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大口径厚壁铁白铜管的焊接试验及工艺技术云南不锈钢管,云南不锈钢卡压配件

大口径厚壁铁白铜管的焊接试验及工艺技术

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铜管厂生产的大口径φ299 mm×16 mmBFe10-1-1铁白铜管采用进口的MONEL67焊丝和MONEL187焊条进行焊接工艺试验和焊接工艺评定,制订出了BFe10-1-1厚壁铁白铜管的焊接工艺规程。试验用母材为BFe10-1-1铁白铜管,供货状态为退火态,焊接材料为美国INCO公司生产的φ1.6 mm MONEL67条状焊丝和φ2.4 mm、φ3.2 mm MONEL187焊条。手工钨极氩弧焊设备为美国LINCOLN公司的SQUAREWAVE TIG355交直流两用氩弧焊机,采用直流正接,手工电弧焊采用ZX5-400硅整流焊机。

2 焊接试验

2.1 坡口形式、尺寸及装配

经试验确定,大口径厚壁BFe10-1-1铁白铜管对接接头的坡口形式为V形,采用机加工方法制备。装配时为防止焊缝横向收缩导致根部间隙变小而无法实现钨极氩弧焊内填丝单面焊双面成形,焊接定位焊缝时,在接头4等分处的坡口中放置的白铜(材质为B10或B30)定位塞块来保持装配间隙。每焊接一段打底焊缝后去掉一块定位塞块。

2.2 焊接工艺试验

(1)焊前准备 焊前仔细清除坡口及其内外两侧20 mm范围内的氧化膜、油污、铁锈、水分及其它污物,并用丙酮擦洗干净。

(2)焊接顺序 采用手工钨极氩弧焊内填丝单面焊双面成形的技术进行打底焊、填充焊(φ1.6 mmMONEL67焊丝),焊缝厚度≥5 mm后采用手工电弧焊方法(φ2.4 mm及φ3.2 mmMONEL187焊条)进行填充焊和盖面焊。

(3)钨极氩弧焊焊接工艺参数 焊接位置为管子水平转动位置,氩气纯度为99.999%。

(4)手工电弧焊焊接工艺参数 焊接位置为管子水平转动位置。

(5)无损检验 为便于对焊缝中的缺陷(主要是气孔)进行返修,在手工钨极氩弧填充焊焊至规定厚度(≥5 mm)时,进行一次射线检验,合格后进行手工电弧填充焊,在手工电弧焊填充焊缝焊至约12 mm时,再进行一次射线检验,合格后焊接余下焊缝。全部焊缝焊接结束后,再进行一次射线检验。射线检验结果需满足JB4730-94的Ⅱ级焊缝要求。

3 气孔试验

在厚壁BFe10-1-1铁白铜管手工钨极氩弧焊和手工电弧焊焊缝中都出现了气孔,尤其手工电弧焊焊缝中的气孔较为严重,且难以控制。解剖发现,手工电弧焊焊缝中的气孔均为沿焊缝长度方向分布的长条状气孔。通过查阅资[3]并经试验证明,为了防止BFe10-1-1铁白铜管焊缝中产生气孔,需控制焊缝中氢和氧的来源。

3.1 控制焊缝中氢的来源

在手工钨极氩弧焊时仔细清理工件表面的杂质和使用高纯度氩气;在手工电弧焊时严格执行焊条烘焙要求(310~320 ℃×2 h)和领用程序(使用可通电加热的保温筒领用焊条);控制环境湿度(不得超过85%);采用短弧焊接并控制焊道宽度不超过焊条直径的3倍。

3.2 控制焊缝中氧的来源

在氩弧焊时,仔细清除掉坡口附近和前一焊道表面的杂质及氧化膜、并使用高纯度氩气;在手工电弧焊时,电弧长度必须尽可能的短,防止焊道过热并禁止过早敲掉渣壳;每焊接一道焊缝之前,必须用铝基砂轮清除掉前一焊道表面的氧化膜、飞溅和其它杂质。

4 焊接工艺评定试验

按照JB4708-2000的要求焊制了φ299×16 mmBFe10-1-1铁白铜管对接焊缝焊接工艺评定试件,并进行了射线探伤检验和理化性能检验。射线检验的结果满足JB4730-94Ⅱ级焊缝的要求,接头拉伸试验,侧弯试验,冲击试验和金相检验的结果均在合格指标内。

5 结 论

焊接工艺评定结果证明,大口径厚壁BFe10-1-1铁白铜管对接接头的坡口形式、装配要求、焊接工艺参数及无损检验、焊缝返修等焊接工艺是合理的、可行的,并已应用。

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