啤酒不锈钢发酵罐底部裂纹焊补工艺探析

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1、啤酒不锈钢发酵罐底部裂纹焊补工艺探析　　摘要：本文在对啤酒不锈钢发酵罐的化学成分、力学性能以及焊接性进行分析的基础上，介绍了啤酒不锈钢发酵罐底部裂纹的手工电弧焊焊补工艺。关键词：啤酒不锈钢发酵罐裂纹手工电弧焊焊补某单位所使用的啤酒发酵罐规格为直径5000mm、高17000mm，有效容积300m3，由厚120mm的0Cr17Ni12Mo2钢板制造。发酵罐的工作介质呈酸性，且工作过程中受到热应力的影响，使用一段时间后发现在发酵罐底部产生了数条裂纹。为了节省时间、降低成本，决定采用手工电弧焊对裂纹进行焊补修复。一、焊接性分析1.0Cr17Ni12Mo

2、2不锈钢的性能特点本案例中母材0Cr17Ni12Mo2属于典型的奥氏体不锈钢，具有良好的耐腐蚀性和综合力学性能，多用于制造要求具有耐腐蚀性、抗氧化性、耐高温和超低温度的零件及设备。0Cr17Ni12Mo2的化学成分和力学性能如表1、表2所示。2.0Cr17Ni12Mo2不锈钢的焊接性4（1）晶间腐蚀。室温下碳在奥氏体中溶解度很小，约为0.02%～0.03%。本案例中母材含碳量（≤0.08%）远超过0.02%～0.03%，因此只能在淬火状态下使碳固溶在奥氏体中。但是这种淬火状态的奥氏体不锈钢重新加热到450℃～850℃或长期在该温度下工作时，易产

3、生晶间腐蚀。为防止晶间腐蚀，可采取以下措施：①采用添加钛或铌等元素的不锈钢焊条或采用碳含量≤0.08%的焊条；②焊后除钝化和抛光处理外，还要进行固溶处理；③减少线能量，采用小电流、大焊速、短弧、多道焊、水冷等措施；④采用双相组织，在焊缝中加入铁素体形成元素，如铬、硅、铝、铜等，从而形成奥氏体和铁素体组织。（2）热裂纹。奥氏体不锈钢固、液相线相差大，结晶时间长，低熔点杂质偏析严重且集中在晶界处，导热性差，线膨胀系数大，易产生较大的焊接残余应力，导致热裂纹产生。为防止热裂纹，可采取以下措施：①采用双向组织的焊条；②使用碱性焊条，采用小电流、快速焊，

4、收尾时尽量填满弧坑；③采用优质焊条，减少硫、磷等有害元素的来源。二、焊接工艺1.焊前准备ZX7-400直流焊机1台，小锤1把，角磨机1台。用等离子切割将需焊补处加工成60°左右的V形坡口，坡口两侧20～30mm范围内用丙酮清理干净，并涂石灰粉，以防止飞溅伤害操作金属表面。2.焊接材料的选择4为保证焊缝金属的主要合金元素不低于母材，并考虑抗热性、抗腐蚀性，选用含有稳定剂铌（Nb）的焊条，如A207，见表3。为了控制氢的来源，减少气孔的产生，焊条在使用前应在350℃～400℃烘干1～2.5h，放在专用的保温筒中随用随取。3.焊接工艺要点为保证电弧稳

5、定防止飞溅，采用直流反接；由于不锈钢的电阻较大，且导热性差，焊接电流要比同直径的碳钢焊条小20%（见表4），既保证所需熔深，又防止过热；熔池冷却速度要快，通过敏化区间（450℃～850℃）的速度更要快，必要时采取冷水降温，以免产生晶间腐蚀；焊接时采用短弧，以减少合金元素的烧损；焊条不作横向摆动，一次焊成的焊缝宽度不宜超过焊条直径的3倍；运条要稳，收弧要慢，弧坑要填满；每焊完一层后要用小锤均匀敲击焊缝，减少内应力，防止热裂纹产生，用角磨机清理焊缝，并认真检查焊缝是否有缺陷；采用多层焊时，要等前一道焊缝冷却后再焊下一道焊缝，层间温度不超过60℃；焊

6、缝尽可能一次焊完，少中断、少接头；焊缝表面应光滑、平整，无残渣；禁止在容器表面任意打弧。4.注意事项4施焊过程中应注意：打底间隙为3±2mm，施焊在焊缝内引弧；焊前温度控制在60℃左右，连续的点焊时为防止温度过高，必要时要用简易自制冷水系统降温；焊完后为增加不锈钢的耐腐蚀性，表面应采用钝化和抛光处理。采用本方案焊补处理后，通过检验质量合格，降低了生产成本，提高了生产效率，值得广大同行借鉴。4