分析锆的焊接特性与工艺性 .pdf

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1、学兔兔www.xuetutu.com◇锆的焊接特性与工艺性之，￡Ⅱi皿gs砬Gs@⑩Ⅱ⑩⑩i鸸⑩文／西安核设备有限公司郗峰波李晴李鹏飞友伽摘要：本文对锆(R60702)的材料性能、焊接性、焊接方法进行了分析，从焊前坡口的制备、焊接应注意事项、焊接过程中气体保护措施及焊材的选用做了详细介绍，以供读者借鉴和参考。关键词：锆材；抗腐蚀材料；氩弧焊；保护措施锆是一种耐蚀金属，属稀贵有色金属材料，结构)。锆及锆合金具有优良的耐腐蚀l生，它对大多数有1．4特性机酸、无机酸、强碱及一些熔盐有非常好的耐蚀zr和T

2、i在元素周期表中第Ⅳ类元素，都是性。盐酸、硝酸以及近100％的有机酸对锆都不很活拨的金属，对C、N、O，、H，有很强的亲和发生作用，锆在碱中的耐腐蚀性优于钛、钽、铌力。锆具有很高的化学活性。加热到200℃时，和不锈钢并且具有较好的耐热性、加卫I生，因此，与氧开始发生反应；加热到300℃时，与氢开始在工业及化工领域中得到了广泛的应用。发生反应；加热N4oooc时，与氮开始发生反应。少量溶解的氢、氧、氮可提高锆的硬度并降低1锆材简介锆的延展性。锆在高温下还会与碳和碳化物起1．1锆材的牌号分类(见表1)

3、反应而增加脆性。1_2锆材的物理特性(见表2)1．5用途1．3晶体结构用于反应堆结构材料，耐中子辐射，化工在室温下，为密排六方晶格(a—zr结构)，类抗腐蚀材料，锆的耐腐蚀f生优于不锈钢、镍和相变温度826％以上时为体心立方晶格(13一Zr镍合金，锆仅次于钛的抗硫酸腐蚀的金属材料，对盐酸的耐蚀『生优于其他金属，大约与钛相仿。R60702纯锆Zr+Hf≥99．2％C≤0．05％379／207MP￡R6O7o4锆一锡Zr+Hf≥97．5％Sn：1．O～2．0％C≤0．05％413／241MP￡R607

4、05锆一铌Zr+Hf≥95．5％Nb：2．0～3．0％C≤O．05％552／379MP{2原材料和焊材种类及化学成分(见R60706锆一铌Zr+Hf≥95．5％Sn：2．0～3．0％C≤0．O5％510／345MP{表3)3焊接性能分析表3原材料和焊材种类及化学成分(％)锆材用于化工类抗腐蚀材料，在我国尚处AWS类别UNS号Zr+HfHfFe+CrSn02H2N2CCo于起步阶段，缺乏成熟焊接经验。钛作为化工ERZr-2R60702≥99．O14．50．0200．0160．0050．0250．O5

5、ERZr-3R60704≥97．54．50．020～0．0401．0～2．00．0160．0050．0250．O5类抗腐蚀材料，已有较广泛的应用，据有关资ERZr-4R60705≥95．54．50．0400．0160．0050．025O．O52．0-3．(料介绍，锆的焊接性良好，产生裂纹的倾向很作者简介：郗峰波(1975一)，男，工程师，一直从事压力容器焊接工艺研究。J一54现代焊接2013年第1期总第121期学兔兔www.xuetutu.com，小，可以采用多种方法焊接，通常采用钨极氩弧器内部形

6、状复杂的选用较高值。容器内表面必焊(GTAW)、熔化极氩弧焊(GMAW)、等离须是清洁的，不存在可吸收空气和湿气的污物。子弧焊(PAw)、真空电子束焊来焊接锆金属，4．5焊接工艺要点和措施锆焊接通常不需要预热。预热可以在温度低或湿尽量用小的热输入焊接，一般在7～35kJ／cm度高的地方使用，作为除湿度的一种辅助手段。之间，考虑其散热速度较慢，需要靠使典陕速焊接时，大于300~C的区域(包括焊缝、热影冷却降温，应按较低值选取，在焊接过程中应响区、母材、焊缝背面)必须进行氩气保护。用小电流、慢焊速。锆

7、在590℃以上时，对0，、N，、H，的脆性敏4．6道问温度的控制，道间温度高，焊缝、热感，因此对该金属的焊接必须予以保护，防止影响区(HAZ)在高温停留时间增加，冷却速度慢，使室温下的晶粒粗大，—般控制在200~C以大气污染。锆焊丝必须进行化学清洗，保证无下进行控制。严重的氧化，无水、汽油、锈等污物。4-7焊接保护措施4锆材的TIG(手工氩弧焊)工艺对活拨的金属的保护是一个至关重要的问题，焊接的高温区域及焊丝的前端都要始终处4．1焊前准备于隋性气体的保护之下。锆材因导热性差，熔锆及锆合金焊接应在室

8、内进行，地面清洁，池的直径较大，故为增大熔池保护区域，焊枪空气洁净无尘。焊接场地应与钢铁作业区隔离，的喷嘴要适当加大，一般选用内径16ram以上并避免可产生粉尘的作业。环境相对湿度应小的喷嘴为宜。为了保护400~C以上的高温区域，于80％，环境温度不低于5℃，风速小于0．5m／s，通常是在焊枪上增加一个拖罩来实现，并且焊焊接操作时不允许用风扇对焊接区送风排烟。缝的背面也要同时采取保护措施。背面高温区4_2焊接坡口制备也可以采用喷水、浸水冷却方式防止氧化，但焊接坡口型式及尺寸应保证焊