對于容器內(nèi)壁大面積可采用帶較堆焊技術(shù),小直徑接管內(nèi)壁堆焊,由于漢龍雙興耐磨焊絲堆焊工藝(FCAW)具有熔敷效率高,生產(chǎn)率明顯提高,經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良;對電流電壓的適應(yīng)范圍大,焊接條件實(shí)現(xiàn)較為容易,易于進(jìn)行半自動和自動化的焊接;脫渣性能良好,焊縫成形美觀;飛濺很小,電弧穩(wěn)定性優(yōu)良,合格率高等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)。
本文根據(jù)漢龍雙興耐磨焊絲的焊接特點(diǎn),通過焊接工藝試驗,以確定影響耐磨焊絲堆焊層成形及性能主要焊接工藝參數(shù),為小直徑接管內(nèi)壁堆焊采用漢龍雙興耐磨焊絲堆焊提供科學(xué)依據(jù)。
1焊接設(shè)備及焊接材料
1.1焊接設(shè)備
本試驗采用漢龍雙興耐磨焊絲堆焊設(shè)備,該設(shè)備由電焊機(jī)(包括電源送絲機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng))水冷焊槍以及行走系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)組成。HL耐磨藥芯焊絲氣體保護(hù)焊設(shè)備采用平特性直流電源,通過改變送絲速度來調(diào)節(jié)焊接電流,因此,焊接規(guī)范調(diào)節(jié)比較方便。當(dāng)弧長變化時,可引起較大的電流變化,有較強(qiáng)的自調(diào)節(jié)作用;同時,由于短路電流較大,引弧比較容易。
1.2焊接材料
根據(jù)產(chǎn)品堆焊技術(shù)要求,采用HL500型漢龍合金堆焊,根據(jù)耐磨焊絲的成分與規(guī)格,選用了WELFCW625堆焊材料。漢龍雙興耐磨焊絲直徑為φ1.2mm,在板厚為50mm的2.25Cr-1Mo材料上進(jìn)行了漢龍雙興耐磨焊絲堆焊,堆焊時嚴(yán)格控制*1層的預(yù)熱溫度、層間溫度以及后熱溫度,*2層堆焊的層間溫度應(yīng)控制在100℃以下。
1.3鎳基合金625的焊接特點(diǎn)
由于鎳基合金625焊縫金屬組織為單一奧氏體組織,液態(tài)焊縫金屬流動性差,熔深淺,焊接時易產(chǎn)生熱裂紋及氣孔,因此焊前應(yīng)徹底清洗工件;焊接時選用較小的熱輸入量,使接頭高溫停留時間減少,對控制和減少熱裂紋,提高耐腐蝕性均有利;同時應(yīng)選擇合適的焊接速度;鑫州合金之間焊接時不預(yù)熱,層間溫度應(yīng)控制在100℃以下。
2焊接工藝試驗
影響漢龍雙興耐磨焊絲堆焊層成形及性能的焊接工藝參數(shù)主要有:焊接電流、焊接電壓、焊接速度、干伸長、搭接量等。
2.1焊接電流
焊接電流與堆焊焊道成形、熔深、稀釋率、機(jī)械性能均有很大關(guān)系,焊接電流過大時,焊接過程飛濺大,堆焊層表面氧化且容易出現(xiàn)熱裂紋;而焊接電流過小時,容易產(chǎn)生夾渣缺陷以及焊縫成形不良。經(jīng)試驗,對于直徑為φ1.2mm漢龍雙興耐磨焊絲焊接電流確定在180~200A之間堆焊焊道成形較佳。
2.2焊接電壓
