過渡層焊絲對Monel400復(fù)合鋼板焊接性能的影響綜述

1、過渡層焊絲對M o n e 1 4 0 0復(fù)合鋼板焊接性能的影響E踮ctO fT姍s i t i on 1 aye rWi reonMone 1400C1 adStee IWe 1 d崎Propel t i e s西北有色金屬研究院艾建玲楊永福巨建輝張劍付維軍寶雞市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 王愛國采用H 1 c國6 N i 2 1作為過渡層焊絲，研究了人1 口 n E 1 41 6 MR復(fù)合板焊接接頭的彎曲性能、拉伸強度、主要化學(xué)元素在蚌縫中的擴散程度及其 微觀蛆織，結(jié)果表明，過渡層焊縫焊接性能優(yōu)良，焊縫成形良好。在距復(fù)屢焊縫 表面2. 4 "范圍內(nèi)，過渡層化學(xué)成分對復(fù)層焊縫化學(xué)成分的稀釋率為

2、。焊接 接頭的拉仲強度為6 3 1 OMP a0面彎角大于等于1 2 0 P ,背彎角為1 8 驢，側(cè)彎角大于等于1 0伊。因此在MO ne 0 0 , 1 6人h承復(fù)合板的焊接 時，采用m 86 N: 12 1作為過渡層，具焊接接頭具有良好的綜合力學(xué)性能。 關(guān)鍵詞：胡國復(fù)合板焊接壓力容器1前言度上說，過渡層焊縫的力學(xué)性能對復(fù)合板焊縫具有決定性的作用。本實驗采用1 86 N吐1為過渡層焊MO n e 1 4 0 0對一定濃度、溫度的苛性堿溶液，以絲，研究焊接接頭的彎曲 性能、拉伸強度等宏觀力具有良好的耐蝕性 。因此M （刪常被用于化及中等溫 度的稀鹽酸、硫酸、磷酸、尤其對氫氟酸學(xué)性能。采用日本

3、J sM 5 8oc型電子顯微鏡，對焊縫斷面上主要化學(xué)元素的分布進行分析，對稀釋率學(xué)工業(yè)中存在較強腐蝕的場合。由于脅m 1 4 0 0價進行研究。并且觀察了幾個 區(qū)域的金相組織。格較貴，因此制成M ooe 1 4 0 0 , 1 6 Mn R復(fù)合板使用， 可大幅度降低設(shè)備的制造成本。在M onel400fl6MnR2實驗方法 術(shù)之一。M （刪與1 6MnR的力學(xué)性能、焊接工復(fù)合板設(shè)備制造技術(shù)中，焊接 技術(shù)是其中的核心|乙2 . 1焊接工藝如圖1所示，第1 一 4層為基層焊縫.采用手藝存在較大差異，兩種母材被相異金屬稀釋的允許工電弧焊（SMw）,焊條 牌號為J鯽7 ;第5層為程度是有限的&quo

4、t;。1 6Mn R焊縫中溶人過量的c u 或過渡層焊縫，采用手工氮弧焊（RG）,焊絲牌號為N 1將引起焊縫金屬的熱 臆和開裂。因此在進行陽。赫N 1 2 1 ;第67層為復(fù)層焊縫，采用手工氮孤MoneJ400, 16Mn R焊接時，在兩種母材的交界處采用焊（T 1 G）,焊絲牌號為砥u啦c u 7。過渡層焊接的方法是減少稀釋程度的有效措施。先進行基層焊接，清理過渡層根部后用選用過渡層焊絲時必須保證與兩種母 材之間能H 1 0 2 6 N 1 2 1焊絲焊接過渡層。最后進行復(fù)層焊接。有相容的冶 金關(guān)系。在焊接過程中，由于1 6 M氓、2. 2焊接工藝參敷Mme 1 4 0 0中的化學(xué)成分會過渡

5、到過渡層焊縫中去，2 . 3試樣刺取廈分析 從而形成一種新合金，其成分與焊縫的稀釋率存在試板焊好以后，按J B 4 7 0 8 - 1 9 9 4規(guī)定制取拉密切關(guān)系。必須考慮這種新合金的力學(xué)性能，因為伸斌 樣及彎曲試樣（面彎、背彎、側(cè)彎），同時制它是整個焊接接頭中最薄弱的一個 區(qū)域，從某種程取金相試樣。采用日本J SM 5 8 0 0型電子顯徽鏡分 ？ 3.5?過渡層焊絲對M 0帕復(fù)合鋼扳焊接性能的影響 析焊縫界面上化學(xué)元素的擴散規(guī)律及金相組織。裹1 層號1 2 3 4 5 6V 0 1 1 8 . 2 0 D 1焊接方法SMAWSMAW焊條牌號 J 5 0 7 J507J507 規(guī)格H帥毋

