整理北方工業(yè)燃?xì)鈿夂腹に囋囼?yàn)

1、北方工業(yè)燃?xì)鈿夂腹に囋囼?yàn)2000年 8 月第 4期石油工程建設(shè) 摘要根據(jù)北方工業(yè)燃?xì)饫砘再|(zhì)及燃燒特點(diǎn) ,進(jìn)行了 20 鋼管材的焊接工藝試驗(yàn) , 對容易出現(xiàn)的焊接缺陷采取控制施 ,取得了較好的教果 .氣焊接頭力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù) 據(jù)分析表 明 ,該氣體具有較好的焊接工藝薹能 ,其應(yīng)用是可行的 ., 主囊詞工業(yè)天然氣鈣管氣焊二藝力學(xué)性能分析容 l 北方工業(yè)燃?xì)夂附庸に囋囼?yàn)條件求進(jìn)行了焊接火焰類型和焊絲牌號的選擇 在北方工業(yè)燃?xì)?（簡稱北方氣 ）的工藝試試驗(yàn)?zāi)覆臑?20鋼無縫管（常州高登 ）,其驗(yàn)中，根據(jù)北方氣的理化性質(zhì)及燃燒特點(diǎn)進(jìn)行直徑57ram壁厚35mm,表丑鍍銅焊 絲牌 了 2O 鋼管材的氣焊工

2、藝試驗(yàn) .由于氣焊具有號為 H08Mn2SiA（ 北京金威 ）,氧氣 （北 容易產(chǎn)生氧化 ,氣孔及熔臺不良等缺陷持點(diǎn) ,產(chǎn)）材質(zhì)的化學(xué)成分及力學(xué)性能見表 1,1所對氧北方氣的焊接也提出了相應(yīng)的工藝技術(shù)要接接頭型式及坡口尺寸見圖 示.焊接前必 求 ,為此在焊接工藝試驗(yàn)中 ,根據(jù)氣焊溫度要須嚴(yán)格清除坡口及其邊緣部位的表面 銹跡.表 l20 鋼管材化學(xué)成分及力學(xué)性能 化學(xué)歧分【一】力學(xué)性能 1MnslPl,(MPa)I(MPa)I(%)lIll 0170240350.650.17037< 0035W 1)035= 025&gt;f245【390.53020 表 2 液化石油氣與己蚺氣焊

3、接生產(chǎn)牢比較 盤屬厚度焊條直徑焊接生產(chǎn)率清耗量(/h)燃?xì)夥N類焊接接頭 (ram)(mm)(m/h)燃料氣體氧氣 1520850.095028液化石油氣對接 (不修邊 .有間隙 )1, 2532590095028 220701500175 乙按氣對接 (不修邊 ,有間隙】32560300330 5 結(jié)論 (1)液化石油氣在金屬的切割作業(yè)中能獲 得很理想的切口 ;在焊接作業(yè)中 ,對于有色金屬能獲得比應(yīng)用乙炔更好的焊口 ,并且對于黑色金屬也能完全達(dá)到應(yīng)用乙炔的效果 (2)液化石油氣的應(yīng)用可以岍顯降低成 本 ,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益 ,因此在氣源的地區(qū) ,具有普遍的推廣意義 .考文獻(xiàn) 1潘際鑾焊接手冊I,

4、 n卷北京:機(jī)械工業(yè)出版杜.1992 2酥楚等焊接工藝基礎(chǔ)上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ,1982 3俞尚知焊接工藝凡員手冊 .上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版 杜,1992 4聶橋石油化工危險品安全手冊黑龍江 :黑龍江科 學(xué)技術(shù)出艇杜 .1997 (編輯田哲收稿日期2000 一 0110)-_-?_'-?_?-_-?-_-H-?-_-_'_=i 目一rF 一II 舞菇曩34?石油工程建設(shè) 2000年8月第 4期L1 繭 1 接頭型式爰坡口尺寸 北方氣物理化學(xué)性質(zhì)及燃燒特性參見表 2 所示 .氣焊焊接工藝主要參數(shù)為 : 焊接火焰為弱氧化焰 ;氣體混合比口值為 1.517;氧氣壓力0.30.4MPa

5、;北方 氣壓力0.030.04MPa焊炬型號H01 6 （3 號專用焊嘴 ）;焊接速度為水平轉(zhuǎn)動 4.0 5.5cm/min;水平固定 4.55.0cm/min;焊 道層間溫度W 150C .衰2工業(yè)燃?xì)猓ù龠M(jìn)助劑代號 ZJ 1 與乙炔氣性質(zhì)爰燃燒特性 氣體氣體成分氣體密度 'L 體沸點(diǎn)氣志在空氣中理論空氣中氧氣中 氣體比重?zé)嶂底匀紲囟刃柩趿勘O限燃燒溫度 名稱分子式(kg/m3)(t')MJ/mC)(m3/m3)(%)C)C21.35】 048835995 剛6053532125 理論值： 北方氣 C3HB186】 568585】 05805024I2.526002800

