高压容器/高压锅炉

    高压容器BHW35调质高强钢焊接

    发布人:武汉纳 瑞格智能设备有限公司 发布时间:2015-09-26 11:02

                                         应用案例:锅炉/压力容器BHW35钢超窄间隙MAG焊环缝焊接
     
       

    锅炉/压力容器BHW35钢超窄间隙MAG焊焊接质量分析

     

    超高压容器BHW35钢 ,   T=97mm  ,   UNG-MAG超窄间隙焊接,单层单道,多层填充;  双面U形对接坡口;
    焊丝选用Ф1.2mm的H10Mn2NiMoA;
    超窄间 隙熔化极混合气体:
    80%Ar+20%CO2; Ar流量13L/min , CO2流量3L/min;
    采用全数字化脉冲MAG/MIG电源,焊接电流210A, 电弧
    电压24.2V,焊接速度4.66mm/s ;
    预热温度为150℃ ,层间温度为110℃。

    一. 焊接接 头宏观形态与显微组织
     
            超窄间隙MAG焊双面U形对接坡口,图1;
           从图2可见,焊层(道)清晰,厚度十分均匀。正反面填充焊层(道)均为8层,总计16层,平均焊层厚度6mm。两侧壁 熔合后的宽度约7mm,单侧壁熔合深度0.5mm左右。热影响区宽度极窄(小于1.8mm),这几乎 与高能密度焊方法相近。
           因采用 更低的焊接线能量,热影响 区宽度仅为传统埋弧焊方法的1/5~1/3。
     
                                                         
                                                                   
                                       图1. 坡口形式及尺寸                          图2. BHW35钢焊接接头

                 
             BHW35钢超窄间隙MAG焊接接 头不同区域的显微组织如图3所示:图3(a)是母材区,为铁素体、贝氏体和珠光体组织;图3(b)是临近 母材的不完全重结晶区,主要为铁素体、贝氏体和索氏体组织(相变后组织);图3(c)是晶粒 细小的完全重结晶区,为贝氏体+少量铁素体组织;图3(d)是过热区,主要为贝氏体组织;图3(11)(12)均是焊缝区,为典型 的针状铁素体组织,因此,焊缝金 属将具有更高的强韧优越性。
        
                                           图3.  母材及 焊接接头显微组织

    二. 焊接接 头的显微硬度分析
      
                                                                 
     
                                                                                             图4.  BHW35钢焊缝 中心及焊缝两侧维氏显微硬度

          从图4中看出,焊缝区 和热影响区的维氏硬度均高于母材,这一结 果与拉伸检测中断口均位于母材区完全吻合。热影响 区的硬度高于母材,可能与 该区发生了大量的贝氏体组织转变有关。热影响 区的最高硬度在HV10330左右,与焊缝 区的硬度基本一致。焊缝区 的硬度高于母材区较多,除去焊 缝化学成分和高强度匹配因素外,可能与 焊缝呈大量细小针状铁素体组织有关。

    三. 焊接接 头的力学性能分析

     
                                                        
                                          图5. 焊接接头弯曲                                图6.  焊接接头拉伸                              图7. 焊缝接 头各区冲击功比较
     
              如图5,分别从 测试件厚度方向的上下表面、中部共取出试件3件,做180度弯曲检测,焊缝区 和热影响区均未发生开裂,说明焊 接接头的塑性和冶金连续性良好。
          根据GB/T228-2002标准,在试件 厚度方向的上中下不同部位取拉伸试样6件,拉伸后的试样如图6,试件均 断裂在远离焊缝区和热影响区的母材区,这表明 焊接接头不存在强度弱化区,焊缝与 热影响区的平均强度均高于母材强度。
          根据jb4708-2000标准,在试件 厚度方向的上下表面取样,进行了夏比V型缺口冲击检测。结果表明,超窄间隙MAG焊的焊 接热循环对母材的韧性损伤极小,热影响 区的冲击功仅比母材降低了8.2%,这是超 窄间隙的显著特点。

    锅炉BHW35钢超窄间隙MAG焊检测结论:
           1. 采用超 窄间隙焊接技术,对BHW35钢焊接 获得了两侧壁冶金熔合质量良好,焊缝成 型美观的对接焊接接头;
           2. 焊接接 头所有力学性能均满足国家标准;
           3. 较低焊 接线能量条件下的超窄间隙MAG焊技术,其焊接 热影响区宽度仅为传统技术的1/5~1/3,且塑韧性损伤极小,冲击功仅比母材降低8.2%。


                                            
                    
                                                        
     

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