6、3204. 0 口 5. 0d3. 2d 32 電流A 1 1 5 1 4 0 2 1 0電壓V293 1293 12931速度120140130150140130A r流量U r n hS MAW他啦MgH 1 C r衢N江IERN i C u一 71帥2 2 0 2:帥°<2 22 0 2 2 2 0 2 28 8 8E RH i C u 73 . 2為側(cè)彎試驗。試驗結(jié)果如下：面彎角a, >1 2妒；背彎角錢=1 8咿；側(cè)彎角 o o河0妒面彎試驗過程中，彎曲到1 2 0 P時，復(fù)層表面未出現(xiàn)裂紋，但側(cè)面過渡層焊縫 邊沿出現(xiàn)了長度為0 . 5 m裂紋，然而并未超過】.

7、5 mm的長度允許值。側(cè)彎試驗時，復(fù)層、過渡層、基層焊縫同時承受拉伸應(yīng)力，在彎曲到1 0妒時， 上述三個區(qū)域并未出現(xiàn)裂紋。這說明，冊c r 2 6Nj 2 1過渡層的力學(xué)性能是 良 好的。圉I焊接次序示意圖3 . 3焊縫化學(xué)成分版金相用電子顯微鏡對焊縫化學(xué)成分進行定性和定量分析（圖2 ）。從掃描曲線可以看出，在基層和過渡層的熔合線上.c r向基體1 6陸皿其中擴 散的程度很?。辉谶^渡層內(nèi)，c r的分布是基本均勻的，屁的掃描線在熔合線上 的變化比較緩慢。過渡層內(nèi)靠近熔合線的地方，F(xiàn) e的含量要高于過渡層內(nèi)F e 的平均含3試驗結(jié)果與分析3 . 1拉伸試驗結(jié)果由于此復(fù)合板的焊接屬于異種材料焊接的范

8、疇，在復(fù)合板界面上，過渡層焊縫 中，冶金相容性不好的化學(xué)元素之間的大量擴散會使該層機械性能產(chǎn)生較大變 化。實驗要求復(fù)合板焊接接頭的抗拉強度（鞏）應(yīng)大于復(fù)合板母材抗拉強度的下 限（d日m）,即：量，所以在焊接過程中，基層1鋤m中的Fe向過 渡層內(nèi)擴散的數(shù)量比較多。在進行過渡層焊接時，由于Fe、cr、cu、Ni等元素的相互擴散，會使這 一區(qū)域的化學(xué)成分與所使用的焊絲H 1 c正6 N 1 2 1化學(xué)成分相比產(chǎn)生較大的 變化，表1是這一區(qū)域化學(xué)成分定量分析結(jié)果，主要由Fe、。、cu、N1組 成，名義成分為鞏小!Mooe 4 0 0, 16Mn R復(fù)合板抗拉強度下限的計算值為a。= 5 0 5慨。本次

9、實驗中復(fù)合板焊接接頭抗拉強度實驗值嘰=6 3 0岫/ a,滿足公式（1 ）的要求。3 . 2彎曲試驗結(jié)果由于目前國內(nèi)沒有VHm e 1加0, 1 6 Mn R復(fù)合板的彎曲試驗方法及彎曲角的 標準，因此首先必須確定黜rl7Ni 14cl】3,其中o、N i含量的下降是被1 6曲皿及復(fù)層M 8e中的F e、C u等元素稀釋的在進行復(fù)層焊接時，過渡層中的F 6、c r等元結(jié)果。素又會向復(fù)層焊縫過渡，會對復(fù)層焊縫造成稀釋，使復(fù)層焊縫的化學(xué)成分發(fā)生變 化。在某些場臺下，特別在強腐蝕介質(zhì)中，這種成分的變化往往是很危險的，它 會使耐蝕性下降。因此要盡量減少這種稀釋的程度。在距復(fù)層焊縫表面2 . n （復(fù)層厚

10、度的8 0弗）處，測定化學(xué)成分（表3）。彎軸直徑、支輾間距。參照GB 1 5曠一 1螂鋼制壓力容器標準，取彎軸直徑D= 3 f ,支輾間距L= 5 . 2 f ,其中£為試樣的 厚度。進行了三種彎曲實驗：面彎、背彎及但9彎試驗。彎曲時拉伸面為復(fù)層（M ooe 1 4 0 0 ）時為面彎試驗；拉伸面為基層（1 6弛伏）時為背彎試驗；沿復(fù)合板 側(cè)面彎曲，復(fù)層、過渡層、基層處于拉伸面時?觸惦？第1 8卷增刊壓力圖2焊縫礎(chǔ)結(jié)果F e c r IV i 0 10616516. 7 8 1 4. 282. 812 . «A 1 s i T iMM o 0 . 0 20.280 .仍1.