6、0HI0245205III7475 550651985 宴測值:3200 乙炔 c2H21173091836528305252l 8030003500 2 焊接試驗(yàn) 在氣焊應(yīng)用方面 ,雖然各種重要的焊接結(jié) 構(gòu)不宜選用氣焊 ,但在金屬熱加工發(fā)現(xiàn)場施工 過程中 ,氣焊仍然占有不可缺少的位置 .因 此 ,北方氣的氣焊工藝性能是非常重要的 ,這 還將有利于其應(yīng)用和管理 .21 火焰調(diào)試 由于北方氣與乙炔氣兩者的理化性質(zhì)不 同 ,燃燒特性及火焰溫度也不同 ,存焊接火焰 種類及焊接操作方法上也必然有所不同 .在 20鋼焊接時 ,氧乙炔焊接火焰為中性焰 ,而 氧北方氣焊接火焰在溫度及形狀上叫與氧乙炔 焊接火

7、焰有較大的差異 .為了使氧北方氣氣焊 火焰溫度滿足焊接要求 ,根據(jù)專用焊嘴規(guī)格和 火焰形狀及特征 ,并按照焊接過程中的金屬熔 化及液態(tài)金屬流動情況要求 ,進(jìn)行 r 焊接火焰 的調(diào)試.調(diào)試結(jié)果表明 ,在氧北方氣混合比例 為1.51.7的范圍內(nèi)，焊接火焰具有著較好 的焊接性能 .由于氧北方氣焊接火焰的氣體混合比要比 氧乙炔焰的 （口=1.112）較高一些,使 火焰在焊接時的氧化程度有所增大但在箍焊 過程中的焊接情況表明 ,兩種焊接火焰的能率 基本相同 .因此,根據(jù)氧北方氣焊接火焰特 征,將其稱為弱氧化焰 .該種火焰的大致形狀 及溫度分布概況與氧乙炔中性焰相比 ,均有所 不同 ,參見圖 2所示焰心內(nèi)

8、焰外焰 爵甩爵 團(tuán) 2 焊接火焰形狀及沮虞分布曲線 2.2 焊絲選擇 焊接 20 鋼時,一般選擇 H08A 類焊絲 , 但由于氧北方氣焊接火焰 （弱氧化焰 ）略帶有 氧化性,在選用 H08A 焊絲時,熔池液態(tài)金屬 有氧化現(xiàn)象 ,不易與母材熔臺 ,造成焊接困 難.從焊接冶金方面分析 ,這主要與火焰性質(zhì) 及焊接操作方法等有關(guān) .由于火焰具有氧化 2000年 8 月第 4期北方工業(yè)燃?xì)鈿夂腹に囋囼?yàn) ?35?性,焊絲中含 Mn 和等脫氧元素成分較少 ,焊絲 .該焊絲化學(xué)成分見表 3.由于焊絲中 在焊接時熔滴及熔池中的Fc容易被氧化形Mn,Si元素含量增加,焊接時增大了焊 縫金 成Fe.O,影響熔滴的正

9、常過菠，這不僅使焊屬的脫氧性，減少了焊縫金屬中的EO氧 縫成型變差 .還容易造成熔合不良缺陷物 .從而降低了焊縫金屬中的含氧量 .較大 為了減少焊縫液態(tài)金屬的氧化現(xiàn)象 ,需要度的改善了氧北方氣的氣焊工藝性能及 接頭力 增加金屬中 si,Mn 含量,選擇 H08Mn2SiA 學(xué)性能.袁 3 兩種埠絲化學(xué)成丹【 % 焊壁牌號 CMnSicfNSPH08MT12sjA < 01118 21065095< 020< 030< O030< 0030H08A< 01003055j< 0.30W 020< 030< 0.030W 0030 2.3焊接操作

