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不銹鋼薄板的應用及焊接

信息來源：求和不銹鋼時間：2018-12-20 16:06:13 瀏覽次數(shù):-

不銹鋼薄板的應用及焊接張麗萍（張家口冶金制氧機備件廠科研所，河北張家口推廣應用。

11：B 1前言不銹鋼是20世紀世界冶金史上的重大發(fā)明，也是20世紀產量和需求持續(xù)增長的金屬材料之一。在鋼鐵產量停滯不前的狀況下，近10多年，世界不銹鋼的需求仍以4% ~5%的速率增長。在不銹鋼中，鉻鎳不銹鋼薄板以其華麗的表面、耐蝕性強的特點，在常壓容器如酒罐、果汁罐、飲料罐以及生物工程、化學工程、航空、核工業(yè)等多領域多行業(yè)上廣泛地應用。特別在酒罐的生產制造中，鉻鎳不銹鋼薄板以其獨特的優(yōu)點更加獨樹一幟，如0Cr18Ni900Cr17Ni14M（a國外牌號分別為304和316L規(guī)格一般為52~55是常壓容器生產最常用的材料。目前，我國食品、釀造行業(yè)90%以上的常壓容器全部是用不銹鋼薄板加工制造的。

2不銹鋼薄板的腐蝕不銹鋼是含鉻量12%以上的特種鋼，具有表面華麗、耐蝕性強的特點。主要成分的Cr在鋼表面形成薄而致密的Ci2（）3鈍化保護膜（20~30Um），起著防止氧侵入金屬基體內的作用，所以具備不易生銹的特性。因此，不銹鋼可在易發(fā)生腐蝕的環(huán)境下使用。但在一定的工況條件下（如介質、環(huán)境、保護等）不銹鋼也可能發(fā)生腐蝕。如：酒罐在焊接及使用過程中會產生以下4種腐蝕，即：均勻腐蝕、晶間腐蝕、點腐蝕和縫隙腐蝕及應力腐蝕。

⑴均勻腐蝕：不銹鋼的失效與碳鋼不同，很少會由于均勻腐蝕而失效腐蝕余量“對不銹鋼沒有意義。

⑵晶間腐蝕：不銹鋼酒罐在制造和焊接時，加熱溫度和加熱速度在不銹鋼敏化溫度區(qū)域（約450~800°C）時，材料中過飽和碳就會在晶粒邊界首先析出，并與鉻結合形成碳化鉻C%C6，此時碳在奧氏體內的擴散速度比鉻擴散速度快，鉻來不及補充晶界由于形成碳化鉻而損失的鉻，結果晶界的鉻含量就會隨碳化鉻的不斷析出而不斷降低，形成所謂的貧鉻區(qū)。如果該區(qū)恰好露在焊縫表面并與腐蝕介質接觸時，則將產生晶間腐蝕。在制造過程中，做好焊前及焊后表面處理，如：焊前用丙酮清洗，杜絕與碳鋼工具的接觸；焊接時減少焊接熱輸入量，采用小電流、快速焊、小焊道；焊后將焊道打磨平整，酸洗、中和并拋光。以去掉焊縫表面的貧鉻區(qū)。

⑶點腐蝕和縫隙腐蝕：本腐蝕的發(fā)生是在金屬上的薄弱點，區(qū)域不大，表面鈍化膜局部破壞。一旦形成起始點，便在此點選擇性地進行下去。點腐蝕的成長速度很快，而且在常溫下進行。表面現(xiàn)象為焊接時未焊透，在焊縫區(qū)產生點腐蝕。在對接部位有殘留縫隙，尤其人孔、接管等對接部位，焊接氣孔產生蝕坑、結構死角，焊接死角上堆積的污物，使之產生點和縫隙腐蝕。

