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16mn鋼管的焊接特點

發布時間:2021-11-25人氣:2

1. 16mn化學成分如下表(%):


元素 C≤ Mn Si≤ P≤ S≤ Al≥ V Nb Ti


含量 0.2 1.0-1.6 0.55 0.035 0.035 0.015 0.02-0.15 0.015-0.06 0.02-0.2


16mnC力學性能如下表(%):


機械性能指標 伸長率(%) 試驗溫度0℃ 抗拉強度MPa 屈服點MPa≥


數值 δ5≥22 J≥34 σb(470-650) σs(324-259)


其中壁厚介于16-35mm時,σs≥325Mpa;壁厚介于 35-50mm時,σs≥295Mpa


2. 16mn鋼的焊接特點


2.1 碳當量(Ceq)的計算


Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5


計算Ceq=0.49%,大于0.45%,可見16mn鋼焊接性能不是很好,需要在焊接時制定嚴格的工藝措施。


2.2 16mn鋼在焊接時易出現的問題


2.2.1 熱影響區的淬硬傾向


16mn鋼在焊接冷卻過程中,熱影響區容易形成淬火組織-馬氏體,使近縫區的硬度提高,塑性下降。結果導致焊后發生裂紋。


2.2.2 冷裂紋敏感性


16mn鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。


二、焊接施工流程


坡口準備→點固焊→預熱→里口施焊→背部清根(碳弧氣刨)→外口施焊 →里口施焊→自檢/專檢→焊后熱處理→無損檢驗(焊縫質量一級合格)


三、焊接工藝參數的選擇


通過對16mn鋼的焊接性分析,制定措施如下:


1. 焊接材料的選用


由于16mn鋼的冷裂紋傾向較大,應選用低氫型的焊接材料,同時考慮到焊接接頭應與母材等強的原則,選用E5015 (J507)型電焊條。


化學成分見下表(%):


元素 C Mn Si S P Cr Mo V Ti


含量 0.071 1.11 0.53 0.009 0.016 0.02 0.01 0.01 0.01


力學性能見下表:

機械性能指標 σb(Mpa) σs(Mpa) δ5(%) Ψ(%) AkvJ-30℃


數值 440 540 31 79 164 114 76


2. 坡口形式:(根據圖紙和設備供貨)


3. 焊接方法:采用手工電弧焊(D)。


4. 焊接電流:為了避免焊縫組織粗大,造成沖擊韌性下降,必須采用小規范焊接。具體措施為:選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道的焊接工藝(焊接順序如圖一所示)。焊道的寬度不大于焊條的3倍,焊層厚度不大于5mm。第一層至第三層采用Ф3.2電焊條,焊接電流100-130A;第四層至第六層采用Ф4.0的電焊條,焊接電流120-180A。


5. 預熱溫度:由于16mn鋼的Ceq>0.45%,在焊接前應進行預熱,預熱溫度T0=100-150℃,層間溫度Ti≤400℃。


6. 焊后熱處理參數:為了降低焊接殘余應力,減小焊縫中的氫含量,改善焊縫的金屬組織和性能,在焊后應對焊縫進行熱處理。熱處理溫度為:600-640℃,恒溫時間為2小時(板厚40mm時),升降溫速度為125℃/h 。


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