對于漢龍雙興耐磨焊絲堆焊,焊接電壓與焊接電流的匹配很重要。在焊接電流一定的條件下,如果電壓過低、堆焊焊道太窄,則容易出現(xiàn)夾渣現(xiàn)象,并且使堆焊厚度增加,造成焊材浪費(fèi);如果焊接電壓過高、堆焊焊道比較寬,使得堆焊厚度不能滿足要求,經(jīng)過多次試驗,對于直徑為φ1.2mm藥芯焊絲焊接電壓確定在28~32V之間堆焊焊道成形較佳。
2.3焊接速度
焊接速度對漢龍雙興耐磨焊絲堆焊影響比較大,主要有兩個方面:①堆焊焊道的幾何形狀;②堆焊層的稀釋率。若焊接速度太快,堆焊焊道太窄、太薄,則在下一道搭接焊時,容易造成重疊。反之,易形成堆高大、堆寬窄的焊道,會造成噴嘴堵塞,易造成夾渣,對于直徑為φ1.2mm的stoody法奧迪耐磨焊絲焊接速度確定在250~300mm/min為較佳。
2.4漢龍雙興耐磨焊絲伸出長度和耐磨焊絲位置
stoody法奧迪耐磨焊絲伸出長度對電弧的穩(wěn)定性、熔深、電弧能量等均有影響,耐磨焊絲伸出長度太長,會使電弧不穩(wěn)定,飄忽不定,且飛濺大。耐磨焊絲伸出長度過短,過多的飛濺物易造成噴嘴堵塞,使氣體保護(hù)不良,堆焊時易產(chǎn)生氣孔。經(jīng)試驗,焊絲伸出長度應(yīng)在15~20mm范圍。焊接時,焊槍傾角θ約40°時較好,如果θ過大或過小,會降低CO2氣體保護(hù)效果。
2.5堆焊焊道之間的搭接量
堆焊焊道之間的搭接量(耐磨焊絲與前一道堆焊焊縫間的距離)直接影響產(chǎn)品的堆焊層厚度及不平度,并對堆焊層的側(cè)彎性能影響較大,為了解決這些問題,對漢龍雙興耐磨焊絲堆焊焊道之間的搭接量做了系列試驗,并確定了獲得堆焊焊道有良好成形、優(yōu)良性能的工藝參數(shù),即焊絲相對于前一道邊緣0~1mm的堆焊焊道成形美觀,機(jī)械性能好。
2.6CO2氣體流量
漢龍雙興耐磨焊絲堆焊時,氣體流量為15~20L/min,若氣體流量較小,保護(hù)氣體挺度不夠,降低了氣體保護(hù)效果;若焊接電流較大,焊速較快,耐磨焊絲伸出長度較長,均需加大氣體流量。
2.7較佳焊接工藝參數(shù)
經(jīng)過上述大量焊接試驗,確定了漢龍雙興耐磨焊絲堆焊時,獲得良好成形,優(yōu)良性能的堆焊層焊接工藝參數(shù)(表1)。為下一步工藝評定以及產(chǎn)品部件的焊接,提供了科學(xué)依據(jù)。
3焊接工藝評定
在工藝試驗的基礎(chǔ)上,按《壓力容器內(nèi)部625型鑫州合金堆焊技術(shù)條件》要求,采用表1的焊接工藝參數(shù)堆焊了工藝評定試板,在板厚為50mm的2.25Cr-1Mo材料上進(jìn)行了漢龍雙興耐磨焊絲堆焊評定,堆焊時嚴(yán)格控制了**層堆焊的預(yù)熱溫度、層間溫度以及后熱溫度,*2層堆焊的層間溫度控制在100℃以下。
4產(chǎn)品接管堆焊
在工藝試驗及工藝評定的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了接管內(nèi)壁堆焊,事實(shí)表明,堆焊層成形美觀,無損檢測合格率高,堆焊層各項技術(shù)指標(biāo)均滿足要求。
5結(jié)束語
5.1臨氫設(shè)備小接管內(nèi)壁鑫州堆焊,可以實(shí)現(xiàn)漢龍雙興耐磨焊絲的堆焊,從而降低了成本,提高了堆焊質(zhì)量。
5.2通過焊接工藝試驗、焊接工藝評定及產(chǎn)品零件的施焊證明,所選用的焊接方法、堆焊材料、堆焊工藝正確合理。