⑷應力腐蝕：影響奧氏體不銹鋼焊接接頭應力腐蝕的因素有焊接區(qū)的殘余拉應力、焊縫結構組織以及在接頭區(qū)的碳化物析出等。奧氏體不銹鋼焊接制品應力腐蝕的統(tǒng)計結果表明，焊前各種冷加工（如冷彎成型、切削、打磨以及劃傷等）和焊后冷、熱加工（如冷熱矯形、焊后熱處理等）不當引起的殘余應力，破壞表面鈍化膜，尤其是酸洗處理或隨意在母材上引弧等都對產生應力腐蝕有重要影響。另外，由于結構原因在焊接接頭區(qū)存在局部濃縮和積沉的介質，也是引起奧氏體不銹鋼焊接接頭應力腐蝕的原因。在焊接過程中，應采取以下措施防止應力腐蝕，如：焊接接頭避免“死區(qū)”、“死角”，焊縫布置避免應力集中。焊接時采用合理的焊接順序和方向，也可有效地防止應力腐蝕，如：先焊收縮量較大的焊縫，使焊縫能自由地收縮；先焊對接焊縫，后焊角焊縫；先焊錯開的短焊縫，后焊直通的長焊縫，使焊縫有較大的橫向收縮余地；先焊在工作時受力較大的焊縫，使內應力合理分布；焊縫接觸介質的一面應最后施焊；焊道整形，對焊道形成壓應力，等等，都可以防止應力腐蝕的發(fā)生。

上述結論對焊接不銹鋼常壓容器起到非常重要的指導作用。隨后的不銹鋼常壓容器的焊接技術也日益成熟并逐11~步兀吾。

3不銹鋼常壓容器的焊接技術55來說明不銹鋼常壓容器的焊接工藝及焊接技術，見。

31采用氬氣保護的鎢極氬弧焊采用鎢極氬弧焊，它以燃燒于非熔化電極鎢棒與焊件間的電弧作為熱源，使不銹鋼板自熔形成焊縫。電板和電弧區(qū)及熔化的不銹鋼均由氬氣保護，使之與空氣隔離。由于氬氣是惰性氣體，它不與金屬起化學作用，也不溶解于金屬，因此可以避免焊縫金屬的氧化及合金元素的燒損。使焊接的過程簡單和易控制。其優(yōu)點是可應用于全位置焊接。

適用范圍：采用氬氣保護的鎢極氬弧焊適用于常壓容器的全位置焊接。焊接工藝參數(shù)見表1.表1氬氣保護的鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)母材代號焊絲牌號焊絲直徑焊接電流焊接電壓但是通過氬氣保護的焊縫，由于電弧集中，熱量大，氬氣冷卻速度慢，故而會產生一定的變形。通過薄壁酒罐的焊接，發(fā)現(xiàn)氬氣保護的鎢極氬弧焊有以下缺點：⑴筒體頂、底蓋施焊后，有焊縫收縮現(xiàn)象，使得頂、底蓋變形太大，直接影響外觀質量；⑵筒節(jié)間環(huán)焊縫施焊后，有“縮腰”變形現(xiàn)象，嚴重時罐體呈“葫蘆”狀；⑶筒節(jié)縱焊縫施焊后有縮小變形現(xiàn)象。

為了解決氬氣保護施焊過程中的變形問題，針對不同焊接位置、不同材料和規(guī)格，對酒罐氬弧焊工藝又總結出以下兩種施焊工藝。這兩種施焊工藝可大大減小焊接變形，使焊縫質量達到一個理想的效果。

32水保護鎢極氬弧焊工藝水保護氬弧焊利用自來水冷卻速度快的特點，減小熱影響區(qū)范圍，以達到減小變形的目的。并且水保護氬弧焊可以加速焊縫冷卻，減少焊接接頭在危險溫度區(qū)的停留時間。

1適用范圍適用于筒體間環(huán)焊縫以及頂蓋拼接時的對接焊縫，材料規(guī)格為52~25. 322焊前準備嚴格清理焊縫及附近區(qū)域50mm范圍內的油污物；對于筒體，以成卷下料為宜，如果是頂蓋的拼接，則一定要將等離子切割后的毛邊打磨平整。

323焊接工藝1節(jié)與第n節(jié)筒節(jié)組對點焊，點對間距20mm，對接間隙0~Cl 5mm兩筒節(jié)縱焊縫相對錯位1000mm.⑵正面由一名焊工加絲氬弧焊，背面由另一名焊工澆自來水冷卻，澆水的人要緊隨正面焊工所焊的焊縫（亮點），水流速度及水壓不宜過大，水流均勻貼著板面下流。

