UNS N08120材料焊接性能及焊接缺陷分析.pdf

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1、438化工机械2015焦tINSN08120材料焊接性能及焊接缺陷分析张继春4郝兰张妍张传杰(南京天华化学工程有限公司)摘要对焊接工艺性能和实际焊接过程中出现缺陷的原因进行分析，探索UNSN08120材料焊接缺陷的修补方法，提出避免缺陷的注意事项，并分析焊接接头返修对材料实际应用的影响。关键词UNSN08120焊接方法焊接工艺焊接接头返修中图分类号TQ051．5文献标识码B文章编号0254-6094(2015)03-0438-04UNSN08120合金是一种固溶强化的耐热合金，该合金有极高的高温强度、很好的抗渗碳和硫化的能

2、力。UNSN08120的抗氧化性很好，比得上任何一种广泛使用的Fe．Ni．Cr合金(如300系列不锈钢、800H和800HT)，笔者就UNSN08120的焊接工艺和焊接缺陷原因进行分析，提出缺陷的修补方法。1ONSN08120材料性能UNSN08120合金(按ASTMSB409标准)的化学成分、物理性能和力学性能分别见表1—3，常温下属单相奥氏体组织。袁1UNSN08120合金主要化学成分％表2UNSN08120合金物理性能物理性能常温1ooo。c导热系数热扩散系数比热／J·kg～·K一弹性模量／GPa平均热膨胀系数密度／

3、kg·iTl一3熔点／℃供货状态晶粒度要求热处理温度／℃11．43．0446721l14．328．O5．0766312817．88070l300固溶退火应符合ASTM5级平均≥l177表3UNSN08120合金力学性能一般来说，金属腐蚀主要是化学腐蚀和电化学腐蚀，其中以电化学腐蚀为主，即金属表面有电解质溶液存在形成微电池，而Cr的加入使合金形成单相奥氏体组织。同时加入cr可提高奥氏体电极电位，因此合金不易腐蚀，且耐腐蚀性能较好⋯。}张继春，男，1977年2月生，工程师。江苏省南京市，211178。第42卷第3期化工机械43

4、92UNSN08120材料的焊接UNSN08120合金可采用钨极气体氩弧焊(TIG)、金属极保护气体弧焊(MIG)和手工电弧焊(SMAW)进行焊接，不推荐使用埋弧焊，因为埋弧焊输入热量高，易造成扭曲和热裂纹。2．1焊接材料的选择由于UNSN08120合金没有专用焊材，为更好地控制焊接质量，减少焊接时产生的热裂纹，选择手工氩弧焊焊接。采用AWSA5．9ER3556焊丝焊接19mm以下的厚度，更厚的则使用AWSA5．14ERNiCrMo-2焊丝，两种焊丝的化学成分见表4。表4AWSA5．9ER3556及AWSA5．14ERNi

5、CrMo-2焊丝的化学成分％2．2UNSN08120合金加工特点UNSN08120合金加工特点有以下几点：a．焊接接头设计。此合金与不锈钢相比流动性和渗透性较差，焊接接口的设计应留出足够的空间(坡口角度为60～80。)。b．切割及坡口加工。UNSN08120合金可采用等离子切割、车床加工或气弧刨来刨边；所有使用热切割(有氧化层)刨边的需要打磨到光亮的金属。c．材料卷制成型。因材料的屈服强度较高、硬度较大，剪切和弯制成型相对不锈钢和碳钢来说更难，因此卷制时最好带头。d．焊接接头的清洁。焊接接头附近的区域在焊接前要彻底清洁，所

6、有的油脂、油污、粉笔记号及硫化物等非基体金属的物质都要被清除。e．接头焊接。采用钨极氩气保护焊，点焊及焊第一道时均采用背面充氩气保护。f．焊接接头的打磨。尽量使用短电弧来保持电弧的稳定性和对熔池的控制，在开始的地方可能出现气孔，而结束的地方可能出现弧坑。起弧和收弧处的焊肉采用不含硫化铁的砂轮进行打磨，并使用不锈钢钢丝刷清理干净。g．预热要求。如果被焊金属不低于00C，则不需要预热。h．层间温度要求。层间温度必须要在93℃以下(UNSN08120合金的导热性差，比316不锈钢小55％)；如果需要快速冷却则焊道中间要用辅助冷却

7、(水冷或快速空冷)的方法，但要求这些方法不能带人污染物。i．热处理。对UNSN08120合金来说，焊后通常不进行热处理。j．焊接设备。选择具有高频起弧、预先／延时喷气和电流控制(脚控制板)的电源；焊枪保护罩上要带有优化保护气的丝网。k．加工禁忌。严禁采用氧炔焰切割；不能使用含有硫、氯、氟的溶液清洗焊接接头处，不能留下残留物。2．3焊接工艺针对厚度为10mm的UNSN08120板材筒体对接纵环缝焊缝，笔者选择AWSA5．9ER3556焊丝进行氩气保护焊，正面气体流量14L／min。坡口形式如图1所示，焊接工艺参数见表5。筒节

8、外侧．筒节内侧图1坡口形式440化工机械2015年焊接接头采用大角度坡口，单面焊双面成形结构。清理待焊区坡El两侧不小于50ram范围内的油污、铁锈等，可采用四氯化碳清洗；焊丝表面不得有油污等杂质。使用正确的焊接工艺参数进行点焊，点焊处不得有任何缺陷，如有缺陷必须处理后方可焊接，而且也不能有氧化黑皮等杂