第35卷第1期石油化工設備Vol 35 No. 12006年1月PETRO-CHEMICAL EQUIPMENTJan. 200制造技術(shù)文章編號:1000-7466(2006)01-0074-03鋁氣化器的焊接仇志暉佛山市佛化機設備工程有限公司,廣東佛山528031)摘要:介紹了異種鋁合金氣化器焊接工藝試驗過程及工藝參數(shù)的確定,并對焊接過程中岀現(xiàn)的問題進行了分析和總結(jié)。關鍵詞:異種金屬焊;鋁合金;工藝參數(shù)中圖分類號:TG406;TQ051.5文獻標識碼:B某廠制作的一臺空冷式氣化器為翅片排管結(jié)某些鋁合金時,往往由于過大的內(nèi)應力而在脆性溫構(gòu),翅片管之間用彎頭連接,由于換熱效果達不到使度區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生熱裂紋。④容易形成氣孔。在相同焊用工藝要求,故委托我公司進行改制。氣化器的設接工藝條件下,鋁的冷卻速度為鋼的4倍多,使金屬計參數(shù)及主要技術(shù)要求為:設計壓力1.77MPa,設結(jié)晶速度加快,氨來不及逸出就會在焊縫中形成氣計溫度50℃,介質(zhì)為液化石油氣,主體材料采用鋁孔。⑤焊縫近縫區(qū)存在弱化現(xiàn)象。由于焊接熱影合金翅片管,規(guī)格O25mm×3mm,所有的管口對響,焊縫近縫區(qū)的基體金屬力學性能下降。⑥色澤接接頭要求100%射線檢測,Ⅱ級合格;所有角焊縫上沒有變化。鋁及鋁合金從固態(tài)變成液態(tài)時,無明要求做滲透檢測,Ⅰ級合格。設備制作完畢以后進顯的顏色變化,給焊接操作帶來困難。在達到熔化行3氣壓試驗溫度時,液態(tài)鋁的流動性很強,焊縫金屬容易塌陷或鋁的焊接特點1下漏鋁的密度只有鋼的1/3,塑性很好,加工方便,2鋁氣化器用翅片管鋁在空氣中和淡水中不受腐蝕,但焊接較困難,其特鋁氣化器的換熱管為整體拉制成形的翅片管點:①較強的氧化能力。鋁與氧的親和力很大,在材料選用美國鋁鎂硅合金,牌號6063;鋁氣化器的空氣中極易與氧結(jié)合生成致密的Al2O3薄膜,熔點連接彎頭材料選用國產(chǎn)鋁錳合金,牌號LF21;焊絲高達2050℃,氧化膜阻礙金屬之間的良好結(jié)合,易選用美國鋁合金焊絲,牌號R5356。選用焊絲時須形成夾渣,還會吸附水分,使焊縫產(chǎn)生氣孔。②較大考慮因素2:①異種鋁合金焊接時應選用與抗拉的導熱系數(shù)和比熱容。鋁和鋁合金的導熱系數(shù)及比強度較高的母材相對應的焊絲。②焊絲含有少量合熱容是鋼的1倍多,為此需要能量集中、功率大的焊金元素鈦時可細化晶粒,提高焊縫金屬塑性。③選接熱源。③熱裂紋傾向大。鋁及鋁合金的線膨脹系用a(Mg)>3%的焊絲,以增加焊縫抗裂性。3種材數(shù)約為鋼的2倍,凝固時體積收縮率達6.5%焊接料的化學成分和力學性能分別見表1和表表1母材與焊絲的化學成分(質(zhì)量分數(shù))材料牌號≤0.10≤0.100.45LF2≤0.201.00~1.60R53560.040.100.13H中國煤化工余量余量CNMHG余量收稿日期:2005-07-24作者簡介:仇志暉(1962-),男,廣東佛山人,高級工程師,從事壓力容器設計及制造工作。第1期仇志暉:鋁氣化器的焊接表2翅片管和連接彎頭材料的力學性能材料牌號抗拉強度 R/MPa斷后伸長率A/%硬度(HB)606378、78、82供貨狀態(tài)25模擬退火狀態(tài)LF21退火狀態(tài)從表2中可知,6063鋁合金模擬退火后抗拉強都在強度值較低側(cè)的母材軟化區(qū)內(nèi),焊接工藝評定度值和硬度值均有較大幅度下降,6063鋁合金管退合格。