10、 由于氧北方氣焊接火焰性質(zhì)氧乙炔中性 焰不同.不宜采用傳統(tǒng)氧乙炔中性焰的焊接方 法.在焊接過程中 ,火星飛濺越大氧化現(xiàn)象就 越嚴(yán)重.因此.在焊接熔池形成 ,除了保證 焊縫金屬熔合良好以外 ,還需要嚴(yán)格控制火星 飛濺的產(chǎn)生 .這既有利于焊接操作 ,又減少了 焊接接頭表面的氧化程度 .由予弱氧化焰外焰45' 形狀細(xì)而較長 .火焰對熔池液態(tài)金屬擾動性加 強(qiáng) .若采用傳統(tǒng)焊接操作方法 ,容易造成氧化 現(xiàn)象 ,也容易造成熔合不良缺陷 ,使焊縫成型 變差等.因此.操作中應(yīng)使火焰軸心線與熔池 面保持一定夾角和距離 .以減少火焰對焊接熔 池的擾動 ,并應(yīng)采用多層焊接 .以減少焊縫金 屬熔敷量等 .焊接

11、操作具體要求參見圖 3 所示.底層焊接盞面焊層熔詘加熱 圉 3 氯北方氣焊接火焰焊接操作在焊接過程中 ,層間溫度一般不宜超過僅有利于焊縫金屬的良好熔合,而且也有利 15012.在熔池加熱時 ,內(nèi)焰軸線應(yīng)垂直熔池提高接頭的力學(xué)性能 表面以利于加快液態(tài)熔池的形成 .底層焊接 3 氣焊接頭力學(xué)性能分析 時,主要應(yīng)保證根部焊透及良好熔合 ,底層焊 31 拉伸試驗(yàn) 縫金屬不宜厚 :蓋面層焊接時 ,操作方法基本拉伸試驗(yàn)表明 ,焊接接頭的抗拉強(qiáng)度與底層相同 .此外,控制焊縫金屬熔敷厚度是均不低于母材標(biāo)準(zhǔn)值,接近氧乙炔中 性焰焊接 減少焊縫金屬晶粒粗大的有效措施 .接頭的拉仲強(qiáng)度 .根據(jù)金相試驗(yàn) ,焊縫組織為

12、焊前清除焊接部位的銹跡是控制氣孔缺陷側(cè)板條狀鐵素體+少量針狀鐵素體 ,熔 合區(qū)組的有效措施之一 ,坡口每側(cè)清理寬度不小于織為先共析鐵索體十魏氏體+珠光體 , 這種組 10mm.為了減少焊縫金屬中各種夾雜物，多織在拉伸試驗(yàn)時容易斷裂.就焊接速度 對接共 層焊接時 ,需要清除焊層之間的氧化物這不強(qiáng)度的影響而言 ,氧北方氣的影響較大 , 因?yàn)?6?石油工程建設(shè) 2000年 8月第 4 期 速度 降.3,2 為了了解接頭的韌性情況 ,根據(jù)管徑及管 壁尺寸較小的條件，選用尺寸為2mmX10ramX 55ram的試樣進(jìn)行"v"型缺口的常溫沖擊 試驗(yàn),試驗(yàn)表明 ,接頭具有較好的常溫沖擊韌

13、 性并接近氧乙炔 （中性焰 ）焊接接頭的沖擊韌 性.接頭沖擊韌性對比情況參見圖 5 所示 ., ;L 墨5接頭沖擊韌性 3,3 硬度試驗(yàn) 在焊接接頭硬度試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析中 ,氧北方 氣焊接的接頭 ,只是焊縫金屬的維氏硬度略低 于氧乙炔氣焊接頭 ,接頭熱影響區(qū)及母材區(qū)的 維氏硬度變化范圍要小一些 ,其硬度略高 點(diǎn).這也可以說明兩種氣焊火焰存在著一定差 別.硬度數(shù)據(jù)變化參見圖 6 所示.34 彎曲試驗(yàn) 底層焊縫在蓋面層焊縫的熱作用下 ,彎曲 性能比蓋面層焊縫要好 .但蓋面焊縫金屬熔敷 較厚時,焊縫晶粒粗大,彎曲性能下降 ,因此 焊接速度以不小于 4cm/min 為宜 .在上述工 藝條件下 .接頭彎曲性能良好 ,滿足母材的彎 曲性能要求 ,尤其是背彎試件的彎曲性能更晚 滿足工藝試驗(yàn)的技術(shù)要求 在上述焊接工藝試驗(yàn)及其焊接操作控制措 施條件下 ,該氣體具有較好的焊接工藝性能 , 而且便于使用和管理 .4結(jié)論 由氧北方氣的氣焊工藝試驗(yàn)及其接頭試驗(yàn) 數(shù)據(jù)的對比分析可知 ,在合適的焊接工藝條件 下 ,北方氣具有較好的焊接工藝性能 ,氣焊時可以獲得良好的焊縫外觀質(zhì)量和接頭力學(xué)性能 ,而且滿足了母材