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09CuPCrNi-A耐候钢板焊接热裂纹

作者: 发布于:2019/11/22 8:26:20 点击量:

4130钢管材料属于中碳调质钢,和我国30CrMoA材料化学成分相当;在实际施工中,采用4130材料焊接时发现了大量的热裂纹,致使生产无法进行。结合国外焊接4130的焊接技术,制定了采用高硬度堆焊耐磨药芯焊丝打底,09CuPCrNi-A耐候钢板焊接,结果没有产生裂纹情况。

在初次焊接中,按照之前的焊接工艺评定报告(PQR)编制的焊接工艺规程(WPS),过程中严格按照工艺执行,但结果焊接3个接头,都不合格,并且裂纹都是在母材12~15mm深度,并且之前车间焊接的接头,裂纹基本都在一个深度位置。而且在焊接过程中,尤其是收弧位置能看到裂纹,并且收弧处裂纹呈直线,在焊缝正中,收弧后立刻敲掉药皮,就可以看到裂纹,可以肯定是焊接热裂纹;后面又焊接几个接头,要求焊工焊接收弧时,收弧处填饱满,但裂纹还是很多。

根据情况,进行了调整,并采取两种方案同时进行;第一种调整焊接工艺:由于焊接裂纹厚度基本都在一个深度范围,则考虑避开此位置,GTAW打底后,采用GTAW再焊接第2~3层,然后采用SMAW焊接,结果焊接几个头,裂纹大为降低,但还是有的地方有局部裂纹,并且采用GTAW焊接1~3层,效率太慢。

与此同时,对原材料化学成分分析:通过对09CuPCrNi-A耐候钢板和钢管进行化学分析,均符合要求。由于焊接工艺评定采用的是攀成钢成都无缝钢管厂的钢管,为此采用此钢管焊接,结果产生的热裂纹情况一样,期间也换了09CuPCrNi-A耐候钢板的炉号来焊接,也无法解决热裂纹(见表13、表14、表15)。

根据第二次情况,则采用GTAW打底焊接后,采用09CuPCrNi-A耐候钢板焊接2~3层(由于之前4130钢管在另外一个项目中,采用了焊接,没有出现过这个情况),避开了采用药芯耐磨焊丝产生裂纹的位置,然后其余层采用09CuPCrNi-A耐候钢板焊接,结果焊接了5个焊口,全部探伤合格;用这种方案消除了裂纹,并且此材料焊接Ni都小于1%,符合设计要求(在实际中,我们也采取了用硬面堆焊药芯焊丝焊接第二层,其余用碳化铬耐磨板堆焊焊丝焊接的方案,结果合格率不高,裂纹不能完全消除)。

为此立刻重新进行了焊接工艺评定,采用高铬铸铁药芯焊丝打底,药芯耐磨焊丝焊接2~3层,其余层用J707焊接,结果焊缝整体的力学性能满足使用要求,力学性能达到740MPa左右。

在4130材料焊接中产生的热裂纹情况,是作者工作中遇到的最大难题,经过自己结合实际情况,不断调整工艺,圆满地解决了热裂纹,并开发了新的焊接工艺,目前在具体施工项目中,两种工艺方案分别被实施,使用09CuPCrNi-A耐候钢板的焊接合格率达到了98%以上,在经过新的焊接工艺评定后,无裂纹产生。


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