06Cr19Ni10不銹鋼管焊接工藝分析

通過對奧氏體不銹鋼管06Cr19Ni10焊接性能研究，提出06Cr19Ni10合適的焊接方法和焊接工藝。

1 06Cr19Ni10的焊接性分析

對于什么是焊接性，GB/T3375-94《焊接術(shù)語》中注明：“材料在限定的施工條件下，焊接成按規(guī)定設(shè)計要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力”。它包括兩方面的內(nèi)容：其一是焊成的構(gòu)件符合設(shè)計要求；其二是滿足預(yù)定的使用條件，能夠安全運行。

根據(jù)討論問題的著眼點不同，焊接性可分為：1）工藝焊接性；2）使用焊接性。

影響焊接性的因素主要有以下幾點：1）材料因素；2）焊接方法；3）構(gòu)件類型；4）使用要求。

金屬的焊接性與材料成分、焊接方法、構(gòu)件類型、使用要求都有密切的關(guān)系，所以不應(yīng)脫離這些因素而單純的從材料本身的性能來評價焊接性。從上述分析可以看出，很難找出一項技術(shù)指標可以概括焊接性，只有通過綜合多方面的因素才能分析焊接性問題。

分析金屬的焊接性我們在不要求做非常準確的情況下我們可以根據(jù)碳當量、材料的化學性能、材料的物理性能來判斷，如果要求需要很準確的話我們可以通過焊接性試驗來判定。06Cr19Ni10的焊接性能我們就從這方面來判定：

1）06Cr19Ni10屬于奧氏體不銹鋼管，其組織為奧氏體（A）加3-5％鐵素體（F）。它具有良好的塑性和高溫、低溫性能。它在焊接熱循環(huán)的作用下，主要顯示出以下基本要求：①焊接過程中采用小的線能量輸入，減小熱影響區(qū)范圍，加快焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度對不銹鋼管的焊接是有益的。②用06Cr19Ni10焊接時導熱系數(shù)小，存在過熱區(qū)，也容易造成熱影響區(qū)的晶粒長大。焊縫高溫停留時間過長，在高溫狀態(tài)下Cr和C形成化合物，在高溫區(qū)就形成了貧鉻層，也會導致焊縫的枝晶傾向加劇。因此要求盡量選擇線能覺輸入較小的焊接方法。③由于導熱系數(shù)小而線膨脹系數(shù)大，自由焊態(tài)下焊接易產(chǎn)生較大的變形，選用能量集中，熱影響區(qū)窄的焊接方法能在一定程度上減少焊接變形。

2）06Cr19Ni10的含碳量很小，在加上它屬于高合金鋼碳當量法對它焊接性能的估算是不怎么準確的。因此我們不用碳當量對它的焊接性進行分析。

3）06Cr19Ni10屬于奧氏體不銹鋼管，這類鋼有具有交高的變形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很底，所以總的來說焊接性還是不錯的。但是由于熱導率低，熱膨脹系數(shù)大，局部加熱時溫度分布不均勻，收縮量大等都將使接頭在焊接過程中產(chǎn)生交大的內(nèi)應(yīng)力。在焊接的時候應(yīng)該注意這方面的問題，焊接時盡量避免或減少這種受熱不均顯現(xiàn)的發(fā)生，焊接的速度也應(yīng)該適當?shù)目禳c。

上面我們已經(jīng)從它的化學成分和物理性能對06Cr19Ni10的焊接性能進行了分析，但是根據(jù)這些判斷出的焊接性是不夠準確的，我們需要準確的判斷它的焊接性我們就必須通過焊接性試驗來完成。焊接性的試驗是很多的，我在這里就用斜Y型坡口焊接裂紋試驗方法。

2選擇焊接方法

焊接奧氏體不銹鋼管的方法有很多，埋弧焊、焊條電弧焊、CO2不銹鋼管藥芯焊絲電弧焊等。

1）手工電弧焊由于其操作靈活、方便，設(shè)備投資少，因而被廣泛用于奧氏體不銹鋼管結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)中這也是一種典型的、傳統(tǒng)焊接方法。

2）不銹鋼管埋弧焊大多使用在不銹鋼管筒體的環(huán)縫和縱縫。通常是開X型坡口，先焊內(nèi)焊縫，然后反面砂輪打磨（甚至氣刨）。隨后焊正面，存在問題有：①對母材損傷較大，對腐蝕性能不利、影響美觀。②埋弧不銹鋼管焊絲品種少，質(zhì)量較差，配用的260和431、350焊劑，往往使焊后縫殘留有橫向熔渣。焊工需要用砂輪打磨。③因而不銹鋼管埋弧焊接效率低、成本高、質(zhì)量粗糙。

3）CO2不銹鋼藥芯焊絲電弧焊。采用CO2氣保護不銹鋼管藥芯焊絲焊接不銹鋼管是近二三十年的事。該方法使用常規(guī)CO2焊機或MIG焊機，采用100%C02或80%Ar+20%02作為保護氣體，和普通結(jié)構(gòu)鋼實心焊絲焊接相似，即可得到美觀的焊縫。在3種方法中，CO2保護不銹鋼管藥芯焊絲有取代前兩種焊接方法的趨勢。這三種焊接方法的對比，見下表。

不銹鋼管手工電弧焊、MIG實心焊絲和CO2氣保護不銹鋼管藥芯焊絲電弧焊的對比

從上面的數(shù)據(jù)分析手工電弧焊接將會漸漸被CO2氣體保護焊接所替代，但是目前這個階段手工電弧焊接應(yīng)用還是很普遍的！從分析可以看出目前不銹鋼管的焊接性是很好的，使用也是越來越廣泛的。對于這種不銹鋼管的焊接技術(shù)也越來越成熟起來，但在目前這個階段我們應(yīng)用最廣泛的還是手工電弧焊。

3、06Cr19Ni10焊接工藝

編制的焊接工藝是否合適需要經(jīng)過焊接工藝評定驗證，焊接工藝評定合格后的焊接工藝才能指導生產(chǎn)。現(xiàn)以我廠的焊接工藝評定為例，簡要說明06Cr19Ni10焊條電弧焊焊接工藝編制。

先編制焊接工藝指導書（WPS1103），然后制備試板，板材的規(guī)格是6×150×300mm兩塊（06Cr19Ni10）。

采用焊接方法是手工電弧焊

焊材型號E308-16牌號A102，規(guī)格3.2mm坡口形式是V型

焊接參數(shù)是電流：90-120A，電壓20-24V，速度15-20cm/min正面2層SMAW A1023.2mm反接90-11018.5-2015-18背面清根1層SMAW A1023.2mm反接100-12020-2218-20焊接工藝評定指導書和焊接工藝評定格式按JB4708-2000推薦格式，然后按要求進行試板外觀檢驗、無損檢測、截取試樣進行力學性能試驗，評定各樣合格后出焊接工藝評定報告（PQR1103），這樣評定合格的焊接工藝就可以指導生產(chǎn)。