11、380.19FeoN i C u O3 . 490, 556245凹，4 10 .鴕八1s i mM nMo 0位0.961.533 .叫0.04從掃描曲線的變化趨勢及表3化學(xué)成分可以看圖3 5是過渡層、復(fù)層及兩者界面的電子顯容器2 0 0 1 . 9微照片。通過對三個區(qū)域的電子顯微觀察，未發(fā)現(xiàn)顯微裂紋等焊接缺陷。4結(jié)論(1) MOJ刪1 6地皿復(fù)合板焊接中，(2)復(fù)合板焊接接頭的抗拉強度為 對朔腕，(3) HQ26Ni21 與 16 N?皿及om 1 4 0 0 具有良敢文獻s o c i mhMM 1 1 8 陸幽 0 k 心脅 OH. Vffl . 6 .1 9昭? 3 4 7 ?陽c

12、r 2 6 N i 2 1是一種焊接性能優(yōu)良的過渡層焊材。面彎角q習(xí)甜，背彎角錢=1咿，側(cè)彎角虬 >1 O滬。焊縫綜合力學(xué)性能優(yōu)良。好的冶金相容性，能有效降低基層金屬元素對復(fù)層焊縫的稀釋，復(fù)層焊縫的稀釋 率為0。1 .張文奇等.金屬腐蝕手冊.1 9昕出，復(fù)層焊縫與ERN 2 u 7的化學(xué)成分的標準允許值基本上是一致的。F e元素并未大量擴散到復(fù)層焊縫中去，它對焊縫的稀釋率為O。2 . AM j canm丈好掛1 11 WANFANG DATA 5c獻鏈掘過渡層焊絲對Monel400復(fù)合鋼板焊接性能的影響作者：作者單位：艾建玲，楊永福，巨建輝，張劍，付維軍，王愛國艾建玲，楊永福， 巨建輝，

13、張劍，付維軍(西北有色金屬研究院)，王愛國(寶雞市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局) 1.期刊論文牟君.徐東明不銹鋼復(fù)合鋼板及焊接-煤礦機械2004(3)主要對不銹鋼復(fù)合鋼板進行簡介，并介紹不銹鋼復(fù)合鋼板的焊接特點，詳細介紹不 銹鋼復(fù)合鋼板焊接材料的選擇、焊前準備、焊接規(guī)范、不銹鋼復(fù)合鋼板焊材的選 用、不銹鋼復(fù)合鋼板焊接中應(yīng)注意的問題.不銹鋼復(fù)合鋼板及焊接在我公司得到廣 泛的應(yīng)用，經(jīng)濟效益明顯.針對不同的行業(yè)，不同的環(huán)境，在實際生產(chǎn)中可借鑒使用，會 取得良好的經(jīng)濟效益和使用效果.2 .期刊論文 張霞.張大會.閆沛軍.徐人平Q345A+SUS321復(fù)合鋼板的焊接試驗與應(yīng) 用分析-焊接技術(shù)2006,35(1)為了分

14、析Q345A+SUS321復(fù)合鋼板的焊接性，對6=12 mm+4 mnH勺Q345A+SUS321復(fù)合鋼板進行了焊接性分析及焊接工藝試驗，并對試驗結(jié)果進行了 分析.根據(jù)焊接工藝試驗結(jié)果制定了在緬甸邦朗電站中該復(fù)合鋼板的焊接工藝 .焊 接工藝試驗和實際應(yīng)用表明：焊接復(fù)合鋼板時，關(guān)鍵是復(fù)層和過渡層的焊接，雖易出 現(xiàn)焊接裂紋，但通過選擇合適的焊接材料和合理的焊接參數(shù)可以控制裂紋的產(chǎn)生 ， 能保證焊接接頭的質(zhì)量.3 .期刊論文 孫丹丹.SUN Dan-dan 00Cr18Ni10-15CrMoR復(fù)合鋼板的焊接-現(xiàn)代機械 2007(5)本文從焊接方法、焊接工藝、焊接評定三個方面研究了00Cr18Ni10