⑶背面由一名焊工不加絲氬弧焊（即熔焊），正面由另一名焊工澆自來水冷卻，澆水方法同上，焊接工藝參數(shù)見表2.表2水保護鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)母材代號焊絲牌號焊絲直徑焊接電流焊接電壓⑷焊后進行表面處理，將反面焊縫打磨平整，酸洗，中和并拋光，拋光寬度50mm；將正面焊縫酸洗中和并拋光，拋光4焊后檢驗焊后焊縫外觀檢查焊接變形明顯減小，表面平整，焊道均勻整齊。

325結論⑴通過使用水保護氬弧焊新工藝，成功地解決了不銹鋼薄板氬弧焊焊接變形問題，罐體外觀整齊、漂亮，而且具有資源可以再利用的優(yōu)點。

⑵通過對焊接工藝評定試板進行力學性能檢驗，其抗拉強度值為490MPa低于母材抗拉強度值520MPa>考慮到容器環(huán)向應力是周向應力的兩倍，所以我廠將該焊接工藝僅應用于容器筒體環(huán)焊縫及罐頂?shù)暮附又小?/span>

33雙人雙面同步鎢極氬弧焊工藝33.1適用范圍對于承重的罐底焊縫和受力較大的縱焊縫，特別是對于525~55的板厚，應采用雙人雙面同步氬弧焊。

荒煤氣自動放散在焦爐的應用維護高云（酒泉鋼鐵集團公司焦化廠，甘肅嘉峪關735100）1：B 1前言隨著現(xiàn)代企業(yè)的不斷發(fā)展，社會對環(huán)境保護的要求也曰益提高。而焦爐荒煤氣外泄是煉焦生產過程中的主要污染源，尤其當鼓風機故障、突然停電、煤氣疏導系統(tǒng)故障而集氣管煤氣壓力居高不下時，只能直接排入大氣，造成很大污染，又導致焦爐四處跑煙冒火，甚至燒壞焦爐鐵件和設備。為了解決這種情況，酒鋼焦化廠在4焦爐的建設中采用了太原亞樂士公司的荒煤氣自動放散點火裝置。應用后取得了良好的效果。

2工藝流程簡介荒煤氣自動放散點火裝置是通過設有軟件程序的自動控制柜實現(xiàn)常年24h自動運行，只要荒煤氣壓力超過規(guī)定的上限超壓報警，就會分級打開放散，以保證集氣管煤氣壓力不會大起大落，又不隨意將煤氣放散。當壓力達到報警點時，有聲光報警器報警，提醒崗位人員注意。而當壓力繼續(xù)上升，系統(tǒng)將進行放散點火，流程如下：⑴系統(tǒng)以集氣管內煤氣壓力為檢測信號，該信號以4~ 20mA電流信號進入PLC系統(tǒng)，當PLC檢測到集氣管內煤氣壓力超規(guī)定極限時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，準備放散；⑵激發(fā)點火-打開引火管煤氣球閥-引火火柜點燃、成功后關閉點火-打開煤氣放散閥-打開引風蒸汽球閥-關閉引火管煤氣球閥；⑶當集氣管內煤氣壓力下降到正常值時，停止放散；⑷關閉煤氣放散閥-關閉蒸汽。

2焊前準備⑴嚴格清理焊縫及附近區(qū)域50mm范圍內的油污物；⑵一定要將等離子切割過的割口（焊縫所在位置）打磨平整。

333焊接工藝⑴將筒節(jié)圍成圖紙要求的尺寸，點對中焊縫，點對間距20mm，對接間隙0~⑵焊接時采用雙人雙面同步氬弧焊。焊工在焊縫同一部位的正、反面，沿同一方向用相同的焊接速度施焊，正面焊工填加焊絲，反面不填絲，焊縫正反面一次成形。焊接參數(shù)見表3.表3雙人雙面同步鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)母材代號焊絲牌號焊絲直徑焊接電流焊接電壓根據(jù)焊接工藝評定對試板進行了拉伸、彎曲試驗，各項機械性能均符合有關標準要求。

3.5結論該工藝最大優(yōu)點是熔池兩面始終處于氬氣保護之中，避免了氣孔的產生，同時具有正反面焊縫成形好，焊件不用加工坡口，焊接效率高等優(yōu)點。