此外,在試驗過程中用砂輪磨削過的試樣在火后其抗拉強度值降低至原供貨狀態(tài)值的0.52倍,冷彎時較易開裂,可能是磨削時產(chǎn)生的高溫對鋁合其平均硬度值降低至原供貨狀態(tài)值的θ.55倍,兩者金組織有不利影響,而用銼刀加工的試樣冷彎比較的降低比率基本上是一致的。容易達到合格3焊接試驗4產(chǎn)品焊接3.1試驗目的按照試驗所選定的焊接工藝參數(shù)對翅片管及彎為保證鋁氣化器的焊接質(zhì)量,必須進行材料的頭施焊,考慮到大傾角焊接容易擾亂電弧及氣流的焊接性試驗,并完成焊接工藝評定工作穩(wěn)定性,在焊接操作時選擇的焊絲傾角應愈小愈好3.2試驗方法及結(jié)果般不得大于15°,見圖1。焊接時控制鎢極棒外伸(1)第1次焊接性試驗取2組表面未清理的約5mm,噴嘴和工件表面距離約10mm。焊絲不O25mm×3mm異種鋁合金管,材料為6063和進入弧柱區(qū),只放在弧柱周圍的火焰層內(nèi)熔化。焊LF2Ⅰ。采用鎢極氬弧焊填絲方法進行焊接性試驗,接過程中焊絲不得離開氬氣保護范圍,斷弧前先填其中一組試件直接焊接,另外一組試件在焊接過程滿弧坑,氬氣保護延時5~15s,待電極呈暗紅色后中添加鋁氣焊熔劑,力學性能檢驗結(jié)果表明,兩組試樣焊縫抗拉強度值均小于50MPa,遠低于LF21材料的抗拉強度下限值95MPa,焊接試樣不合格,添加鋁氣焊熔劑的效果也不明顯。為此對焊縫斷口處1015進行檢査,發(fā)現(xiàn)該處氧化物引起的氣孔和夾渣缺陷較多故清除氧化物是鋁合金焊接的關健-2(2)第2次焊接性試驗材料仍為6063和LF21,首先用丙酮擦洗焊件,再用不銹鋼絲刷將坡圖1翅片管及彎頭焊接示意圖口表面刷出金屬光澤,焊絲表面則用化學清洗方關閉氬氣,應在弧坑前10~20mm的焊縫上再次引法處理?？紤]到交流鎢極氬弧焊可對氧化膜產(chǎn)生弧,使弧坑得到充分再熔化。在施焊前和施焊過定的陰極破碎作用此次焊接采用交流鎢極氬程中還應注意以下問題:①材料表面的氧化層應徹弧焊。加大焊接電流以便進行快速焊接控制層底清除,氬氣純度應保持在99.99%以上,每次隔夜間溫度小于1o0C,以盡量避免焊接過程氣孔的焊前先在試板上試焊,這樣既可根據(jù)焊縫金屬外觀產(chǎn)生。焊接工藝評定用參數(shù):鎢極棒直徑O3mm,和陰極霧化區(qū)的寬度調(diào)節(jié)工藝參數(shù)并檢查氣體保護R5356焊絲直徑O3.2mm,氬氣流量10L/min,交效果,又有利于除去焊槍和氣體管路中的冷凝水2]。流焊接電流110~130A,采取以上工藝措施和焊②為減少焊縫收弧處產(chǎn)生的氣孔及夾鎢缺陷,在焊接參數(shù)焊接試樣,試驗結(jié)果見表3接過程中應及時填滿弧坑,鎢極切莫與焊絲和熔池表32組焊接試樣性能表相碰。③所有對接焊接接頭在進行100%射線檢測試樣抗拉強彎曲試驗d=6a,a=180°和滲中國煤化工壓試驗,以檢驗可能存編號度/MP斷囗位置背彎在HCNMHG則受靈敏度限制,而滲LF21母材側(cè)完好完好透檢測受人為因素影響,都存在缺陷漏檢的可能性,LF21母材側(cè)故采用氣壓試驗作為最終檢驗手段。④在焊完的部(3)試驗結(jié)果從表3中可以看出,焊接試樣的分接頭處,通入壓縮空氣進行預檢漏。本次施焊曾抗拉強度值已達到退火母材的抗拉強度水平,斷口在近縫區(qū)的母材上發(fā)現(xiàn)1~5mm長的小裂口,當時第35卷第1期石油化工設備Vol 35 No. 12006年1月PETRO-CHEMICAL EQUIPMENTJan. 