15、-15CrMoR復(fù)合鋼板的焊接過程，取得了很好的突破.4 .期刊論文 邢卓.趙杰.XING Zhuo.ZHAO Jie復(fù)合鋼板Monel 400/16MnDR的焊接 -化工設(shè)備與管道2008,45(2)干燥器筒體設(shè)計材料是Monel 400/16MnDR鍥基合金復(fù)合鋼板，焊接技術(shù)是制造這 臺設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)之一.通過分析復(fù)合鋼板和鍥基合金的焊接特點，指出復(fù)合鋼板焊接的關(guān)鍵是控制基層根部焊接時不熔入復(fù)層合金成分；鍥及鍥基合金在碳鋼上堆 焊時容易出現(xiàn)熱裂紋和氣孔等缺陷.采用臺階式坡口是避免根部焊縫金屬互熔的最 好措施，焊前處理和控制焊接線能量是防止鍥基合金焊接缺陷的有效途徑.5 .期刊論文李明鑒.李

16、齊不銹復(fù)合鋼板的焊接-焊接技術(shù)2004,33(6)舉世矚目的三峽工程金屬結(jié)構(gòu)在泄洪壩段、廠壩段和雙向五級永久船閘的過流部件的制作安裝中，選用了大量不銹復(fù)合鋼板，這在國內(nèi)外水電建設(shè)中尚屬首次.而碳 鋼、低合金高強度鋼的復(fù)合鋼板及異種鋼的焊接在金屬結(jié)構(gòu)制造安裝中要求高，難度大.為此在進行了大量的焊接、工藝評定、焊工培訓(xùn)、產(chǎn)品焊接等應(yīng)用研究 ，較 全面地掌握了復(fù)合鋼板的焊接技術(shù)，保證了三峽工程金屬構(gòu)件的制造安裝，高產(chǎn)優(yōu) 質(zhì).6 .期刊論文 馬艷波.邢卓.MA Yan-ho.XING Zhuo鍥基合金復(fù)合鋼板的焊接-電焊機 2007,37環(huán)化塔預(yù)熱器殼體的設(shè)計材料是 Hastelloy C-276、M

17、onel 400兩種鍥基合金復(fù)合 不銹鋼板，焊接是制造這臺設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù).通過分析鍥基合金復(fù)合鋼板的焊接特 點，指出鍥基合金復(fù)合鋼板焊接的關(guān)鍵是控制基層根部焊接時，焊縫金屬中不要熔入復(fù)層合金成分；復(fù)層堆焊后的合金成分接近或達到焊材的化學(xué)成分，滿足耐蝕要 求.采用臺階式坡口形式，是避免根部焊縫金屬互熔的最好措施 才空制焊接線能量的 多層焊是保證堆焊復(fù)層耐蝕性的關(guān)鍵.7 .期刊論文 周天錫.尹永貴.Zhou Tianxi.Yin Yonggui大型20g+AISI405不銹鋼復(fù)合 鋼板塔現(xiàn)場焊接-中國化工裝備2002,4(2)本文就洛陽石化總廠140萬噸/年催化裂化裝置中的20g+AISI405不

18、銹鋼復(fù)合鋼板 塔現(xiàn)場焊接，從焊接方法、焊接材料、焊接坡口、焊接規(guī)范、焊接變形控制等幾個 方面進行探討；并把此現(xiàn)場焊接工藝成功用于青島石化廠不銹鋼復(fù)合鋼板塔焊接中 8.期刊論文鄭海生.Zheng Haisheng不銹復(fù)合鋼板的焊接-航天制造技術(shù)2005(3) 主要闡述了不銹復(fù)合鋼板常用焊接方法的操作要點及注意事項.9 .期刊論文 鐘藝謀.楊永奎.謝京華.Zhong Yimou.Yang Yongkui.Xie Jinghua雙相不 銹鋼復(fù)合鋼板的焊接-焊接2005(11)舉世矚目的三峽工程在排砂鋼管的制作安裝中，選用了雙相不銹鋼復(fù)合鋼板，這在 國內(nèi)水電建設(shè)中尚屬首次.而雙相不銹鋼復(fù)合鋼板的焊接在金屬結(jié)構(gòu)制作安裝中