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止水鋼板焊接淬硬性及冷裂紋方案

發布時間:2019-01-08 瀏覽
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止水效果的好壞直接影響在施工中的效果,在混凝土澆注過程中部分或全部澆埋在混凝土中,混凝土中有許多尖角的石子和銳利的鋼筋頭,由于塑料和橡膠的撕裂強度比拉伸強低3-5倍,止水鋼板一旦被刺破或撕裂時,不需很大外力,裂口就會擴大,所以在止水帶定位和混凝土澆搗焊接過程中,應注意定位方法和澆搗壓力,以免止水帶被破,影響止水效果。

1.熱影響區淬硬性及冷裂紋,低合金耐熱鋼的主要合金元素是Cr和Mo,能顯著提高鋼的淬硬性。如果在焊接時冷卻速度過快,則在焊縫及熱影響區形成對冷裂紋敏感的馬氏體和上貝氏體等組織。

2.消除應力裂紋傾向,低合金耐熱鋼中的Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素屬于強碳化物元素,若結構拘束度較大,那么在消除應力處理或高溫下長期使用時,在熱影響區的粗晶區容易出現消除應力裂紋。消除應力裂紋一般在500~700℃敏感溫度范圍內形成,并且出現在殘余應力較高的部位,如接頭咬邊、未焊透等應力集中處,這些部位在加熱過程中,殘余應力釋放,蠕變變形較大,更容易出現裂紋。

3.熱影響區的軟化,低合金耐熱鋼焊接接頭熱影響區存在軟化問題,其軟化區的金相組織特征是鐵素體加上少量碳化物,在粗視磨片上觀察到一條明顯的“白帶”,其硬度明顯下降。軟化區的存在對室溫性能沒有什么不利的影響,但在高溫長期靜載拉伸條件下,接頭往往在軟化區發生破壞。

4.回火脆性,Cr-Mo耐熱鋼及焊接接頭在350~500℃溫度區間長期運行過程中發生脆變的現象稱為回火脆性。焊縫金屬回火脆化的敏感性比母材大,這是因為焊接材料中的雜質難以控制。

在預熱狀態下焊接(定位焊同樣需要預熱),焊后大多要進行高溫回火處理。多層焊時應保持道間溫度不低于預熱溫度。焊接過程中盡量避免中斷,不得以中斷焊接時,應采取緩冷措施;重新施焊的焊件仍需預熱,焊接完畢應將焊件保持在預熱溫度以上數小時,然后再緩慢冷卻。
(1)焊接方法
常采用的熔焊方法有焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護焊和電渣焊,但常以焊條電弧焊為主,埋弧焊和氣體保護焊的應用也越來越多。
(2)焊前準備
焊前準備的內容主要包括下料、坡口加工、熱切割邊緣和坡口面的清理以及焊接材料的預處理。一般的低合金耐熱鋼工件,可以采用各種熱切割下料。

為防止厚板熱切割邊緣的開裂,應采取下列工藝措施:
     ①對于所有厚度的2.25Cr-Mo、3Cr-1Mo型鋼和15mm以上的1.25Cr-0.5Mo鋼板,熱切割前應將割口邊緣預熱150℃以上。
     ②對于15mm以下的2.25Cr-Mo鋼板,熱切割前應預熱100℃以上。熱切割邊緣應作機械加工并用磁粉探傷檢查是否存在表面裂紋。
    
(3)焊接材料選擇
焊接材料的選擇原則是保證焊縫金屬的合金成分、強度性能與母材基本一致。若二者成分相差很大,則焊接接頭在長期高溫條件下工作時,會因成分不均勻而導致合金元素擴散,使焊接接頭的高溫性能不穩定;焊縫強度不能選得過高,以免使焊縫塑性變差,甚至產生冷裂紋。

焊接材料中碳的質量分數應略低于母材,其wc<0.12%,但不得低于0.07%,否則會造成焊縫金屬的沖擊韌度、熱強性等降低。
    焊接材料在使用前應作適當的預處理。埋弧焊絲用光焊絲,表面要清理干凈。鍍銅焊絲應將表面積塵和污垢仔細清理。焊條和焊劑要妥善保管,在使用前,應嚴格按工藝規程的規定進行烘干。

(4)預熱和焊后熱處理
低合金耐熱鋼預熱溫度范圍一般80~150℃,局部預熱時,必須保證預熱寬度大于焊件壁厚的4倍,且不能少于150㎜。對于低合金耐熱鋼來說,焊后熱處理的目的不僅是消除焊接殘余應力,更重要的是改善組織,提高接頭的綜合性能。低合金耐熱鋼焊后一般作高溫回火處理,回火參數主要是加熱溫度和保溫時間。回火溫度的范圍在580~760℃。


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