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S30408不锈钢活性焊接接头性能研究

       活性焊接作为种新兴焊接技术,具有明显的增加熔深、提高焊接效率等优点,应用前景广阔。目前,活性焊接研究方向主要集中在活性剂熔深增加 机理研究、术同材料性剂配方的研制等方面。我国学者已在碳钢、不锈钢钛合金及镍基合余等材料的活性焊接技:术领域取得一定成但在奥氏体不锈钢活性焊接接头的微观组织及性能方面的基础数据还需进一步完善,活性焊接技术在压力容器等承压设备领域的应用还处于起步阶段,尚有一定差距。

       采用氩弧焊自熔焊接,在活性剂作用下将试件熔透(背面过流成型)。盖面层采用常规氩弧焊TIG)技术,填充焊丝进行焊接。

       对采用活性焊接技术形成的打底层焊缝与采用常规氩弧焊技术形成的盖面层焊缝进行了成分、组织及性能对比,并按照NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》进行活性焊接工艺评定,进一步完善奥氏体不锈钢活性焊接工艺,可为活性焊接技术在压力容器等承压设备焊接领域的应用提供技术储备。

母材

       母材为6 mm厚的S30408,属于:超低碳奥氏体不锈钢,具有抗腐蚀能力强、加工性能及焊接性能良好等特点,金相组织为奥氏体+少量铁素体,实测成分为:w(C) =0. 05%,w(Si) = 0:44%™(Mn)=4. 14%, w (Cr) = 18. 24%w ;(.Ni) = 8. 08%、 Mo) =0. 0254%。

实测 S30408 力学性能:Rm = 665 MPa,Rp0.2 = 300 MPa, A = 57. 5%,硬度.182HB符合 GB 245112009《承压设备用不锈钢板及钢带》的有关技术要求。

 

焊材

       焊材选用03. 2 mmER308焊丝,实测化学成分:w(C)=0. 025%TO(Si)=0. 61 % w(Mn)=1.91%, w (Cr) = 19. 61%、w (Ni) =.9. 5%/ w(Mo)=0. 02%,符NB/T47018—2011《承压设备用焊接材料订货技术条件》有关技术要求。

       焊接前,将试件坡口两侧清理干净,均匀涂抹约10 mm宽的活性剂层。待活性剂干后,打底层采用活性焊接技术焊接(自熔焊接),盖面层采用普通氩弧焊焊接(填丝焊)。

       焊接完成后进行焊缝外观质量检测,并采用XXQ-225X射线探伤仪对焊缝内部质量进行射线检测。

微观组织及力学性能检测

       焊接接头试样经磨制、抛光之后腐蚀,腐蚀液为王水。

      采用Axiovert 200 MAT金相显微镜进行焊接接头金相组织、晶粒度检测。

       采用FERITSCOPE FMP30铁素体测定仪检测焊缝区铁素体含量,按GB/T 1954—2008《铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测定方法》定。

       采用S-3400N扫描电镜进行微区成分及元素线扫描分析。

       采用VHT-500显微硬度仪对焊接接头进行显微硬度检测,载荷1 N加载时间5 s

       采用DLY-60 F10型拉伸试验机进行拉伸及弯曲试验,试样按照NB/T47014—2011《承压设备焊接工艺评定》规则制取,拉伸试样规格(长度X宽度 X厚度)为250 mmX 20 mmX6 m数量2个;弯曲试样规格(长度X宽度X厚度)为160 mmX38 mm X 6 mm数量4个。

 

晶间腐蚀试验

       按照GB/T 4334—2008《不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法》E法进行试验。

       试样规格(长度X宽度X厚度)为80 mmX 20 mmX4 mm数量2个,试样打磨光亮,表面粗度不大于0.8 pm '

       试验溶液硫酸-硫酸铜溶液,试样经在腐蚀液中连续加热,保持微沸状态16:试验后,对试样清洗、干燥,然后进行弯曲试验,弯曲角度为180°。

       本工艺条件下,活性焊接焊缝区的铬、镍质量分数高于接头耐腐蚀性能要求的最低极限值12%,可以充分保证接头的耐蚀性要求。

       活性焊接焊缝区适当的铬、镍元素质量分数与活性焊接冶金过程有关。活性焊接过程中,活性剂对焊接冶金过程中的元素烧损有一定的抑制作用,从而保证焊缝区合理的合金元素分布。同时适当的焊接热输入对焊接接头的组织及成分影响较小,也降低了晶间贫铬的敏感性,从而大幅提高接头耐腐蚀性能。

 


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