1. 材料的性能及分析


  000Cr26Mo1钢的化学成分见表5-11.


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  由于碳、氮的含量极低,提高了耐腐蚀性能,在醋酸、乳酸等有机酸,苛性碱液体中耐腐蚀尤为显著,且具有较强的耐卤离子应力腐蚀点蚀能力。


  000Cr26Mo1钢的常温力学性能和物理性能见表5-12和表5-13。


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  由表可知,这种钢屈强比近于1,却有比一般铁素体钢好的韧性和延长率。它具有一般低碳钢的密度,表面可形成致密的氧化膜,具有较好的抗氧化性。进行375~540℃的加热试验,加热后有硬度增高、韧性下降的现象,说明具有475℃脆性。热处理能使000Cr26Mo1钢软化,但热处理温度不当时,会发生韧性突变。进行704~954℃重复加热,仍存在脆性,在低温时,特别是在-20℃时,冲击性能很差,有冲击值急转直下的现象。



2. 焊接性及工艺分析


  根据以上分析,000Cr26Mo1钢焊接的主要问题是热影响区脆化(熔合区和近热区的晶粒粗化引起韧性下降,475℃脆化导致焊接裂纹倾向以及常温冲击韧性下降。为了取得可靠的焊接工艺,首先进行了各种接头的焊接性试验以及异种材料的焊接性试验。


 试验采用手工钨极氩弧焊,并对焊缝采取400℃以上高温区的全面保护、背面保护和背面不保护惰性气体三种保护形式,同时进行观察焊缝冷却后的表面颜色变化情况。凡是保护良好的焊缝,表面呈银白色或淡黄色;不加保护或由于操作不当引起的保护欠佳时,焊缝则呈蓝色或黑色,其主要原因是焊缝金属处于高温时,能与空气中氧、氮、氢强烈反应,这也是高温时强度增高、塑性下降的主要因素。为了避免这种倾向的产生,焊接时采取高温区的保护是非常必要的。


焊缝全保护时,正面的保护装置是把一个附加的通气保护拖罩固定在氩弧焊枪上,拖罩在焊接过程中,随着焊枪同时移动。这样,就把近400℃的焊接高温区全部保护在氩气拖罩范围内,使焊缝在保护气体中冷却。焊缝背面保护,则应根据工件的结构形式和尺寸而制作。


按照上述方法保护焊接的焊缝,经试验,均能得到较满意的焊接接头。



3. 焊接工艺


①. 焊前准备


  a. 焊丝


  这种材料由沈阳金属研究所提供与母材匹配的专用焊丝或直接从板料上切成细条使用。其专用焊丝的化学成分见表5-14.


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  b. 氩气


   对氩气纯度要求>99.99%;氮气≤0.001%;氧气≤0.0015%;氢气≤0.005%;相对湿度5%.


 C. 坡口的制备及清理


  焊接坡口要求采用机械加工制备。焊前对坡口及焊丝进行认真清理,并用不锈钢焊丝打磨,然后用丙酮擦洗,去除金属粉尘和油污。


②. 焊接


  将清理好的工件置于有保护装置的平台上,通入保护气体后即可进行焊接。焊接采用硬规范、小电流、快焊速。拖罩离工件的距离要保持在0.5~1mm,焊嘴与焊缝成110°夹角,填丝时注意焊丝不要拉动过长,高温端应始置于氩气保护区以内,以免送丝时带入空气,影响保护效果。


  在施焊过程中,还应注意观察焊缝冷却后的颜色变化,如发现有保护不良现象,应立即停止焊接,检查保护装置。


  各种焊接接头的施焊工艺参数见表5-15.


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注:板条为工业纯镍板料剪切的3mmx3mm板条。



4. 焊接质量检验要求


 ①. 外观


 焊缝外观不允许有咬边、未焊透、未熔合、弧坑、焊瘤等缺陷。焊缝表面应呈银白色或淡黄色,且有金属光泽。


 ②. 无损检验


 焊缝表面进行着色探伤,不允许存在0.4mm以上的缺陷以及细小裂纹;焊缝进行X射线探伤,底片不低于I级为合格。


③. 产品试板力学性能试验以及金相试验


  抗拉强度不小于560MPa;母材组织为铁素体,晶粒上分布有碳化物,晶粒度3~4级,硬度HV=162;焊缝组织为铁素体加少量碳化物,晶粒度1~2,熔合线HV=175.


④. 腐蚀


  接头作腐蚀试验,用氢氧化钠42.62%~44.15%,加热至153℃,200h,其年腐蚀率为0.0195~0.01g,相对腐蚀率为3%.