200文章編號:1000-7466(2006)01-0076-03奧氏體焊條AR617在1Cr5Mo鋼管焊接中的應用張克志,李厚興,劉麗月(中國石油撫順工程建設有限公司,遼寧撫順113004)摘要:利用新型低鉻高錳奧氏體焊條AR617焊接1Cr5Mo珠光體耐熱鋼管,做了焊接工藝評定分別對其焊縫進行了拉伸、彎曲和沖擊試驗,并通過金相照片對焊縫的微觀組織進行了分析。結(jié)果證明,工藝評定焊縫的各項力學性能指標均達到了國家相關標準的要求,而且焊接操作簡便,經(jīng)過對服役35000h的接頭取樣觀察,使用性能穩(wěn)定,該焊接方法在實際生產(chǎn)中是可行的。關鍵詞:耐熱鋼;鋼管;焊條;焊接工藝評定中圖分類號:TQ406文獻標識碼:BlCr5Mo鋼管在石化行業(yè)的高溫管線、焦化爐新型低鉻高錳奧氏體焊接材料是針對目前高溫常壓爐等設備中一直被廣泛使用。其焊接一般采用服役的奧氏體不銹鋼異質(zhì)焊接接頭提前失效而研制兩種焊條進行焊接:①同材質(zhì)焊接法,即采用化學成的。用AR617焊條代替常規(guī)奧氏體不銹鋼(A302分與lCr5Mo鋼母材金屬相近的R507焊條焊接,或A30⑦)焊條不僅可使焊縫金屬具有與母材相近的其焊接接頭具有與母材相同的組織和極為相近的化合金化程度及相匹配的熱膨脹系數(shù),同時焊接接頭學成分,且無明顯的熔合線,可獲得與母材相近的力的熔合區(qū)在長期高溫服役過程中無明顯的增碳帶和學性能,使用中無明顯合金元素擴散和碳遷移問題。貧碳帶,可以有效阻止合金元素的擴散和碳遷移的但此方法要求的焊接工藝復雜、嚴格,要求焊前預產(chǎn)生,從根本上解決CrMo鋼異質(zhì)接頭使用過程中熱焊后必須進行熱處理,此方法在施工現(xiàn)場難以控因增碳層、貧碳層的產(chǎn)生而引起的使用性能惡化,其制和實現(xiàn)。②異種材質(zhì)焊接法,即采用奧氏體不銹焊接接頭具有良好的力學性能,焊后也無需進行熱鋼焊接材料A302或A307焊接,此種方法焊接工藝處理,焊接接頭壽命與母材相當簡單焊前不用預熱、焊后也無需進行熱處理,適合1焊接工藝評定于現(xiàn)場搶修時使用,但異種材質(zhì)焊接接頭在高溫服1.Ⅰ材料役時存在提前失效問題。依據(jù)文獻[2]的規(guī)定和要求,采用直徑為一一將管端切除10~20mm重新加工坡口,進行第2次的,用硬度測定方法可推算強度值變化情況。焊接后檢驗合格。裂口產(chǎn)生的原因是由于在割開原(4)焊縫彎曲試樣的加工不宜用砂輪磨削.用銼氣化器過程中使用了火焰切割工藝,造成翅片管割刀加工的試樣冷彎較易通過口附近軟化變形后材料微裂,焊接過程中母材的再(5)射線檢測和滲透檢測都可能存在漏檢缺陷,次軟化以及焊接應力的作用使得裂紋擴展。壓力試驗應做為產(chǎn)品的最終檢驗手段5結(jié)論(1)氧化物是影響鋁管對接焊接接頭力學性能參考文的主要因素焊前和焊接過程中都應采取去除氧化1]斯重遙焊接手冊—材料的焊接M].北京機械工業(yè)出版物的工藝措施(2)鋁合金不宜采用氣割方法加工,坡口應機械2中國煤化工術(shù)規(guī)程SCNMHG工手冊—手工焊接與切割加工,以防材料產(chǎn)生微裂。[M].北京:機械工業(yè)出版社,1991(3)鋁合金退火后的強度和硬度變化率是一致收稿日期:2005-08-10作者簡介:張克志(1976-),男(滿族),遼寧撫順人,工程師,學士,現(xiàn)從事石油化工裝置施工工程技術(shù)管理。