09CuPCrNi-A焊管焊接需重点控制低温冲击韧性和耐候性,核心是匹配耐候钢专用焊材,并严格控制焊接线能量与预热温度,避免出现冷裂纹。
一、焊接前准备
1. 焊材选择:必须使用与09CuPCrNiA成分匹配的耐候钢焊材,确保焊缝耐候性与母材一致。
手工电弧焊(SMAW):选用E5015G(如G202NiMoA)低合金钢焊条,直径优先选φ3.2mm或φ4.0mm。
埋弧焊(SAW):焊丝选H08Mn2NiMoA,焊剂配HJ431或HJ350,焊剂使用前需经300350℃烘干2小时。
气体保护焊(GMAW/FCAW):实心焊丝选ER50G,药芯焊丝选E501T1,保护气体用80%Ar+20%CO₂混合气体。
2. 坡口加工:根据焊管壁厚选择坡口形式,壁厚≤10mm用I型坡口,壁厚>10mm用V型或X型坡口,坡口角度控制在60°±5°,钝边12mm,间隙23mm,确保焊透。
3. 表面清理:焊接前需清除坡口及两侧20mm范围内的铁锈、油污、氧化皮等杂质,可用角磨机或喷砂处理,露出金属光泽,避免杂质影响焊缝质量。
二、核心焊接工艺参数
不同焊接方法的参数需精准控制,重点避免线能量过大导致晶粒粗大,影响低温韧性。
焊接方法 | 焊条 / 焊丝直径(mm) | 焊接电流(A) | 焊接电压(V) | 焊接速度(mm/min) | 预热温度(℃) |
---|---|---|---|---|---|
手工电弧焊 | φ3.2 | 90-120 | 22-26 | 80-120 | 80-150 |
手工电弧焊 | φ4.0 | 140-180 | 24-28 | 100-140 | 80-150 |
埋弧焊 | φ4.0 | 320-380 | 32-36 | 300-400 | 80-150 |
气体保护焊 | φ1.2 | 180-220 | 24-28 | 250-300 | 80-150 |
关键要求:焊接线能量需控制在25kJ/cm以内;多层多道焊时,层间温度需保持与预热温度一致,且每道焊后需用角磨机清理焊道表面飞溅与熔渣。
三、焊接后处理
1. 消氢处理:焊接完成后,需立即进行250350℃的消氢处理,保温时间按壁厚计算(每10mm壁厚保温1小时,最少不低于30分钟),避免氢致裂纹产生。
2. 应力消除:若焊管用于承受动载荷或低温环境,需进行600650℃的去应力退火,保温12小时后缓冷至300℃以下空冷,降低焊接残余应力。
3. 表面清理:焊后需清除焊缝及附近的飞溅、焊渣,必要时对焊缝进行打磨,保证外观平整,同时可涂刷耐候性防锈漆,进一步提升耐候性能。
四、质量检验
1. 外观检验:焊缝表面需无裂纹、气孔、夹渣、未焊透等缺陷,余高控制在03mm,咬边深度≤0.5mm,长度≤焊缝总长的10%。
2. 无损检测:对焊缝进行超声波检测(UT),参照GB/T 11345标准,合格等级不低于Ⅱ级;重要部位需补充射线检测(RT),合格等级不低于Ⅱ级。
3. 力学性能试验:每批次需抽取试件进行拉伸试验、弯曲试验及40℃低温冲击试验,冲击功Akv≥34J,确保焊缝力学性能与母材匹配。
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