說明具有(you)(you)(you)475℃脆性(xing)(xing)。熱(re)處理能使000Cr26Mo1鋼(gang)(gang)軟化,但熱(re)處理溫度(du)不(bu)當時,會(hui)發生韌(ren)性(xing)(xing)突變。進(jin)(jin)行704~954℃重復加(jia)熱(re),仍存在脆性(xing)(xing),在低溫時,特(te)別是在-20℃時,沖擊性(xing)(xing)能很差,有(you)(you)(you)沖擊值急轉直下(xia)的(de)(de)(de)現(xian)象。
2. 焊(han)接性及工藝(yi)分析
根據以上分析,000Cr26Mo1鋼焊接的主要問題是熱影響區脆化(熔合區和近熱區的晶粒粗化引起韌性下降,475℃脆化導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,首先進行了各種接頭的焊接性試驗以及異種材料的焊接性試驗。
試驗采用手工鎢極氬弧(hu)焊(han),并對焊縫采取400℃以上高溫區的全面保護、背面保護和背面不保護惰性氣體三種保護形式,同時進行觀察焊縫冷卻后的表面顏色變化情況。凡是保護良好的焊縫,表面呈銀白色或淡黃色;不加保護或由于操作不當引起的保護欠佳時,焊縫則呈藍色或黑色,其主要原因是焊縫金屬處于高溫時,能與空氣中氧、氮、氫強烈反應,這也是高溫時強度增高、塑性下降的主要因素。為了避免這種傾向的產生,焊接時采取高溫區的保護是非常必要的。
焊縫(feng)全保(bao)護(hu)(hu)時,正面(mian)的(de)保(bao)護(hu)(hu)裝置是(shi)把(ba)一個附(fu)加的(de)通氣(qi)保(bao)護(hu)(hu)拖(tuo)罩固(gu)定在(zai)(zai)(zai)氬弧焊槍(qiang)上(shang),拖(tuo)罩在(zai)(zai)(zai)焊接(jie)過(guo)程中,隨著(zhu)焊槍(qiang)同時移動。這樣,就把(ba)近400℃的(de)焊接(jie)高溫區(qu)全部(bu)保(bao)護(hu)(hu)在(zai)(zai)(zai)氬氣(qi)拖(tuo)罩范圍內(nei),使焊縫(feng)在(zai)(zai)(zai)保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)體中冷(leng)卻。焊縫(feng)背面(mian)保(bao)護(hu)(hu),則應(ying)根據工(gong)件的(de)結構形(xing)式和尺寸而(er)制(zhi)作。
按照上述方法保護(hu)焊接(jie)的焊縫(feng),經試(shi)驗,均能得到(dao)較滿意的焊接(jie)接(jie)頭。
3. 焊(han)接(jie)工藝(yi)
①. 焊前準備
a. 焊絲
這種材料(liao)(liao)由沈陽金屬研(yan)究所提供(gong)與母(mu)材匹配(pei)的專(zhuan)用(yong)焊(han)絲或(huo)直接從板料(liao)(liao)上(shang)切成細條使用(yong)。其專(zhuan)用(yong)焊(han)絲的化(hua)學成分見表5-14.
b. 氬氣(qi)
對氬氣(qi)(qi)純度(du)(du)要(yao)求(qiu)>99.99%;氮(dan)氣(qi)(qi)≤0.001%;氧(yang)氣(qi)(qi)≤0.0015%;氫氣(qi)(qi)≤0.005%;相(xiang)對濕度(du)(du)5%.
C. 坡口的制(zhi)備(bei)及(ji)清理
焊接坡口(kou)要(yao)求采用(yong)機(ji)械加(jia)工制(zhi)備。焊前對坡口(kou)及(ji)焊絲(si)進行認(ren)真(zhen)清理,并用(yong)不銹鋼焊絲(si)打磨,然后用(yong)丙酮擦洗,去除金(jin)屬粉塵和油污。
②. 焊接
將清理(li)好的(de)(de)工(gong)件置(zhi)(zhi)于(yu)有(you)保(bao)護(hu)(hu)裝置(zhi)(zhi)的(de)(de)平臺上(shang),通入保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)體后即(ji)可進行(xing)焊(han)接(jie)。焊(han)接(jie)采用硬規范、小電(dian)流、快焊(han)速。拖罩離工(gong)件的(de)(de)距離要(yao)(yao)保(bao)持在0.5~1mm,焊(han)嘴(zui)與焊(han)縫成(cheng)110°夾角,填絲(si)時注意(yi)焊(han)絲(si)不(bu)要(yao)(yao)拉動(dong)過長,高溫(wen)端應始置(zhi)(zhi)于(yu)氬氣(qi)保(bao)護(hu)(hu)區(qu)以(yi)內,以(yi)免送絲(si)時帶入空氣(qi),影響(xiang)保(bao)護(hu)(hu)效果。
在(zai)施焊過程中(zhong),還應注意觀察焊縫冷(leng)卻后(hou)的顏(yan)色變(bian)化,如發現有保護不良現象,應立即停(ting)止焊接,檢查保護裝置。
各種焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的施焊(han)工藝參(can)數(shu)見表5-15.
注:板條為工(gong)業純鎳板料(liao)剪切的3mmx3mm板條。
4. 焊接質量檢驗要求
①. 外觀
焊(han)縫(feng)外觀不允(yun)許有(you)咬邊、未(wei)焊(han)透(tou)、未(wei)熔合、弧坑、焊(han)瘤等缺陷。焊(han)縫(feng)表面(mian)應呈銀白(bai)色或淡黃色,且(qie)有(you)金屬(shu)光(guang)澤。
②. 無損(sun)檢驗
焊縫表面進行(xing)著色(se)探傷,不(bu)允許(xu)存在0.4mm以上的缺(que)陷以及細小裂紋;焊縫進行(xing)X射線探傷,底(di)片不(bu)低于(yu)I級(ji)為合(he)格。
③. 產(chan)品試板力學性(xing)能試驗以及金相(xiang)試驗
抗拉強度不小于560MPa;母材組(zu)織為鐵素(su)體(ti)(ti),晶(jing)粒(li)上(shang)分布有碳化物(wu),晶(jing)粒(li)度3~4級,硬(ying)度HV=162;焊縫組(zu)織為鐵素(su)體(ti)(ti)加少量碳化物(wu),晶(jing)粒(li)度1~2,熔合線HV=175.
④. 腐蝕(shi)
接頭作腐(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)驗,用氫氧化鈉42.62%~44.15%,加熱至153℃,200h,其(qi)年腐(fu)蝕(shi)(shi)率為(wei)0.0195~0.01g,相對腐(fu)蝕(shi)(shi)率為(wei)3%.