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          西雙版納焊工培訓:奧氏體不銹鋼的5大焊接問題及處理措施

          [日期:2023-12-08]   來源:云南技能考試網  作者:云南技能考試網   閱讀:250次

          熔化焊接與熱切割作業證由應急管理局(原安監局)發證,證書有效期為三年,是焊工作業人員上崗作業的必備證書,證書必須在應急管理部特種作業人員證書信息查詢平臺能查詢到,才算是真實有效的。


          報考咨詢:18206863120(微信同號)

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          報名資料:

          1、身份證復印件1份

          2、一寸白底照片2張

          3、初中及以上文化程度畢業證復印件1份

          4、個人健康承諾書1份(學校提供,本人簽字)


          考試形式:本人參考、單人單桌、分為理論科目和實操科目,滿分均為100分,及格分均為80分。

          焊工操作證的考試難度并不大,只要有相應的文化水平且進行相應的培訓、學習和練題,都是可以輕松取得證書的。


          焊工學技術課程內容:

          第一周:焊工基礎(電焊工安全操作規范及設備工具的安全使用)手工電弧焊操作技能培訓(例如:手工焊接設備、焊接材料、工具。各種焊接位置的操作技能,單面焊雙面成型技術的操作技巧)。

          第二周:氧、乙炔焊接與切割,等離子弧切割(氣焊與切割設備的使用及安全操作規程),各種厚板、薄板氣焊與切割操作技巧。

          第三周:手工鎢極氬弧焊技術(例如:氬弧焊設備及工具的安全使用和安全操作規程);氬弧焊焊接厚、薄板各種焊接位置的安全操作技巧;常用有色技術材料,例如:鋁合金材料的焊接技巧。

          第四周:二氧化碳氣體保護電弧焊技術(例如:二氧化碳焊接設備、設備工具的安全操作規程);二氧化碳氣體保護焊焊接位置的操作技巧。

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          奧氏體不銹鋼在焊接特點:焊接過程中的彈、塑性應力和應變量很大,卻極少出現冷裂紋。焊接接頭不存在淬火硬化區及晶粒粗大化,故焊縫抗拉強度較高。


          奧氏體不銹鋼焊接主要問題:焊接變形較大;因其晶界特性和對某些微量雜質(S、P)敏感,易產生熱裂紋。

          奧氏體不銹鋼的5大焊接問題及處理措施

          01、碳化鉻的形成,降低焊接接頭抗晶間腐蝕能力。
          晶間腐蝕:根據貧鉻理論,焊縫和熱影響區在加熱到450-850℃敏化溫度區時在晶界上析出碳化鉻,造成貧鉻的晶界,不足以抵抗腐蝕的程度。

          (1)針對焊縫晶間腐蝕和目材上敏化溫度區腐蝕,可采用下列措施加以限制:

          a.減少母材及焊縫的含碳量,母材中添加穩定化元素Ti、Nb等元素使之優先形成MC,以避免Cr23C6形成。

          b.使焊縫形成奧氏體加少量鐵素體的雙相組織。焊縫中存在一定數量的鐵素體時,可細化晶粒,增加晶粒面積,使晶界單位面積上的碳化鉻析出量減少。

          鉻在鐵素體中溶解度較大,Cr23C6優先在鐵素體中形成,而不致使奧氏體晶界貧鉻;散步在奧氏體之間的鐵素體,可防止腐蝕沿晶界向內部擴散。

          c.控制在敏化溫度區間的停留時間。調整焊接熱循環,盡可能縮短600~1000℃的停留時間,可選擇能量密度高的焊接方法(如等離子氬弧焊),

          選用較小的焊接線能量,焊縫背面通氬氣或采用銅墊增加焊接接頭的冷卻速度,減少起弧、收弧次數以避免重復加熱,多層焊時與腐蝕介質的接觸面盡可能最后施焊等。

          d.焊后進行固溶處理或穩定化退火(850~900℃)保溫后空冷,以使碳化物充分析出,并使鉻加速擴散 )。

          (2)、焊接接頭的刀狀腐蝕,為此,可采取如下預防措施:

          由于碳的擴散能力較強,在冷卻過程中將偏聚在晶界形成過飽和狀態,而Ti、Nb則因擴散能力低而留于晶體內。當焊接接頭在敏化溫度區間再次加熱時,過飽和碳將在晶間以Cr23C6形式析出。

          a.降低含碳量。對于含有穩定化元素的不銹鋼,含碳量不應超過0.06%。

          b.采用合理的焊接工藝。選擇較小的焊接線能量,以減少過熱區在高溫停留時間,注意避免在焊接過程中產生“中溫敏化”效果。

          雙面焊時,與腐蝕介質接觸的焊縫應最后施焊(這是大直徑厚壁焊管內焊在外焊之后進行的原因所在),如不能實施則應調整焊接規范及焊縫形狀,盡量避免與腐蝕介質接觸的過熱區再次受到敏化加熱。

          c.焊后熱處理。焊后進行固溶或穩定化處理。

          02、應力腐蝕開裂
          可采用下列措施防止應力腐蝕開裂的發生:

          a.正確選擇材料及合理調整焊縫成分。高純鉻-鎳奧氏體不銹鋼、高硅鉻-鎳奧氏體不銹鋼、鐵素體-奧氏體不銹鋼、高鉻鐵素體不銹鋼等具有較好的抗應力腐蝕性能,焊縫金屬為奧氏體-鐵素體雙相鋼組織時抗應力腐蝕性良好。

          b.消除或減小殘余應力。進行焊后消除應力熱處理,采用拋光、噴丸和錘擊等機械方法降低表面殘余應力。

          c.合理的結構設計。以避免產生較大的應力集中。

          03、焊接熱裂紋(焊縫結晶裂紋、熱影響區液化裂紋)
          熱裂紋敏感性主要取決于材料的化學成分、組織與性能。Ni易與S、P等雜質形成低熔點化合物或共晶,硼、硅等的偏析,將促使產生熱裂紋。

          焊縫易形成方向性強的粗大柱狀晶組織,有利于有害雜質和元素的偏析。從而促使形成連續的晶間液膜,提高了熱裂紋的敏感性。若焊接不均勻加熱,則易形成較大的拉應力,促進焊接熱裂紋的產生。

          防止措施:

          a.嚴格控制有害雜質S、P的含量。

          b.調整焊縫金屬的組織。雙相組織焊縫具有良好的抗裂性能,焊縫中的δ相可細化晶粒,消除單相奧氏體的方向性,減少有害雜質在晶界的偏析,且δ相能溶解較多的S、
          P,并能降低界面能,組織晶間液膜的形成。

          c.調整焊縫金屬合金成分。在單相奧氏體鋼中適當增加Mn、C、N的含量,加入少量的鈰、鎬、鉭等微量元素(可細化焊縫組織、凈化晶界),可減少熱裂紋敏感性。

          d.工藝措施。盡量減小熔池過熱,以防止形成粗大的柱狀晶,采用小線能量及小截面焊道。
          例如25-20型奧氏體鋼易出現液化裂紋?赏ㄟ^嚴格限制母材的雜質含量及晶粒度,采用高能量密度的焊接方法、小線能量和提高接頭的冷卻速度等措施。

          04、焊接接頭的脆化
          熱強鋼應保證焊接接頭的塑性,防止高溫脆化;低溫用鋼要求具有良好的低溫韌性,防止焊接接頭發生低溫脆斷。

          05、焊接變形較大
          因導熱率低、膨脹系數大,故焊接變形較大,可采用夾具防止變形。奧氏體不銹鋼的焊接方法和焊接材料的選擇:

          奧氏體不銹鋼可用鎢極氬弧焊(TIG)、熔化極氬弧焊(MIG)、等離子氬弧焊(PAW)及埋弧焊(SAW)等方法進行焊接。

          奧氏體不銹鋼因其熔點低、導熱系數小、電阻系數大,故焊接電流較小。應采用窄焊縫、窄焊道,減少高溫停留時間,防止碳化物析出,減少焊縫收縮應力,降低熱裂紋敏感性。

          焊材成分尤其是Cr、Ni合金元素要高于母材。采用含有少量(4~12%)鐵素體的焊接材料,以保證焊縫良好的抗裂(冷裂、熱裂、應力腐蝕開裂)性能。

          焊縫中不允許或不可能存在鐵素體相時,焊材應選用含Mo、Mn等合金元素的焊接材料。

          焊材中的C、S、P、Si、Nb應盡可能低,Nb在純奧氏體焊縫中會引起凝固裂紋,但焊縫中有少量鐵素體可有效避免。

          焊后需進行穩定化或消除應力處理的焊接結構,通常選用含Nb的焊接材料。埋弧焊用于焊接中板,Cr、Ni的燒損可通過焊劑和焊絲中合金元素的過渡得到補充;

          由于熔深大,應注意防止焊縫中心區熱裂紋的產生和熱影響區耐腐蝕性的降低。應注意選擇較細的焊絲和較小的焊接線能量,焊絲需低Si、S、P。

          耐熱不銹鋼焊縫中鐵素體含量應不大于5%。Cr、Ni含量大于20%的奧氏體不銹鋼,需選用高Mn(6~8%)焊絲,焊劑選用堿性或中性焊劑,以防止向焊縫中增Si,以提高其抗裂性能。

          奧氏體不銹鋼專用焊劑增Si極少,可向焊縫過渡合金,補償合金元素的燒損,以滿足焊縫性能和化學成分的要求。

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