超低碳不锈复合钢药芯焊丝co2气体保护焊焊接工艺试验与研究

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1、超低碳不锈复合钢药芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺试验与研究超低碳不锈复合钢药芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺试验与研究超低碳不锈复合钢药芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺试验与研究超低碳不锈复合钢药芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺试验与研究超低碳不锈复合钢药芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺试验与研究中国船舶工业总公司上海船舶工艺研究所(200032)宋育荣本文主要是针对化学品船液货舱选用超低碳不锈复合钢结构时,着重开展用药芯焊丝C气体保护焊焊接工艺试验与研究.试验中采用先进的焊接工艺.1.选用材料根据国际海事组织对散装运输液化气体船舶构造和设备规则要求,凡建造化学品船,总的选材原

2、则是要确保船舶的强度和安全,而选用超低碳不锈复合钢是较为广泛的.本文选用的材料是日本住友金属工业株式会社的牌号为K~A--KSUS316L—R超低碳热轧不锈复合钢,板厚12ram,其中母材碳钢层为10mm,不锈钢层2ram.其化学成分与力学性能见表l.寰1不锈复合钢板的力学性能与化学成分屈服强度抗拉强度伸长率牌号类型/N-mr【L/N?fIⅡ】】(%】KA—KSUS不铺复台钢.36847327316L碳钢化学成分(质量分数)(%)试板焊接选用了日本神户制钢生产的三种药芯焊丝,其力学性能和化学成分见表2.寰2三种药芯焊丝的化学成分豆力学性能药芯焊丝规格直径焊丝化学成分(质

3、量分散)(%)牌号CSLMnPDW一100t20.050451.350013DW--309Mo]【20.030781230.027Dw一317Lt20.020521000.017焊丝化学成分(质量分数)(%)力学性能抗拉强度伸长辛SNLCrM0Cu/N-㈣一2(%】0∞9—-570300009127220.972410.1771232O.0l013.07i19.173.460O66263424?2.药芯焊丝Co气体保护焊焊接工艺试验(1)试板的准备对接试板125ram×400ram×12mm,角接试板70mm×4o0nm×12mm+125trma×400mrn×12ra

4、m.试板切割时不锈钢一面向上.(2)试板坡口形式试板坡口的4种形式如图l所示(c)扞连底楹不铸帮面向上(d)焊透雇植.不惜钢面向下田2角接接头的4种形式瓿槭I凡(热抽I)2001年荣6期本试验对接焊缝选用了两种坡口形式,即一种为外坡121V形;另一种为内坡121V形,同时这两种坡口又分为不锈钢复合材料不凿开与凿开的两种形式坡口加￡采用了机械加工方式.(3)焊接设备采用半自动cO2气体保护焊机,牌号为日本松下DVAL—P0wER,DA一5OO.(4)三种药芯焊丝的规格为≠1.2ram,焙烘温度为100℃,保温时间均为1h.(5)试板焊接所选用的焊接规范参数见表3.(6)试

5、板焊接三种药芯焊丝及熔敷后的熔深:Dw一1O0药芯焊丝:200A26V34cm/min气体流量20L/rain熔深2.5ram;DW--309MoL药芯焊丝:180A28V34cm/rain气体流量20L/rain熔深1mm;DW--317L药芯焊丝:180A28V34cm/rain气体流量20L/rain熔深1.5ram.衰3焊接规范参数药芯焊丝婢避焊接电流电弧电压气体瘴量直径焊接位置牌号?K/L?rcfin/ram平位置20025～2620DW一1[H]1.2立位置l10～13022～2420横位置180～19O2520平位置1802820DW一309M0L1.2立

6、位置1302520横位置160～1702720平位置1802820DW一317L12立位置1202320横位置1702720(7)超低碳不锈复合钢药芯焊丝cO2气体保护焊对接接头过渡区域的微观金相组织:不锈钢过渡层焊缝呈树枝状奥氏体,熔合区呈马氏体,碳钢焊缝呈珠光体+铁素体.(8)焊接试板经x射线探伤,抗拉,冷弯,冲击,硬度和晶间腐蚀试验及9O.弯曲试验,结果均符合标准.3.研究与分析(1)因供试焊的钢板是经热轧成形的超低碳奥氏体不锈复合钢,这就给焊接带来了一个异种材料焊接的难题.因为碳钢母材和超低碳不锈钢复合层之间结合处的组织决定了其性能.由于在焊接时碳钢母材会对不锈

7、钢金属稀释,焊接的热过程会日I起碳的迁移,而且金属膨胀系数的不同也会产生热冲击,热疲劳和残余应力,甚至还会发生由于氨在结执藏1人(热翻I}2001年第6期合处引起剥离等问题,因此在选择供试焊的焊接材料时应充分考虑上述问题.另外,还要考虑到焊缝金属的稀释问题,选用的过渡层焊接材料为DW--3(19MoL药芯焊丝,它具有特殊的综合性能,包括力学性能和耐腐蚀性能.该药芯焊丝中含有22.97%的铬,而把碳含量降到0.03%这个稳定数值,以防止出现晶间腐蚀;加人钼可提高奥氏体铬,镍不锈钢的抗点状腐蚀与裂纹腐蚀能力.试验中采用cO2气体保护焊的先进工